人教版高中化學選修4：化學反應原理 　化學反應進行的方向“十校聯(lián)賽”一等獎

第四節(jié)化學反應進行的方向第一頁，共三十頁。組織建設化學·必修4

化學反應進行的方向天門外國語學校朱思齊第二頁，共三十頁。留意生活第三頁，共三十頁。情景設計Cu和AgNO3反應紅墨水擴散第四頁，共三十頁。一、自發(fā)過程定義：

不用借助于____就可以自動進行的過程外力特點：高能狀態(tài)低能狀態(tài)釋放能量(△H___0)<做功非自發(fā)過程：在一定條件，需持續(xù)借助外力作用才能進行的過程。（如“低水高流”）體系對外部____第五頁，共三十頁。鞏固練習1

下列過程是非自發(fā)的是 (

)A．水由高處向低處流B．鹽酸和氫氧化鈉反應C．鐵在潮濕的空氣中生銹D．室溫下液態(tài)水結成冰D第六頁，共三十頁。

下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應能自發(fā)進行的主要原因嗎？C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-822kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)△H=-1648.4kJ·mol-1H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-546.6kJ·mol-1

共同特點：△H<0即放熱反應交流討論第七頁，共三十頁。二、能量判據(jù)（焓判據(jù)）反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應△H＜0總結感悟體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時體系會對外做功或者釋放熱量即△H﹤0）能量判據(jù)（焓判據(jù)）第八頁，共三十頁。結論：△H<0有利于反應自發(fā)進行，但自發(fā)反應不一定要△H<02NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)焓變只是反應能否自發(fā)進行的一個因素，但不是唯一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應方向是不全面的?！鱄﹥0交流討論是不是所有自發(fā)進行的化學反應都是放熱的？第九頁，共三十頁。1、撲克牌經(jīng)過多次洗牌后，嚴格按照花色和序號排列的機會和花色序號無規(guī)律的機會那種多？2、有序排列的火柴散落成無序排列，那種狀態(tài)比較“穩(wěn)定”？思考與交流：第十頁，共三十頁。有序無序冰液態(tài)水水蒸氣第十一頁，共三十頁。有序無序(混亂)擴散第十二頁，共三十頁。在密閉條件下，體系有從有序狀態(tài)自發(fā)地轉變?yōu)闊o序狀態(tài)的傾向因為與有序體系相比，無序體系更加_____穩(wěn)定第十三頁，共三十頁。三、熵判據(jù)（1）熵：用來度量體系混亂程度的物理量。（2）符號：S

單位：J?mol-1?K-1（3）體系混亂度越大，熵值越大。

總結感悟第十四頁，共三十頁。S(水)：69.9J

mol-1K-1S(冰)

：47.9J

mol-1K-1S(水蒸氣)：188.7J

mol-1K-1①同一物質：S(g)

＞S(l)＞S(s)②固體的溶解、氣體的擴散過程等都是混亂度增加的過程。交流討論第十五頁，共三十頁。物質的量越大，氣體分子數(shù)越多，S越大。第十六頁，共三十頁。（4）熵變和熵增原理

①在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增大，這個原理叫做熵增原理。②熵變（△S）：產(chǎn)生新物質或物質狀態(tài)有變化就存在著熵變?！鱏=S產(chǎn)物－S反應物該原理是用來判斷過程方向的一個因素，又稱為熵判據(jù)?？偨Y感悟結論：一般△S>0的反應有利于自發(fā)進行。

第十七頁，共三十頁。交流討論請判斷下列過程是熵增還是熵減？A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D.CO(g)＝C(s)＋1/2O2(g)E.HCl(g)＋NH3(g)＝NH4Cl(s)熵增熵增熵增熵減熵減第十八頁，共三十頁。分析下列過程的焓變、熵變與反應方向

焓變熵變能否自發(fā)①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)②NH4Cl(s)===NH3(g)+HCl(g)③NH4Cl(s)===NH3(g)+HCl(g)加熱反應能否自發(fā)還與溫度有關交流討論﹤0<0能>0>0不能>0>0能第十九頁，共三十頁。放熱熵增吸熱熵增△S=+169.6J·mol-1·K-1（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.2kJ·mol-1△H=

-

57.3kJ·mol-1自發(fā)高溫自發(fā)，低溫不自發(fā)（1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)△S=+80.7J·mol-1·K-1分析下列過程的焓變、熵變與反應方向交流討論第二十頁，共三十頁。四、復合判據(jù)—吉布斯自由能變化△G△G＝△H－T△S△G單位：KJ/mol△G<0，反應可自發(fā)進行△G=0，反應到達平衡狀態(tài)△G>0，反應不能自發(fā)進行第二十一頁，共三十頁。△G=△H-T△S總結感悟反應在該狀況下能否自發(fā)進行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０

Ｇ＜０自發(fā)進行＞０不自發(fā)進行低溫時＞０,高溫時＜０低溫不自發(fā),高溫自發(fā)低溫時＜０,高溫時＞０低溫自發(fā),高溫不自發(fā)

H

Ｓ第二十二頁，共三十頁。2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.03kJ·mol-1△S=+494.4J·mol-1·K-1CO(g)==C(s，石墨)+1/2O2(g)△H=+110.5kJ·mol-1△S=-89.36J·mol-1·K-1判斷下列反應能否自發(fā)進行4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)△H=-444.3kJ·mol-1△S=-280.1J·mol-1·K-1交流討論自發(fā)非自發(fā)低溫自發(fā)，高溫不自發(fā)第二十三頁，共三十頁。1、反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能確定反應是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。2、在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結果?？偨Y感悟第二十四頁，共三十頁。涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(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)。水泵可以把水從低水位升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉化為金剛石，實現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質仍然是非自發(fā)性的。鐵生銹第二十五頁，共三十頁。影響因素：化學反應的方向

反應焓變

反應熵變共同影響吸熱放熱熵增熵減焓減小有利于反應自發(fā)，熵增大有利于反應自發(fā)△H△S△G=△H－T△S本節(jié)小結：第二十六頁，共三十頁。1、下列反應中，在高溫下不能自發(fā)進行的是（）A、(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)

B、2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)C、MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D、CO(g)＝C(s)＋1/2O2D當堂鞏固第二十七頁，共三十頁。2、下列說法不正確的是（）A、焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關的因素，多數(shù)能自發(fā)進行的反應都是放熱反應B、在同一條件下不同物質有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大C、

一個反應能否自發(fā)進行取決于該反應放熱還是吸熱D、一個反應能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同影響有關C當堂鞏固第二十八頁，共三十頁。3、以下自發(fā)反應可用能量判據(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/m