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公開(kāi)課化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向第一頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向——化學(xué)反應(yīng)速率——化學(xué)平衡——?第二頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日水總是自發(fā)地由高處往低處流自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象,請(qǐng)同學(xué)們聯(lián)系生活知識(shí),列舉一些能自動(dòng)發(fā)生的例子?第三頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日①自然界中水總是從高處往低處流;②自由落體運(yùn)動(dòng);③室溫下冰塊自動(dòng)融化;④墨水?dāng)U散;⑤食鹽溶解于水;⑥火柴棒散落等。⑦鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹生活中的自發(fā)過(guò)程第四頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日科學(xué)家是根據(jù)什么原理來(lái)判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生?

這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展,我們非常清楚,因?yàn)樗鼈冇忻黠@的自發(fā)性——其中是否蘊(yùn)藏了一定的科學(xué)原理?能量由高到底有序變無(wú)序第五頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日尋找反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)

4

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向第六頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)

鎂條燃燒;酸堿中和;

鋅與CuSO4溶液會(huì)自動(dòng)反應(yīng)生成Cu和ZnSO4等;這些過(guò)程都是自發(fā)的。第七頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日1、自發(fā)過(guò)程:在一定條件下,不用借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程(高山流水、自由落體運(yùn)動(dòng)等)。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)(鎂條燃燒、酸堿中和)?!練w納小結(jié)】如何判斷一個(gè)過(guò)程,一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?第八頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過(guò)程(1)甲烷燃燒:H4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

△H=-802.3kJ/mol(2)鐵生銹:3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=-824kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應(yīng):2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol共同點(diǎn)——?E反

>E生,△H<0放熱反應(yīng)第九頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日一、自發(fā)過(guò)程與焓判據(jù)1、自發(fā)過(guò)程:在一定條件下不需要外力作用就可以自動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)過(guò)程?!罟餐攸c(diǎn):體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。2、焓判據(jù):自發(fā)過(guò)程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量),這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù),是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。放熱反應(yīng)E反

>E生,△H<0第十頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日練習(xí)1已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:①

C(金剛石、s)+O2(g)=CO2(g)

△H1=-395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.51kJ/mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化,下列說(shuō)法正確的是A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程

C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低AC第十一頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日練習(xí)2知道了某過(guò)程有自發(fā)性之后,則可判斷出過(guò)程的方向可確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生可預(yù)測(cè)過(guò)程發(fā)生完成的快慢可判斷過(guò)程的熱效應(yīng)A第十二頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日

我們知道有些過(guò)程也是自發(fā)的,這當(dāng)中有的與物質(zhì)的能量高低無(wú)關(guān),有的雖與能量高低有關(guān),但用焓判據(jù)卻無(wú)法解釋清楚,例如:兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行(1)既不吸熱也不放熱的自發(fā)過(guò)程H2O2O2H2第十三頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日(2)吸熱的自發(fā)過(guò)程室溫下冰塊的融化;硝酸鹽類的溶解;常溫常壓下N2O5的分解2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);

△H=+56.7kJ/mol碳銨的分解(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9kJ/mol第十四頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日第十五頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日二、熵、熵增原理、熵判據(jù)1.熵(S):在密閉條件下,體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向,這種推動(dòng)體系變化的因素稱作熵。2、熵判據(jù):在與外界隔離的體系中,自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大,這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理。是在用來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)方向時(shí)就稱為熵判據(jù)(△S)

。3.同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)熵值大小:在氣態(tài)時(shí)熵最大,液態(tài)時(shí)次之,固態(tài)時(shí)最小。體系混亂度有增加的傾向第十六頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日分析判斷下來(lái)過(guò)程為什么能自發(fā)進(jìn)行?1、兩種理想氣體的混合2、室溫下冰塊的融化;3、常溫常壓下N2O5的分解

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);

△H=+56.7kJ/mol4、碳銨的分解

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9kJ/mol第十七頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日練習(xí)3碳銨[(NH4)2CO3]在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣,對(duì)其說(shuō)法中正確的是A、碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體,使體系的熵增大。B、碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C、碳銨分解是吸熱反應(yīng),根據(jù)焓判據(jù)不能自發(fā)分解D、碳酸鹽都不穩(wěn)定,都能自發(fā)分解。AC第十八頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日練習(xí)4下列反應(yīng)中,在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是D.CO(g)=C(s)+1/2O2B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)A.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)D熵減熵增熵增熵增第十九頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日小結(jié)一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1.焓判據(jù)

體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)

△H<02.熵判據(jù)

在密閉條件下,體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o(wú)序的傾向

S>0第二十頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日2、吸熱的自發(fā)過(guò)程應(yīng)為熵增加的過(guò)程,

如冰的融化、硝酸銨溶于水等。3、無(wú)熱效應(yīng)的自發(fā)過(guò)程是熵增加的過(guò)程,

如兩種理想氣體的混合等。1、放熱的自發(fā)過(guò)程可能是熵減小的過(guò)程,

如鐵生銹、氫氣燃燒等;也可能是熵?zé)o明顯變化或增加的過(guò)程,如金剛石和石墨的互變熵不變;活潑金屬與酸的置換反應(yīng)熵增等……二、理解熵的含義和熵的變化第二十一頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日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思考第二十二頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日化學(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):P36科學(xué)視野第二十三頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日▲需要注意:(1)很多情況下,簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng),可能會(huì)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(guò)程。(2)過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向,不能確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)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(guò)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。第二十四頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日(3)在討論過(guò)程的方向時(shí),指的是沒(méi)有外界對(duì)體系的干擾。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用,就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。如:①水泵可以把水從低水位升至高水位;②用高溫可使石灰石分解;③高溫高壓石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。實(shí)現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量,該過(guò)程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。第二十五頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日1、下列說(shuō)法正確的是∶()

A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,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)。C【練習(xí)】第二十六頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日2、下列說(shuō)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第二十七頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日A4、能用能量判據(jù)判斷下列過(guò)程的方向的是(

)A.水總是自發(fā)地由高處往低處流

B.放熱反應(yīng)容易自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

C.有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列

D.多次洗牌以后,撲克牌的毫無(wú)規(guī)律的混亂排列的幾率大3、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來(lái)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第二十八頁(yè),共二十九頁(yè),編輯于2023年,星期日5、下列說(shuō)法中正確的是(

)

A.能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生反應(yīng)

B.非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定不可能發(fā)生反應(yīng)

C.能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)實(shí)際可能沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)

D.常溫下通電,2H2O==H2↑+O2↑,即常溫下水的分解反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)6、已

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