化學(xué)反應(yīng)中能量的變化

關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中能量的變化第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月①自然界中水總是從高處往低處流；②電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；③室溫下冰塊自動融化；④墨水?dāng)U散；⑤食鹽溶解于水；⑥火柴棒散落等。第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月鎂條燃燒；酸堿中和；鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒，鋅與CuSO4溶液會自動反應(yīng)生成Cu和ZnSO4等，這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動進(jìn)行的過程2、自發(fā)反應(yīng)：在給定的一組條件下，一個(gè)反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應(yīng)。【歸納小結(jié)】如何判斷一個(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月尋找反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月酸堿中和、鎂條燃燒等這些一定條件下能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng)有何共同特點(diǎn)？【思考與交流】共同特點(diǎn)：△H<O即放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，△H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行從能量角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？一般情況下，△H<O即放熱反應(yīng)易發(fā)生自發(fā)反應(yīng)。第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時(shí)體系會對外做功或者釋放熱量～△H﹤0）?！練w納與總結(jié)】一、能量判據(jù)（焓判據(jù)）第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H=＋37.30kJ/mol自發(fā)反應(yīng)一定要△H<O？結(jié)論：△H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要△H<O【思考與交流】△H=＋56.7kJ/mol△H=＋74.9kJ/mol焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素,但不是惟一因素。第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月二、熵判據(jù)1、為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的高低無關(guān)的過程的自發(fā)性，提出了在自然界還存在著另一種能夠推動體系變化的因素→熵。2、熵是體系混亂度的量度，即熵是用來描述體系的混亂度，符號用S表示,單位：J?mol-1?K-1

。體系混亂度越大，熵值越大；體系混亂度越小，熵值越小。同一物質(zhì)，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。3、產(chǎn)生氣體的反應(yīng)、氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，熵變通常都是正值（△S＞0），為熵增加反應(yīng)。第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月【知識拓展】物質(zhì)所具有的能量H熵變熵焓變焓計(jì)算公式單位符號定義生成物焓與反應(yīng)物焓之差KJ·mol-1混亂度SJ·mol-1·K-1J·mol-1·K-1KJ·mol-1△H△S△H=H(生成物)－H(反應(yīng)物)△S=S(生成物)－S(反應(yīng)物)生成物總熵與反應(yīng)物總熵之差第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月火柴散落、墨水?dāng)U散過程混亂度如何變化？混亂度越大越穩(wěn)定，△S>0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。從混亂度角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？【思考與交流】【歸納與總結(jié)】自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理，也就是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù)第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=－39.35J?mol-1?K-1

結(jié)論：△S>O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要△S>O【思考與交流】熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè)因素,但不是惟一因素。第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？已知：△H(298K)=178.2KJ?mol,

△S(298K)=169.6J?mol-1?K-1思考第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)反應(yīng)的最終判據(jù)到底是什么呢？△G=△H—T△S三、復(fù)合判據(jù)（自由能變化）當(dāng)△G<0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行當(dāng)△G>0時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行當(dāng)△G=0時(shí)，平衡狀態(tài)自主學(xué)習(xí)：P38科學(xué)視野第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度對反自發(fā)性的情況

類型△H△S△H—T△S反應(yīng)的自發(fā)性1—+2+—3——4++永遠(yuǎn)是—在任何溫度都是自發(fā)反應(yīng)永遠(yuǎn)是+在任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)在高溫+在低溫—在低溫是自發(fā)反應(yīng)在高溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫—在低溫+在低溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫是自發(fā)反應(yīng)第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月▲需要注意：(1)很多情況下，簡單地只用其中一個(gè)判據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)(吉布斯自由能變△G)將更適合于所有的過程。(2)過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如:涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)；又如裝在不同地方的氣體等例子。第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)在討論過程的方向時(shí)，指的是沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。如：水泵可以把水從低水位升至高水位；用高溫可使石灰石分解；高溫高壓石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的例子，實(shí)現(xiàn)后者的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月【課堂達(dá)標(biāo)測試】1下列過程是非自發(fā)的是∶（）A、水由高處向低處流；B、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹；D、室溫下水結(jié)成冰。2碳酸銨〔（NH4）2CO3〕在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是∶（）A、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大；B、其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量；C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。DA第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月3、下列說法正確的是∶（）A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的；B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變；C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)；D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。4、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是∶（）A、吸熱反應(yīng)；B、放熱反應(yīng)；C、熵增加反應(yīng)；D、熵增加或者放熱反應(yīng)。CD第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月5、250C和1.01×105Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；△H=＋56.76kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是∶（）A、是吸熱反應(yīng)；B、是放熱反應(yīng)；C、是熵減少的反應(yīng)；D、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。D第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月6、下列說法不正確的是（）A.焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。B.在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。C.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱D.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)C第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月D8、下列反應(yīng)中，熵減小的是（）A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D.2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)7、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是()A、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；

△H=+56.7kJ/molC、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/molD第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月影響因素：化學(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)焓變反應(yīng)熵變共同影響吸熱放熱熵增熵減小結(jié)：焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)第23頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月規(guī)律方法總結(jié)自發(fā)反應(yīng)中的焓變和熵變的關(guān)系1、在溫度、壓力一定的條件下，放熱的