化學專題2第二單元第1課時化學反應的方向課件(蘇教版選修4)

1、第第1課時課時 化學反應的方向化學反應的方向美麗的瀑布為何總是從高處落向低處？為什么室溫下冰會融化？美麗的瀑布為何總是從高處落向低處？為什么室溫下冰會融化？ 水流方向水流方向 高水位高水位 到到 低水位低水位 水位相等為止水位相等為止 氣體擴散氣體擴散 高壓處高壓處 到到 低壓處低壓處 壓力相等為止壓力相等為止 熱量傳導熱量傳導 高溫處高溫處 到到 低溫處溫度相同為止低溫處溫度相同為止 滲透作用滲透作用 高濃度高濃度 到到 低濃度低濃度 滲透平衡為止?jié)B透平衡為止 在一定條件下在一定條件下就能就能的過程。的過程。非自發(fā)反應非自發(fā)反應鐵在潮濕的空氣中銹蝕：鐵在潮濕的空氣中銹蝕： 4fe(s)+ 3

2、o2(g)=2fe2o3 (s)鋅與硫酸銅溶液反應：鋅與硫酸銅溶液反應：zn(s)+cu2+(aq) = zn2+(aq)+cu(s)酸堿中和反應：酸堿中和反應：oh-+h+ =h2o 自發(fā)反應自發(fā)反應n一定條件下一定條件下就能就能的化學反應的化學反應注意：注意：n一定條件下不需外力作用就不能發(fā)生的化學反應。一定條件下不需外力作用就不能發(fā)生的化學反應。下列反應在室溫下能否自發(fā)進行？下列反應在室溫下能否自發(fā)進行？如能，請寫出相應的化學方程式。如能，請寫出相應的化學方程式。1.水分解成水分解成h2和和o2的反應的反應2.氯氣與溴化鉀溶液的反應氯氣與溴化鉀溶液的反應3.乙烯與溴單質(zhì)的四氯化碳溶液的反

3、應乙烯與溴單質(zhì)的四氯化碳溶液的反應4.氮氣和氧氣生成一氧化氮的反應氮氣和氧氣生成一氧化氮的反應非自發(fā)非自發(fā)自發(fā)自發(fā)非自發(fā)非自發(fā)自發(fā)自發(fā)cl2+2kbr=2kcl+br2n2+o2=2noch2ch2+ br2 ch2ch2brbr下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應能自發(fā)進行的原因嗎？你知道這些反應能自發(fā)進行的原因嗎？ c3h8(g) +5 o2(g) = 3co2(g) + 4h2o(l) h=-2217.5kj/mol 2na(s)+cl2(g)=2nacl(s) h=-882kj/mol 4fe(s)+ 3o2(g)=2fe2o3 (s) h

4、 =-1648.4kj/mol h2 (g) +f2(g) = 2hf(g) h =-546.6kj/mol 絕大多數(shù)放熱反應在常溫下能夠自發(fā)進行。絕大多數(shù)放熱反應在常溫下能夠自發(fā)進行。原因：原因：反應放熱，體系能量下降，反應放熱，體系能量下降，能量越低越穩(wěn)定能量越低越穩(wěn)定反應放熱越多，體系能量降低得越多，反應越完全反應放熱越多，體系能量降低得越多，反應越完全實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象:小木塊上的水結(jié)冰，將小木塊和錐形瓶粘在一起。小木塊上的水結(jié)冰，將小木塊和錐形瓶粘在一起。實驗結(jié)論實驗結(jié)論:2nh4cl(s) +ca(oh)2(s)= cacl2(s)+2nh3(g)+2h2o(l) 該反應是吸熱反應，

5、且在常溫下能自發(fā)進行。該反應是吸熱反應，且在常溫下能自發(fā)進行?！尽肯蚋稍锏腻F形瓶中加入約向干燥的錐形瓶中加入約20gnh4cl晶體。在一小木晶體。在一小木塊上灑少量水，將錐形瓶放在木塊上。再向其中加入約塊上灑少量水，將錐形瓶放在木塊上。再向其中加入約40 g消石灰，用玻璃棒將固體充分混合均勻，靜置。片刻后拿起消石灰，用玻璃棒將固體充分混合均勻，靜置。片刻后拿起錐形瓶，觀察實驗現(xiàn)象。錐形瓶，觀察實驗現(xiàn)象。吸熱反應常溫下能自發(fā)進行嗎？吸熱反應常溫下能自發(fā)進行嗎？有些吸熱過程也能自發(fā)進行，如水的蒸發(fā)，有些吸熱過程也能自發(fā)進行，如水的蒸發(fā)，nh4cl、kno3溶于水（吸熱）及溶于水（吸熱）及caco3

6、分解等都是吸熱過程。分解等都是吸熱過程。僅把焓變作為化學反應自發(fā)性的普遍判據(jù)不全面。僅把焓變作為化學反應自發(fā)性的普遍判據(jù)不全面。觀察與思考觀察與思考nh4no3(s) = nh4+ (aq) no3- (aq) caco3(s) =cao (s) +co2 (g)n2o4(g)=2no2(g)cuso45h2o(s) = cuso4(s) +5h2o(l)nh4hco3(s) = nh3(g) + h2o(l)+ co2(g) ba(oh)28h2o(s)+2nh4cl(s) = bacl2(s)+2nh3(g)+10h2o(l) 下列過程均為吸熱過程，且在一定下列過程均為吸熱過程，且在一定條

