人教版化學選修四——化學反應進行的方向.ppt

1、自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象， 請同學們聯(lián)系生活知識， 列舉一些能自發(fā)進行的例子？,生活中的自發(fā)過程,高山流水,電流,生活中的自發(fā)過程,高山流水,高能狀態(tài),低能狀態(tài),利用水泵可將水從低處流向高處,生活中的自發(fā)過程,高電勢狀態(tài),低電勢狀態(tài),Na投入H2O中,鐵生銹,生活中的自發(fā)反應,Cu和AgNO3反應,NaOH和HCl反應,生活中的自發(fā)反應,自發(fā)過程： 在一定條件下，不借助外部力量就能自動進行的過程,在給定的一組條件下，一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應。,如何判斷一個過程，一個反應能否自發(fā)進行？,自發(fā)反應：,非自發(fā)過程：,在一定條件下，需要持續(xù)外力作用才能維持進行的過程。

2、,尋找反應能否自發(fā)進行的判據(jù),第四節(jié) 化學反應進行的方向,Cu和AgNO3反應,NaOH和HCl反應,Na投入H2O中,鐵生銹,Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) H= -181.75 kJmol-1,NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H= -57.3 kJmol-1,2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) H= -636.1 kJmol-1,Fe(s) Fe2O3 (aq) H= -790.7 kJmol-1,自發(fā)反應,共同點放熱反應H0,二、化學反應進行方向的判據(jù),1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）,能量判據(jù)

3、（焓判據(jù)） 自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（H 0）。 即H0的反應有自發(fā)進行的傾向。,多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應,反應物的總能量高,生成物的總能量低,放熱反應,H0,焓判據(jù)是判斷化學反應進行方向的判據(jù)之一。,注意： （1）焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向，能否實現(xiàn)要看具體條件； （2）焓判據(jù)只判斷一定條件化學反應能否自發(fā)進行，與化學反應速率無關。 （3）反應焓變是反應能否自發(fā)進行的一個因素，但不是唯一因素,2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol,NH

4、4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4（aq）+H2O（l）； H（298K）=37.3KJ/mol,結論：H O有利于反應自發(fā)進行 但自發(fā)反應不一定要H O 焓變是反應能否自發(fā)進行的一個因素,但不是唯一因素。,自發(fā)反應一定要H O ？,冰塊融化,品紅在水中擴散,你能解釋蒸汽擴散和火柴混亂的真正原因嗎？,蒸汽擴散,火柴散落,有序排列的火柴散落時自發(fā)地成為無序排列,趨向于體系混亂度增大,有序,混亂,火柴散落,克勞修斯（德國）,熵,S,定義：描述體系混亂度的物理量 符號：S 單位：Jmol-1K-1,體系混亂度越大，熵值越大； 體系混亂度越小，熵值越小。,熵增原

5、理(又稱為熵判據(jù)). 體系有自發(fā)向混亂度增加的方向變化的傾向。(即熵增S0),S=S生成物總熵S反應物總熵,S越大，越有利于反應自發(fā)進行,標準狀況下：1 mol不同物質的熵S(J mol-1K-1),知識介紹,熵值最大,熵值最小,（1）物質的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大； （2）同一條件：不同物質的熵值不同；,（3）物質的存在狀態(tài)：S(g) S(l) S(s)。,2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol,思考:,兩個反應都是混亂度增大的反應。 熵增，S0，有利于自發(fā)

6、反應,這兩個反應都是吸熱反應，但卻能自發(fā)進行，為什么？,1、同一物質狀態(tài)改變： 2、固體的溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程。 3、反應過程中氣體物質的量增多的反應。 4. 生成氣體的反應。,導致熵增(S0）的一些因素,固態(tài),液態(tài),氣態(tài),熵增,熵增,自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？,2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1,結論：S O，有利于反應自發(fā)進行， 自發(fā)反應不一定要S O。 熵變是反應能否自發(fā)進行一個因素,但不是唯一因素。,鋁熱反應（ S0）也能自發(fā)反應。,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應能否自發(fā)進行？ 已知

7、： H(298K)=+178.2KJmol-1, S(298K)=+169.6Jmol-1K-1,思考,總結：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,美國物理化學家吉布斯,自由能,G,研究表明：在溫度、壓強一定的條件下，化學反應自發(fā)進行方向的判據(jù)是,G = H - TS,（ G 吉布斯自由能 T 絕對溫度+),G = H - TS 0 反應能自發(fā)進行,G = H - TS 0 反應不能自發(fā)進行,G = H - TS 0 反應達到平衡狀態(tài),反應進行方向的判斷方法：,2、物質的混亂度趨于增加,1、物質具有的能量趨于降低,H(焓變),S(熵變)0,放熱反應,自發(fā)進行,不自發(fā)進行,不

8、能定性判斷,不能定性判斷,H0,H0,H0,H0,S0,S0,S0,S0,熵增原理,0,三、復合判據(jù),H0 S0 高溫下 反應自發(fā)進行,H0 S0 所有溫度下 反應不能自發(fā)進行,H0 所有溫度下 反應自發(fā)進行,H0 S0 低溫下 反應自發(fā)進行,放熱,熵增,吸熱,熵減,放熱,熵減,吸熱,熵增,2）TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) H=+161.9kJmol-1,3）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H= -176.9kJmol-1,S= -38.4Jmol-1K-1,S= -284.3Jmol-1K-1,S=+169.6Jmol-1K-1,4）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g ),應用判據(jù)解決問題,根據(jù)你已有的知識和經驗,分析下列過程的焓變、熵變與是能否自發(fā)進行,H=+178.2kJmol-1,H= - 57.3kJmol-1,從“熵”的角度看世界,薛定諤所著生命是什么？,“熱力學第二定律是一個最深刻、最普遍的定律。它有著自身憂郁的美，象所有重要定律一樣，引起人們的崇敬之情?！?英國作家 C.P.Snow,正如“能”的觀點被人們普遍接受一樣，“熵”的觀點也越來越多地被人們用來解釋物理、