魯科版選修4 2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向 課件（24張）.ppt

第二章第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向 自然界中水總是從高處往低處流 是自動進行的自發(fā)變化過程 具有一定的方向性 在溫度和壓強一定條件下 不借助光 電等外部力量就能自動進行的過程 自發(fā)過程 生活經(jīng)驗舉例 1 熱總是由高溫物體傳向低溫物體2 室溫下冰塊自動融化3 墨水?dāng)U散4 食鹽溶解于水5 火柴棒散落 1 自發(fā)反應(yīng)的特征是具有方向性 即反應(yīng)的某個方向在一定條件下是自發(fā)的 則其逆方向在該條件下肯定不自發(fā) 自發(fā)反應(yīng) 注意 在溫度和壓強一定的條件下 不借助光 電等外部力量就能自動進行的化學(xué)反應(yīng) 1 酸堿中和 2 鐵器暴露在潮濕空氣中生銹 3 甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒 4 鋅與cuso4溶液反應(yīng)生成cu和znso4等 這些過程都是自發(fā)的 其逆過程就是非自發(fā)的 舉例 自發(fā)反應(yīng)有方向性 注意 自發(fā)反應(yīng)與反應(yīng)條件無必然聯(lián)系 許多自發(fā)反應(yīng)是在常溫常壓下即可自發(fā)進行且反應(yīng)完全的 如酸堿中和反應(yīng) 但并不意味著在一定條件下才能進行或不能進行完全的反應(yīng)就不是自發(fā)反應(yīng) 例如酒精的燃燒需點燃 so2和o2的反應(yīng)不能進行完全 但它們都是自發(fā)反應(yīng) 在所需條件下 反應(yīng)一旦發(fā)生便能自發(fā)進行下去 一 反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 對于化學(xué)反應(yīng) 有著向能量較低方向進行的趨勢 即焓變減小有利于反應(yīng)自發(fā)進行 這一經(jīng)驗規(guī)律就是能量判據(jù) 又稱焓判據(jù) 1 多數(shù)能自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng) 如燃料的燃燒 鋼鐵生銹及酸堿中和等 2 有不少吸熱過程也能自發(fā)進行 3 有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進行 但在較高溫度下則能自發(fā)進行 說明 如 硝酸銨溶于水 一 反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 1 反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)自發(fā)進行 2 反應(yīng)吸熱也有可能自發(fā)進行 交流 研討 1 硝酸銨 氫氧化鈉 氯化鈉 蔗糖溶解過程的熱效應(yīng)如何 吸熱 放熱 幾乎不變 2 它們?nèi)芙獾倪^程都是自發(fā)的 與焓變有關(guān)嗎 無 3 你認為是什么因素決定了它們的溶解過程能自發(fā)進行 熵 熵 衡量一個體系混亂度的物理量 用符號s表示 混亂度越大 熵值越大 3 相同條件與狀態(tài)下 熵與物質(zhì)的量成正比 2 對于同一物質(zhì) s g s l s s 1 單位 j mol 1 k 1 二 反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 注意 熵變 反應(yīng)前后體系熵的變化用 s表示 s s產(chǎn)物 s反應(yīng)物 混亂度增大 熵增 課本37頁 混亂度減小 熵減 研究表明 反應(yīng)有趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài)的趨勢 即混亂度增加 s 0 且 s越大 越有利于反應(yīng)自發(fā)進行 常見的熵增加過程 固體的溶解過程 氣體的擴散過程 水的汽化及墨水在水中的擴散過程 都是體系混亂度增大的過程 常見的熵增加的反應(yīng) 1 產(chǎn)生氣體的反應(yīng) 氣體的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)通常都是熵增反應(yīng) 2 許多熵增加的反應(yīng)在常溫 常壓下可自發(fā)進行 3 有些熵增反應(yīng)需在較高溫度下才可自發(fā)進行 熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行的有關(guān)的一個因素 但不是唯一因素 結(jié)論 1 熵曾有利于反應(yīng)自發(fā)進行 2 熵減小的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進行 37頁舉例 即 s 0有利于反應(yīng)自發(fā)進行 但自發(fā)反應(yīng)不一定是 s 0的反應(yīng) 2h2o 2h2 o2 電解 s 0非自發(fā) 三 焓變和熵變對反應(yīng)方向的共同影響 反應(yīng)自發(fā)進行方向的判據(jù) h t s h t s 0 自發(fā)進行 h t s 0 可逆反應(yīng)達平衡狀態(tài) h t s 0 非自發(fā)進行 自發(fā) 非自發(fā) 不一定 不一定 恒溫恒壓時判斷反應(yīng)是否能夠自發(fā)進行 h0 h 0 s0 s 0 學(xué)以致用 低溫自發(fā) 高溫非自發(fā) 低溫非自發(fā) 高溫自發(fā) 低溫自發(fā) 高溫自發(fā) nh3 g hcl g nh4cl s h 0 s 0 caco3 s cao s co2 g h 0 s 0 判斷反應(yīng)什么條件下自發(fā)進行 汽車尾氣的主要污染物是一氧化氮以及燃燒不完全所產(chǎn)生的一氧化碳 它們是現(xiàn)代化城市的重要大氣污染物 為了減輕汽車尾氣造成的大氣污染 有人提出通過2no g 2co g n2 g 2co2 g 來處理汽車尾氣 已知室溫 298k 101kpa 下 h 113 0kj mol 1 s 143 5j mol 1 k 1 思考 如何加快反應(yīng)速率 一種汽車尾氣凈化器 h t s 69 68kj mol 1 0 因此 室溫下反應(yīng)能自發(fā)進行 但該反應(yīng)速率極慢 1 反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向 不能確定反應(yīng)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 就不是焓變判斷和熵變判斷能解決的問題了 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?練習(xí) 1 下列說法不正確的是 a 焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的因素 多數(shù)的能自發(fā)進行的反應(yīng)是放熱反應(yīng) b 在同一條件下不同物質(zhì)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(yīng)能否自發(fā)進行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱d 一個反應(yīng)能否自發(fā)進行 與焓變和熵變的共同影響有關(guān) c 2 下列反應(yīng)中 熵減小的是 d 2co g 2c s o2 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g c mgco3 s mgo s co2 g d 3 下列說法正確的是 a 凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的 由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的 b 自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大 非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變 c 自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實現(xiàn) d 自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn) 4 自發(fā)進行的反應(yīng)一定是 a 吸熱反應(yīng) b 放熱反應(yīng) c 熵增加反應(yīng) d 熵增加和