7、件下都能自發(fā)進行，請分析其共條件下都能自發(fā)進行，請分析其共同特點，找出原因。同特點，找出原因。不自由變自由不自由變自由( (有序變無序有序變無序) )固體變氣體固體變氣體氣體少變成氣體多氣體少變成氣體多固體變液體固體變液體固體變液體和氣體固體變液體和氣體固體變液體和氣體固體變液體和氣體【共同點共同點】生成物微粒的活動范圍變大，活動范圍大的微粒增多生成物微粒的活動范圍變大，活動范圍大的微粒增多體系的體系的變大變大。除除熱效應熱效應外，決定化學反應能否自發(fā)進行的另一個因素是外，決定化學反應能否自發(fā)進行的另一個因素是體系體系的混亂度的混亂度，。體系傾向于取得最大的混亂度（即無序性），混亂體系傾向于取

8、得最大的混亂度（即無序性），混亂度增大的過程可以自發(fā)進行，混亂度減小的過程不度增大的過程可以自發(fā)進行，混亂度減小的過程不可能自發(fā)進行，除非借助外力?？赡茏园l(fā)進行，除非借助外力。如如:nh4no3、ki、蔗糖等溶于水、冰融化成水、水、蔗糖等溶于水、冰融化成水、水蒸發(fā)為水蒸氣等都是吸熱的，但都是自發(fā)過程，其蒸發(fā)為水蒸氣等都是吸熱的，但都是自發(fā)過程，其原因是體系中的質(zhì)點數(shù)（分子、離子）可在更大的原因是體系中的質(zhì)點數(shù)（分子、離子）可在更大的空間范圍內(nèi)自由運動，體系混亂度增加。空間范圍內(nèi)自由運動，體系混亂度增加。許多化學反應是吸熱的，但能夠自發(fā)進行。反應后許多化學反應是吸熱的，但能夠自發(fā)進行。反應后總的

9、分子數(shù)目增加很多，特別是反應有氣體分子產(chǎn)總的分子數(shù)目增加很多，特別是反應有氣體分子產(chǎn)物生成，氣體分子運動自由度大得多，混亂度增加。物生成，氣體分子運動自由度大得多，混亂度增加。熵熵(s)衡量體系混亂度的物理量衡量體系混亂度的物理量在一個由大量微粒所構(gòu)成的體系中，微粒之間無規(guī)在一個由大量微粒所構(gòu)成的體系中，微粒之間無規(guī)則排列的程度越大，系統(tǒng)的混亂度就越大，熵越大。則排列的程度越大，系統(tǒng)的混亂度就越大，熵越大。 對一定量的某物質(zhì)而言：對一定量的某物質(zhì)而言： s（g） s（l） s（s） s（高溫）（高溫） s（低溫）（低溫） s（低壓）（低壓） s(高壓高壓) 不同物質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)越復雜，熵值越大不

10、同物質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)越復雜，熵值越大 s（復雜分子）（復雜分子） s（簡單分子）（簡單分子） 同一物質(zhì)，聚集態(tài)不同、溫度不同，熵不同同一物質(zhì)，聚集態(tài)不同、溫度不同，熵不同 熵變熵變(s)反應前后體系熵的變化反應前后體系熵的變化若：若：s0，變化前后體系的混亂度增大，變化前后體系的混亂度增大若：若：s0，變化前后體系的混亂度減小，變化前后體系的混亂度減小化學反應的化學反應的s越大，越有利于反應的自發(fā)進行。越大，越有利于反應的自發(fā)進行。體系混亂度增大即體系混亂度增大即s 0，有利于反應，有利于反應正向自發(fā)進行。正向自發(fā)進行。熵增原理熵增原理 h2o (s) h2o (l) h2o (g) caco3(

11、s) =cao (s) +co2 (g) naoh(s) = na+ (aq) oh- (aq) n2 (g) + 3h2 (g) = 2nh3 (g) 2hgo (s) = 2 hg (l) + o2 (g) ag+ (aq) + cl- (aq) = agcl (s) s0s0s0s0s0s0判斷下列過程是熵增還是熵減？判斷下列過程是熵增還是熵減？二、判斷化學反應方向的依據(jù)二、判斷化學反應方向的依據(jù)影響化學反應影響化學反應方向的因素方向的因素綜合考慮：綜合考慮：進行；反應是自發(fā)的，能正向 0g處于平衡狀態(tài)。反應 0g向進行反應是非自發(fā)的，能逆 0g高溫時，高溫時，go，反應正向自發(fā)進行，反

