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2.1化學(xué)反應(yīng)的方向(第一課時(shí))t20602030C碳中和碳達(dá)峰冰川融化高溫?zé)崂艘?、化學(xué)反應(yīng)的方向自發(fā)反應(yīng)在給定條件下,能“自己”進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為自發(fā)反應(yīng)C+O2=CO2點(diǎn)燃CO2=C+O2改變方向?一定溫度、壓強(qiáng)、催化劑不需要外界幫助(不需要環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做“有用功”)點(diǎn)燃一、化學(xué)反應(yīng)的方向C+O2=CO2點(diǎn)燃CO2=C+O2改變方向?如何判斷反應(yīng)的方向?反應(yīng)物生成物放熱焓19世紀(jì)初科學(xué)家:放熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行法國(guó)化學(xué)家安托萬(wàn)?洛朗?拉瓦錫1.化學(xué)反應(yīng)的方向與焓變
【學(xué)習(xí)任務(wù)一】列舉常見(jiàn)的自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng)
反應(yīng)物生成物放熱焓
成分:氧化鈣、鋁粉、碳酸鈉成分:鐵粉、水、活性炭、蛭石、吸水性樹(shù)脂、食鹽
可燃物燃燒酸堿中和活潑金屬與水、酸大部分化合反應(yīng)
1.化學(xué)反應(yīng)的方向與焓變焓減少有利于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)物生成物放熱焓
重力勢(shì)能降低內(nèi)能降低電勢(shì)能降低吸熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行嗎?
能自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)1.化學(xué)反應(yīng)的方向與焓變焓減少有利于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素,但不是唯一因素
【學(xué)習(xí)任務(wù)二】以下吸熱反應(yīng)在指定條件下均能自發(fā)進(jìn)行,思考這三個(gè)自發(fā)反應(yīng)有何共同之處?
1855年,克勞修斯首次大膽提出熵的概念,用來(lái)描述系統(tǒng)的混亂或者無(wú)序程度,用符號(hào)S表示。1923年,我國(guó)著名的物理學(xué)家胡剛復(fù)教授將其翻譯為“熵”。德國(guó)數(shù)學(xué)家魯?shù)婪颉び壤麨跛埂ぐqR努埃爾·克勞修斯2.化學(xué)反應(yīng)的方向與熵變
(1)熵1869年,德國(guó)化學(xué)家霍斯特曼把熵的概念首次推廣到化學(xué)反應(yīng)領(lǐng)域高于621K:NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)液體蒸發(fā):X(l)=X(g)氣體分子數(shù)增加
物質(zhì)的三態(tài)變化2.化學(xué)反應(yīng)的方向與熵變(2)熵和熵變規(guī)律同種物質(zhì):S
(g)>S
(l)>S
(s)同類(lèi)物質(zhì):摩爾質(zhì)量越大,熵越大氣體分子數(shù)增加,屬于熵增加的反應(yīng)
(3)化學(xué)反應(yīng)的熵變規(guī)律
2.化學(xué)反應(yīng)的方向與熵變玻爾茲曼熵公式:S
=k
lnΩk——玻耳茲曼常量Ω——微觀狀態(tài)數(shù),即混亂度越大,體系熵越大奧地利物理學(xué)家路德維希·玻爾茲曼科學(xué)離不開(kāi)自然,科學(xué)也總是承接著自然規(guī)律發(fā)展市售暖手袋(可反復(fù)使用)熵減少的過(guò)程可以自發(fā)進(jìn)行嗎?
有些熵減的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行(3)化學(xué)反應(yīng)的熵變規(guī)律
2.化學(xué)反應(yīng)的方向與熵變?cè)跍囟群蛪簭?qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)方向是由反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果二、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響【學(xué)習(xí)任務(wù)三】請(qǐng)結(jié)合焓變和熵變的相關(guān)數(shù)據(jù),解釋“在相同條件下,很難讓二氧化碳自發(fā)變回碳”這個(gè)事實(shí)
1878年,美國(guó)科學(xué)家吉布斯在大量理論研究的基礎(chǔ)上,提出判斷化學(xué)反應(yīng)方向的綜合判據(jù):
美國(guó)物理學(xué)家約西亞·威拉德·吉布斯從CO2到甲醇燃料
時(shí),反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行課后思考:要判斷化學(xué)反應(yīng)的方向,需要綜合焓變和熵變的影響??墒?,有時(shí)只由焓變值或者熵變值也能做出正確的推測(cè),為什么?什么
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