《第3節(jié) 化學反應的方向》參考課件3

化學選擇性必修1第3節(jié)化學反應的方向導入１、有的反應瞬間即可完成，有的反應非常緩慢？２、一個可能發(fā)生的反應進行的程度如何？在允許的情況下如何通過改變條件獲得盡可能高的轉化率？化學反應的方向問題化學反應的限度問題----化學平衡化學反應的速率問題3、判定一個化學反應在指定條件下能否發(fā)生，以及在什么條件下可能發(fā)生？自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請同學們聯(lián)系生活知識，列舉一些能自動發(fā)生的例子？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；墨水擴散；食鹽溶解于水；火柴棒散落等。紅墨水擴散鐵生銹Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。1、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自發(fā)進行的過程。如何判斷一個過程，一個反應能否自發(fā)進行？2、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行的過程。判斷是否自發(fā)進行：甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒；碳酸鈣高溫分解？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01知識點一：焓判據(jù)（能量判據(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)）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。△H﹥0是不是所有自發(fā)進行的化學反應都是放熱的？有序混亂火柴棒散落墨水擴散由有序變?yōu)闊o序硝酸銨溶于水要吸熱，但它能自發(fā)向水中擴散為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的高低無關的過程的自發(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。02知識點二：熵判據(jù)3、體系混亂度越大，熵值越大。同一物質，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。1、在密閉條件下，體系由有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序的傾向～稱為熵。符號用S表示。單位：J?mol-1?K-12、由大量粒子組成的體系中，用熵來描述體系的混亂度。物質的量：物質的量越大熵越大結構相似的同一類型的物質，M越大，S越大。4、熵變和熵增原理（1）熵變（△S）∶化學反應中要發(fā)生物質的變化或物質狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。△S=S反應產(chǎn)物－S反應物（2）在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增大，即熵變(ΔS)大于零，這個原理叫做熵增原理。該原理是用來判斷過程的方向的又一個因素，又稱為熵判據(jù)。S(水)：69.9J?mol-1?K-1S(冰)：47.9J?mol-1?K-1S(水蒸氣)：188.7J?mol-1?K-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。氣體及其物質的量的增多是體系熵值變化的主要決定因素（4）熵變和熵增原理②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。①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)。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﹤0<0能>0>0不能>0>0能放熱熵增吸熱熵增△S=+169.6KJ?mol-1?K-1（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.2KJ?mol-1?K-1△H=-57.3

KJ?mol-1?K-1自發(fā)高溫自發(fā)，低溫不自發(fā)（1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△S=+80.7

KJ?mol-1?K-1分析下列過程的焓變、熵變與反應方向很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同一個反應，可能會出現(xiàn)相反的判斷結果，所以應兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A)和熵判據(jù)組合成的復合判據(jù)(吉布斯自由能變△G)將更適合于所有的過程?！鱃=△H-T△S03知識點二：復合判據(jù)（Ｔ為熱力學溫度，單位：K）。在恒溫、恒壓下，用G判斷化學反應是否自發(fā)進行顯得更為科學?！鱃<0△G>0△H>0△S＜0非自發(fā)△G=0△H＜0△S>0自發(fā)△H＜0△S＜0低溫可行△H>0△S>0高溫可行可逆反應到達平衡狀態(tài)當△G<0時，反應自發(fā)進行當△G>0時，反應不自發(fā)進行當△G=0時，反應到達平衡狀態(tài)NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)△H＜0△S＜0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0△S>0判斷這兩個反應什么條件下自發(fā)進行：低溫可行高溫可行3、反應的自發(fā)性也受外界條件的影響。如：石灰石分解，常溫下是非自發(fā)的，但在1273K時是自發(fā)的反應。1、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。如：鋼制器件腐蝕、裝在不同地方的氣體等例子。2、在討論過程的方向時，我們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。如：水、石灰石分解、石墨轉化為金剛石。▲焓判據(jù)和熵判據(jù)的應用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。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)小結隨堂檢測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，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。DA3、下列說法正確的是∶（）A、凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于吸熱反應都是非自發(fā)的；B、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或不變；C、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)；D、自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)。4、自發(fā)進行的反應一定是∶（）A、吸熱反應；B、放熱反應；C、熵增加反應；D、熵增加或者放熱反應。CD5、下列說法正確的是∶（）A、放熱反應一定是自發(fā)進行的反