12、應正向自發(fā)進行低溫時，低溫時，go，反應正向不能自發(fā)進行，反應正向不能自發(fā)進行在所有溫度下，反應都能正向自發(fā)進行在所有溫度下，反應都能正向自發(fā)進行例：例：c3h8(g) +5 o2(g) = 3co2(g) + 4h2o(g) 例：例：caco3(s) =cao (s) +co2 (g)低溫時，低溫時，go，反應正向自發(fā)進行，反應正向自發(fā)進行高溫時，高溫時，go，反應正向不能自發(fā)進行，反應正向不能自發(fā)進行例：例：nh3 (g) +hcl(g)nh4cl (s) 在所有溫度下，反應不能正向自發(fā)進行在所有溫度下，反應不能正向自發(fā)進行例：例： 2n2(g) + o2(g) =2n2o(g)二、判斷化

13、學反應方向的依據(jù)二、判斷化學反應方向的依據(jù)2.2.大多數(shù)吸熱反應在常溫下不能自發(fā)進行。高溫仍吸熱，但可大多數(shù)吸熱反應在常溫下不能自發(fā)進行。高溫仍吸熱，但可 以自發(fā)進行。例：以自發(fā)進行。例： cuso45h2o(s) = cuso4(s) +5h2o(l) h0nh4hco3(s) = nh3(g) + h2o(l)+ co2(g) h0 caco3(s) =cao (s) +co2 (g) h0 3.3.并不是所有吸熱反應在常溫下都不自發(fā)進行，如：并不是所有吸熱反應在常溫下都不自發(fā)進行，如： ba(oh)28h2o(s)+2nh4cl(s) = bacl2(s)+2nh3(g)+10h2o(l

14、) 常溫下可自發(fā)進行的吸熱反應常溫下可自發(fā)進行的吸熱反應 4.4.并不是所有反應，高溫下都發(fā)生逆轉(zhuǎn)并不是所有反應，高溫下都發(fā)生逆轉(zhuǎn) 1 . .絕大多數(shù)放熱反應在常溫下能夠自發(fā)進行。絕大多數(shù)放熱反應在常溫下能夠自發(fā)進行。如：如：2 2n2(g) + o2(g) = 2n2o(g) h0 吸熱反應，常溫下不自發(fā)進行；高溫下仍不自發(fā)進行。吸熱反應，常溫下不自發(fā)進行；高溫下仍不自發(fā)進行。已知下列熱化學方程式：已知下列熱化學方程式：k(s)+h2o(l)=k+(aq)+oh-(aq)+1/2h2(g) h196.6kj/mol2mg(s)+o2(g)=2mgo(s) h1203.2kj/mol ag+

15、(aq) + cl- (aq) = agcl (s) h51.1kj/mol 根據(jù)你所學的知識及已有的生活經(jīng)驗，分析下表所示的變化根據(jù)你所學的知識及已有的生活經(jīng)驗，分析下表所示的變化在在是否能自發(fā)進行。這些變化過程的焓變和熵變是否是否能自發(fā)進行。這些變化過程的焓變和熵變是否有利于變化自發(fā)進行？將你的結(jié)論填入下表。有利于變化自發(fā)進行？將你的結(jié)論填入下表。變化變化焓變焓變h熵變熵變s方向性方向性co2 (s) co2 (g)有利有利有利有利正向自發(fā)正向自發(fā)有利有利不利不利正向自發(fā)正向自發(fā)有利有利不利不利正向自發(fā)正向自發(fā)不利不利有利有利正向自發(fā)正向自發(fā)類型類型 h s g反應的自發(fā)性反應的自發(fā)性12

16、34+ +永遠是永遠是永遠是永遠是+受溫度影響受溫度影響受溫度影響受溫度影響永遠自發(fā)永遠自發(fā)永遠非自發(fā)永遠非自發(fā)溫度低時自發(fā)溫度低時自發(fā)溫度高時自發(fā)溫度高時自發(fā)例例2：從定性的角度來說，從定性的角度來說，“熵熵”是一種無序性或混亂度是一種無序性或混亂度的量度。高度無序的物質(zhì)具有高的熵值，低熵值總是和的量度。高度無序的物質(zhì)具有高的熵值，低熵值總是和井然有序的物質(zhì)聯(lián)系在一起的。試判斷下列過程熵值的井然有序的物質(zhì)聯(lián)系在一起的。試判斷下列過程熵值的變化情況（增大，還是減??？）變化情況（增大，還是減?。浚┙Y(jié)晶結(jié)晶 ，氣化氣化 ，水電解生成氫氣和氧氣水電解生成氫氣和氧氣 。 減小減小增大增大增大增大 例例1下列說法正確的是下列說法正確的是 （ ）a凡是放熱反應都是自發(fā)的，凡是吸熱反應都是非自發(fā)的凡是放熱反應都是自發(fā)的，凡是吸熱反應都是非自發(fā)的b自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減小或不變自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減小或不變c自發(fā)反應也需要一定的條件自發(fā)反應也需要一定的條件 d自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn) c【課堂課堂鞏固練習鞏固練習】例例4恒溫、恒壓的變化過程在高溫下不能自發(fā)進行，而在低恒溫、恒壓的變化過程在高溫下不能自發(fā)進行，而在低溫下可自發(fā)進行的條件是溫下可自發(fā)進行的條件是 （ ） ah0，s0 bh0，s0 ch0，