化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向PPT

關(guān)于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向PPT第1頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三水總是自發(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，請同學(xué)們聯(lián)系生活知識，列舉一些能自動發(fā)生的例子？第2頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三第3頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三自然界中水總是從高處往低處流；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；室溫下冰塊自動融化；墨水?dāng)U散；食鹽溶解于水；火柴棒散落等。第4頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三鎂條燃燒；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5頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三Na投入H2O中鐵生銹第6頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三Cu和AgNO3反應(yīng)NaOH和HCl反應(yīng)第7頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三1、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)?！練w納小結(jié)】如何判斷一個過程，一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？3、非自發(fā)過程：在一定條件下，需持續(xù)借助人為作用才能進(jìn)行的過程。第8頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三2.酸堿中和、鎂條燃燒都是能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng)，有何共同特點？【思考與交流】共同特點：從能量角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？2.△H<0即放熱反應(yīng)1.高山流水為什么是自發(fā)過程？1.體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)第9頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三一、焓判據(jù)（能量判據(jù)）反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量低放熱反應(yīng)△H＜0第10頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三能量判據(jù)：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（△H＜0）。一、焓判據(jù)（能量判據(jù)）（1）多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)注意：第11頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三只有放熱反應(yīng)（△H<0）才能自發(fā)進(jìn)行嗎？【思考與交流】NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H=＋37.30kJ/mol△H=＋56.7kJ/mol△H=＋74.9kJ/mol2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)第12頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三能量判據(jù)：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（△H＜0）。一、焓判據(jù)（能量判據(jù)）（1）多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)注意：（2）有不少吸熱過程也能自發(fā)進(jìn)行結(jié)論：1.△H<0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要△H<0。2.焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一,但不是唯一因素。第13頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三生活中的另類自發(fā)過程第14頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三固體的溶解第15頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三一副嶄新的撲克牌被洗過后會怎樣？下課鈴一響教室里會怎樣？克勞修斯

（德國）熵S你能發(fā)現(xiàn)這些看似不相干的事件之間的聯(lián)系嗎？第16頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三熵（S）：1.描述體系混亂度的物理量

混亂度——表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)。

2.符號：S單位：J?mol-1?K-13.大小判據(jù)：（1）物質(zhì)的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大；（2）同一條件：不同物質(zhì)的熵值不同；

（3）物質(zhì)的存在狀態(tài)：S(g)>S(l)>S(s)。

第17頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三S(g)>S(l)>S(s)三種狀態(tài)下水的熵冰水水蒸氣第18頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三反應(yīng)的熵變反應(yīng)熵變:反應(yīng)產(chǎn)物的總熵與反應(yīng)物總熵之差(1)符號：△S(2)表達(dá)式:△S=∑S(生成物)–∑S(反應(yīng)物)(3)正負(fù)判斷：①氣體體積增大的反應(yīng)，△S>0,熵增加反應(yīng)②氣體體積減小的反應(yīng)，△S<0,熵減小反應(yīng)

第19頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三【探究】下列自發(fā)過程熵變的特點1、冰→

液態(tài)水

→

水蒸氣2、氯化鈉晶體溶于水3、自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)：N2O5分解：

2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

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

△H=+74.9kJ/mol共同點：熵（S）增加第20頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三二.熵判據(jù)在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理。是在用來判斷化學(xué)反應(yīng)方向時就稱為熵判據(jù)注意：（1）熵變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一種因素；（2）熵變（△S）只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變化的途徑無關(guān)；（3）熵判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。第21頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三自發(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：1.△S>0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要△S>0;【思考與交流】2.熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一,但不是唯一因素。小結(jié)：自發(fā)過程的變化趨勢1.能量趨于降低2.混亂度趨于增加第22頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？已知：△H(298K)=+178.2KJ?mol-1,

△S(298K)=+169.6J?mol-1?K-1思考第23頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三化學(xué)反應(yīng)的最終判據(jù)到底是什么呢？△H—T△S第24頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三三、復(fù)合判據(jù)焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響1.判據(jù)：△H-T△S2.判據(jù)與反應(yīng)的自發(fā)性：<0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行△H-T△S=0反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行第25頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.3kJ/mol△S=494.4J/mol/K一定能自發(fā)反應(yīng)CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)△H=110.5kJ/mol△S=-89.4J/mol/K

一定不能自發(fā)反應(yīng)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)△H=-444.3kJ/mol△S=-280.1J/mol/K低溫下能自發(fā)反應(yīng)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H=37.30kJ/mol△S=184.0J/mol/K高溫下能自發(fā)反應(yīng)舉例：第26頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三焓變熵變化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行H＜0S＞0H＞0S＜0H＜0S＜0H＞0S＞0科學(xué)家們總結(jié)出了一條公式△G＝△H－T△S，△G代表的是自由能，用自由能來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是最全面最科學(xué)的，當(dāng)△G<0時，反應(yīng)就可以自發(fā)進(jìn)行任何溫度都自發(fā)進(jìn)行不能自發(fā)進(jìn)行較低溫度時自發(fā)進(jìn)行高溫時自發(fā)進(jìn)行總結(jié)：第27頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三3.適用判據(jù)應(yīng)注意的問題：（1）判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合△H和△S，利用△H-T△S（2）條件是一定溫度、壓強下（3）反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說明這個反應(yīng)有進(jìn)行的趨勢，但這個反應(yīng)到底能不能反應(yīng)，那還要看反應(yīng)進(jìn)行的限度和反應(yīng)進(jìn)行的速率。第28頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三影響因素：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29頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三(1)很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應(yīng)兩個判據(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，但只有后者可以實現(xiàn)；又如裝在不同地方的氣體等例子。注意：第30頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三(3)在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體系的性質(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31頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三【課堂達(dá)標(biāo)測試】1、下列說法不正確的是（）A.焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)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32頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三3、250C和1.01×105Pa時，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)。D2、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、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大；B、其分解是因為外界給予了能量；C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)能自發(fā)分解；D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。A第33頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三D5、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)4、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)；