人教版高中化學(xué)選修四課件2.4化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向(共24張)

1、第二章第二章 第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨共共同同影影響響化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)限限度度方方向向速速率率定量描述：化學(xué)反應(yīng)速率定量描述：化學(xué)反應(yīng)速率影響因素：影響因素： c 、T、催化劑催化劑 定量描述：化學(xué)平衡常數(shù)定量描述：化學(xué)平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率平衡轉(zhuǎn)化率影響因素：影響因素：T 、c 、P 影響因素：影響因素： 反應(yīng)焓變（反應(yīng)焓變（H） 反應(yīng)熵變（反應(yīng)熵變（S）判據(jù)：判據(jù)：H TS水總是自發(fā)地由高處往低處流水總是自發(fā)地由高處往低處流自然界中有許多自然自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請而然發(fā)生的現(xiàn)象，請同學(xué)們聯(lián)系生活知

2、識(shí)，同學(xué)們聯(lián)系生活知識(shí)，列舉一些能列舉一些能自動(dòng)發(fā)生自動(dòng)發(fā)生的例子？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(dòng)；室溫下冰塊自動(dòng)融化；墨水?dāng)U散；食鹽溶解于水u鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹；鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹；u酸堿中和；酸堿中和；uZn與與CuSO4溶液會(huì)自動(dòng)反應(yīng)生成溶液會(huì)自動(dòng)反應(yīng)生成Cu和和ZnSO4u甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒自發(fā)過程自發(fā)反應(yīng)（2）自發(fā)反應(yīng)：在下需外界幫助就能進(jìn)行到顯著程度的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。（1）自發(fā)過程：在下，借助外部力量就能進(jìn)行的過程。特征：特征：有明確的方向性，具有對外做功的本領(lǐng)。2.非

3、自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng) ：在一定條件下，需要外界做功才能進(jìn)行的反應(yīng)。一、自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1.自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)3.條件改變，非自發(fā)反應(yīng)條件改變，非自發(fā)反應(yīng)可能可能轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)反應(yīng)1、自發(fā)反應(yīng)一定能自動(dòng)進(jìn)行，而非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生，這句話對嗎？說明理由?！舅伎寂c交流】解析：不對，某些自發(fā)反應(yīng)需要在一定條件下才能自動(dòng)進(jìn)行，非自發(fā)反應(yīng)具備了一定條件也能發(fā)生。例如甲烷燃燒是自發(fā)反應(yīng)，但需要點(diǎn)燃或加熱才能發(fā)生；石灰石分解為氧化鈣和二氧化碳常溫下為非自發(fā)反應(yīng)，在高溫下可以發(fā)生。(A) 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mo

4、l(B) 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=824 kJ/mol(C) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol(D)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=57.3kJ/mol【思考與交流】共同特點(diǎn)：從能量角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？體系傾向于從高能態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軕B(tài)H 0 有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行H 0 即放熱反應(yīng)1、焓判據(jù)（1） H 0，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行（體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)這時(shí)體系會(huì)對外部做功或釋放熱量）。（2）對于化學(xué)反應(yīng)而言，絕大多數(shù)的放熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，且放出的熱量越多，體系能量降低越多，反應(yīng)越

5、完全。二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷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(金剛石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，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A C課堂練習(xí)課堂練習(xí)只能判斷一定條件下化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)H 0，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但自發(fā)反應(yīng)不一定H 0 有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 熵增加過程：a.固體溶解

6、；b.氣體擴(kuò)散；c.液體混合；d.水的氣化 熵增加反應(yīng)：氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)；（3）常見熵增加過程與熵增加反應(yīng)（4）熵判據(jù)熵增原理 與外界隔絕的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，即熵變大于零（符號： S0）S 0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 自發(fā)反應(yīng)不一定要S 01、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)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)D熵減熵增熵增熵增課堂練習(xí)課堂練習(xí)思考：自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？ 2Al(s)+Fe2O3(s)=

7、Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1 -10 的水會(huì)自動(dòng)結(jié)冰（5）注意：H=2528KJmol-13、自由能判據(jù)、自由能判據(jù)正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 是否能夠自發(fā)進(jìn)行，是否能夠自發(fā)進(jìn)行，必須綜合必須綜合考慮反應(yīng)的考慮反應(yīng)的焓變焓變和和熵變熵變（1）自由能）自由能（恒溫、恒壓恒溫、恒壓） G=H - T S 符號：符號：G ；單位：單位：Jmol1 T(K)=273+t()（2）自由能大小判斷依據(jù)：）自由能大小判斷依據(jù)： 當(dāng)當(dāng)G0時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行； 當(dāng)當(dāng)G=0時(shí)，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。時(shí)，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。1、恒溫恒壓時(shí)判斷反應(yīng)

8、是否能夠自發(fā)進(jìn)行 （1）H 0； S 0 （2）H 0； S 0 （3）H 0； S 0 （4）H 0； S 0自發(fā)自發(fā)非自發(fā)非自發(fā)不一定不一定不一定不一定2、判斷這兩個(gè)反應(yīng)什么條件下自發(fā)進(jìn)行？（1）NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H 0；S 0（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H(298K)= + 178.2kJmol-1, S(298K)= + 169.6Jmol-1K-1低溫可行高溫可行課堂練習(xí)課堂練習(xí)H HS S化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù) 、能量判據(jù)(焓判據(jù)）：判據(jù)之一、熵判據(jù)：能量最低原理焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)。熵增原理。判據(jù)之一、復(fù)合判

9、據(jù)： 焓判據(jù)結(jié)合熵判據(jù)GH TS=小結(jié)：當(dāng)當(dāng)G0時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)當(dāng)G=0時(shí)，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)、反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。、反應(yīng)的自發(fā)性受外界條件的影響。如：金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時(shí)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。涂有漆的鐵和未涂漆的鐵發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但是只有后者能實(shí)現(xiàn)。如：常溫下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自發(fā)性的，但在1273K時(shí)，這一反應(yīng)就是自發(fā)的反應(yīng)。4、注意思考：只要條件合適，非自發(fā)反應(yīng)一定能轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)反應(yīng)？解析：不對，例如二氧化碳和水

10、轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄楹脱鯕猓D(zhuǎn)化為金剛石等，其H0 ，S0在任何條件下其G0，不可能發(fā)生。1 1、 下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A.A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的B.B.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變或不變C.C.熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)D.D.非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能實(shí)現(xiàn)非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能實(shí)現(xiàn)C2、以下自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)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=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/m