魯科版選修四 2.1化學反應的方向 課件（30張）.ppt

第1節(jié)化學反應的方向 水總是自發(fā)地由高處往低處流 自然界中有許多自然而然發(fā)生的現象 請同學們聯系生活知識 列舉一些能自動發(fā)生的例子 自然界中水總是從高處往低處流 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 鎂條燃燒 酸堿中和 鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹 甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒 鋅與cuso4溶液會自動反應生成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 1 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 2 自發(fā)反應 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 歸納小結 如何判斷一個過程 一個反應能否自發(fā)進行 探究 以 物體由高處自由下落 為代表 探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢 自然界中水總是從高處往地處流 電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動 共同點 高能向低能轉化 觀察下列幾個自發(fā)進行的化學反應 找出它們的共同之處鈉與水反應2na s 2h2o l 2naoh aq h2 g h 368kj mol鐵生銹 3fe s 3 2o2 g fe2o3 s h 824kj mol氫氣和氧氣反應 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 共同點 h 0 放熱反應 高能向低能轉化 思考與交流 共同特點 h 0即放熱反應放熱反應使體系能量降低 能量越低越穩(wěn)定 h 0有利于反應自發(fā)進行 一般情況下 h 0即放熱反應 易發(fā)生自發(fā)反應 日常生活中長期積累的經驗而總結得到一條經驗規(guī)律 能量判據 焓判據 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 h 0 歸納與總結 二 反應焓變與反應方向 焓判據 nh4hco3 s ch3cooh aq co2 g ch3coonh4 aq h2o l h 37 30kj mol 自發(fā)反應一定要 h 0 結論 h 0有利于反應自發(fā)進行 自發(fā)反應不一定要 h 0焓變是反應能否自發(fā)進行的一個因素 但不是唯一因素 思考與交流 h 56 7kj mol h 74 9kj mol h 37 3kj mol 墨水 氣體擴散 固體的溶解 下課鈴一響教室里會怎樣 你能發(fā)現這些看似不相干的事件之間的聯系嗎 食鹽溶于水 紅墨水滴到水中擴散 香水擴散 這些過程都是自發(fā)過程 這一類自發(fā)過程與能量狀態(tài)的高低無關 思考與交流 熵 s 1 描述體系混亂度的物理量2 符號 s單位 j mol 1 k 1 3 大小判據 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 4 反應熵變 1 符號 s 2 表達式 s s總和 生成物 s總和 反應物 3 正負判斷 氣體體積增大的反應 s 0 熵增加反應 氣體體積減小的反應 s 0 熵減小反應 1 冰 液態(tài)水 水蒸氣2 氯化鈉晶體溶于水3 自發(fā)進行的吸熱反應 n2o5分解 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj mol碳酸銨的分解 nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol 共同點 熵 s 增加 探究 下列自發(fā)過程熵變的特點 注意 1 熵變只是反應能否自發(fā)進行的一種因素 2 熵變 s 只決定于體系的始態(tài)和終態(tài) 與變化的途徑無關 3 熵判據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 自發(fā)過程的兩大變化趨勢 1 能量趨于減小 焓減 2 混亂度趨于增大 熵增 三 反應熵變與反應方向 在與外界隔離的體系中 自發(fā)過程將導致體系的熵增大 這一經驗規(guī)律叫做熵增原理 是在用來判斷化學反應方向時就稱為熵判據 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 35j mol 1 k 1 結論 s 0有利于反應自發(fā)進行 自發(fā)反應不一定要 s 0 思考與交流 熵變也是反應能否自發(fā)進行一個因素 但也不是唯一因素 化學反應的最終判據到底是什么呢 h t s 四 焓變與熵變對反應方向的共同影響復合判據 當 h t s 0時 反應自發(fā)進行 當 h t s 0時 反應不自發(fā)進行 當 h t s 0時 平衡狀態(tài) 需要注意 1 很多情況下 簡單地只用其中一個判據判斷同一個反應 可能會出現相反的判斷結果 所以應兩個判據兼顧 由能量判據 以焓變?yōu)榛A 和熵判據組合成的復合判據將更適合于所有的過程 2 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 涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件 其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的 但只有后者可以實現 3 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 就可能出現相反的結果 如 水泵可以把水從低水位升至高水位 用高溫可使石灰石分解 高溫高壓石墨轉化為金剛石的例子 實現后者的先決條件是要向體系中輸入能量 該過程的本質仍然是非自發(fā)性的 課堂達標測試 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 據能量判據不能自發(fā)分解d 碳酸鹽都不穩(wěn)定 都能自發(fā)分解 d a 5 25 和1 01 105pa時 反應2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 76kj mol 自發(fā)進行的原因是 a 是吸熱反應 b 是放熱反應 c 是熵減少的反應 d 熵增大效應大于能量效應 d 6 下列說法不正確的是 a 焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關的因素 多數的能自發(fā)進行的反應都是放熱反應b 在同一條件下不同物質有不同的熵值 其體系的混亂程度越大 熵值越大c 一個反應能否自發(fā)進行取決于該反應放熱還是吸熱d 一個反應能否自發(fā)進行 與焓變和熵變的共同影響有關 c d 8 下列反應中 熵減小的是 a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g c mgco3 s mgo s co2 g d 2co g 2c s o2 g 7 以下自發(fā)反應可用能量判據來解釋的是 a 硝酸銨自發(fā)地溶于水b 2n2o5 g 4no2 g o2 g h 56 7kj molc nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mold 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol d 影響因素 小結 焓減小有利于反應自發(fā) 熵增大有利于反應自發(fā) 規(guī)律方法總結 自發(fā)反應中的焓變和熵變的關系 1 在溫度 壓力一定的條件下 放熱的熵增加的反應一定能自發(fā)進行2 在溫度 壓力一定的條件下 吸熱的熵減少的反應一定不能自發(fā)進行3 當焓變和熵變的作用相反時 如果二者大小相差懸殊 可能某一因素占主導地位4 當焓變和熵變的作用相反且二者相差不大 溫度可能對反應的方向起決定性作用5 無熱效應的自發(fā)過程是熵增加的過程 如兩種理想氣