高中化學(xué) 24 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課件 新人教版選修4.ppt

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第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,第三章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡,,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢,化學(xué)反應(yīng)的限度,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,——化學(xué)反應(yīng)速率,——化學(xué)平衡,——焓判據(jù)和熵判據(jù),生活中的自發(fā)過程,(1)自然界中水由高處往低處流，而不會自動從低處往高處流；,(2) 鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。,這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因?yàn)樗鼈冇忻黠@的自發(fā)性——其中是否蘊(yùn)藏了一定的科學(xué)原理？,化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程,(1)H2燃燒： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6 kJ/mol,(2)鐵生銹： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol,(3)C燃燒： C(s)+O2(g)=CO2 (g) △H=－393.5 kJ/mol,共同點(diǎn)——放熱反應(yīng),E反 E生,一、自發(fā)過程與能量判據(jù),1、自發(fā)過程：在一定條件下不需要外力作用就能自動進(jìn)行的過程。,共同特點(diǎn)：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài),2、焓判據(jù)：自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。,能量最低原理,練習(xí)1,已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為： C(s)+O2(g)＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol 金剛石 C(s)+O2(g)＝CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 石墨 下列說法正確的是 A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程 B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程 C.石墨比金剛石能量低 D.金剛石比石墨能量低,AC,練習(xí)2,知道了某過程有自發(fā)性之后，則 可判斷出過程的方向 可確定過程是否一定會發(fā)生 可預(yù)測過程發(fā)生完成的快慢 可判斷過程的熱效應(yīng),A,能否用焓判據(jù)來解釋？,兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行，無須借助外力 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 碳銨的分解 (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol,二、熵與熵判據(jù),1．在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，這種推動體系變化的因素稱作熵。,2、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(yàn)規(guī)律叫做熵增原理，是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的另一判據(jù)——熵判據(jù)。,3．同一物質(zhì)，在氣態(tài)時熵最大，液態(tài)時次之，固態(tài)時最小。,體系混亂度有增加的傾向,三、能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用,能量判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最低能量狀態(tài)的傾向,熵判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最大混亂度的傾向,由焓判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有的過程。,自由能變化△G,用來判斷恒溫恒壓下反應(yīng)是否自發(fā)，綜合考慮能量判據(jù)和熵判據(jù),△G0，反應(yīng)不自發(fā),△G=△H-T△S,練習(xí)3,碳銨[(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、碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大。 B、碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量 C、碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(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。,A,練習(xí)4,下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是,D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 (g),B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g),D,熵減,熵增,熵增,熵增,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。例如金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問題了。,注意,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(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。例如石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹?小結(jié),一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù),1．焓判據(jù),2．熵判據(jù),二、理解熵的含義和熵的變化,1、放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程，如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵?zé)o明顯變化或增加的過程，如金剛石和石墨的互變熵不變；活潑金屬與酸的置換反應(yīng)熵增等……,2、吸熱的自發(fā)過程應(yīng)為熵增加的過程，如冰的融化、硝酸銨溶于水等。,3、無熱效應(yīng)的自發(fā)過程是熵增加的過程，如兩種理想氣體的混合等。,