人教版高中化學(xué)選修4：化學(xué)反應(yīng)原理 　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向【省一等獎】

第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向第一頁，共三十五頁。6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行嗎？問題探討：？第二頁，共三十五頁。第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向第三頁，共三十五頁。高山流水冰雪融化第四頁，共三十五頁。固體的溶解第五頁，共三十五頁。在一定條件下，不用借助外力就能自動進(jìn)行的過程。自發(fā)過程第六頁，共三十五頁。①酸堿中和；②鎂條燃燒；③鐵器生銹；④鈉放入水中?！诮o定的條件下，可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度的反應(yīng)。自發(fā)反應(yīng)第七頁，共三十五頁。如何判斷一個過程，一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？第八頁，共三十五頁。

從能量的角度分析，這些自發(fā)過程都有什么特點？能量由高變低!第九頁，共三十五頁?！舅伎寂c交流】共同特點：△H<0即放熱反應(yīng)觀察下列幾個自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，找出它們的共同之處1.鈉與水反應(yīng)2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=－368kJ/mol2.鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=－824kJ/mol3.氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/mol第十頁，共三十五頁。生成物的總能量低反應(yīng)物的總能量高放熱反應(yīng)一、能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量越低越穩(wěn)定，△H<0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。第十一頁，共三十五頁。深入思考:

在一定溫度、壓強(qiáng)下，化學(xué)反應(yīng)一定只能向著放熱的方向自發(fā)進(jìn)行嗎？NO!第十二頁，共三十五頁。2NH4Cl(s)

+

Ba(OH)2·8H2O(s)

=

BaCl2(s)

+

2NH3(g)+10H2O(l)

△H=+135.3kJ/molCaCO3(s)

=

CaO(s)

+

CO2(g)

△H=+178.2kJ/mol2NaHCO3(s)

=

Na2CO3(s)

+

CO2(g)

+

H2O(g)△H=+126.1kJ/mol這些能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)要結(jié)論：△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。第十三頁，共三十五頁。1.火柴沒有火柴盒的約束會怎樣？2.如果沒有法律的制約，世界會怎樣？3.下課鈴一響教室里會怎樣？你能發(fā)現(xiàn)這些看似不相干的事件之間的聯(lián)系嗎？有序混亂想一想：熵是體系混亂度的量度，符號用S表示。第十四頁，共三十五頁。有序混亂討與流交論體系存在著由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向第十五頁，共三十五頁?；靵y度增加的反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)C(s，石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

討論：猜一猜下列吸熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的主要原因是什么？第十六頁，共三十五頁。1、熵是體系混亂度的量度，符號用S表示。2、熵判據(jù)：在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（符號（△S）大于零。二、熵判據(jù)：混亂度越大越穩(wěn)定，△S>0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。第十七頁，共三十五頁。S=69.9Jmol-1K-1s=47.9Jmol-1K-1s=188.7Jmol-1K-1S(g)>S(l)>S(s)3、物質(zhì)不同狀態(tài)的熵的比較第十八頁，共三十五頁。練一練．判斷下列反應(yīng)的熵值增加、減小還是不變：(1)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)(2)22C+O2=2CO+O2=2CO(3)(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)(4)Cu(s)＋Cl2(g)=CuCl2(s)答案：

(1)減小(2)增大(3)增大(4)減小氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)是熵增大的反應(yīng)第十九頁，共三十五頁。NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)結(jié)論：由△S＞0判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行是不全面的。已知下面例子可以自發(fā)進(jìn)行，你有何想法？討論：-10℃的液態(tài)水能自動結(jié)冰成為固態(tài)第二十頁，共三十五頁?；瘜W(xué)反應(yīng)的最終判據(jù)到底是什么呢？第二十一頁，共三十五頁。△G=△H－T△S單位：KJ/molＴ為熱力學(xué)溫度，均為正值美國物理化學(xué)家吉布斯

三、綜合判據(jù)--吉布斯自由能變化（△G）△Ｇ﹤0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行.

△Ｇ＞０,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行△Ｇ＝０,反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)第二十二頁，共三十五頁。

G=

H-T

S（Ｔ為熱力學(xué)溫度，均為正值）。反應(yīng)在該狀況下能否自發(fā)進(jìn)行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０＜０自發(fā)進(jìn)行＞０不自發(fā)進(jìn)行低溫時＞０,高溫時＜０低溫時＜０,高溫時＞０低溫不自發(fā),高溫自發(fā)低溫自發(fā),高溫不自發(fā)

H

Ｓ

Ｇ怎樣用

Ｇ判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向呢？第二十三頁，共三十五頁。6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行嗎？實戰(zhàn)演練：

H>0

S<0任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行！第二十四頁，共三十五頁。已知石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：C(石墨，s)+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/molC(金剛石，s)+O2（g）

=CO2（g）△H=-395.4kJ/mol關(guān)于金剛石和石墨的相互轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是（

）A.石墨轉(zhuǎn)化為金剛石一定能自發(fā)進(jìn)行B.金剛石轉(zhuǎn)化為石墨一定能發(fā)生C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低練一練C第二十五頁，共三十五頁。▲注意：(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。第二十六頁，共三十五頁。(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：水泵可以把水抽至高處；通電可以使水生成氫氣和氧氣。第二十七頁，共三十五頁。小結(jié)：這節(jié)課你學(xué)到了些什么？第二十八頁，共三十五頁?！菊n堂達(dá)標(biāo)測試】1、下列說法正確的是：（）A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，凡是吸熱反應(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)。C第二十九頁，共三十五頁。2、250C和1.01×105Pa時，反應(yīng):

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是（）A、是吸熱反應(yīng)；B、是放熱反應(yīng)；C、是熵減少的反應(yīng)；D、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。D第三十頁，共三十五頁。3．已知“凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)”。根據(jù)所學(xué)知識判斷，下列反應(yīng)中，在高溫下都不自發(fā)進(jìn)行的是(

)A.

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)ΔH>0B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH>0C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)

ΔH<0D．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)

ΔH>0D第三十一頁，共三十五頁。

4、某化學(xué)反應(yīng)其△H==—122kJ·mol-1，?S==—231KJ·mol-1·K-1，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行()A．在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行

B．在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行

C．僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行

D．僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行D第三十二頁，共三十五頁。

5.（高考模擬題）電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)是：

SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)

ΔH(298.15K)＝－94.0kJ/mol

ΔS(298.15K)＝－75.8J/mol?K－1

設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，試求此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度條件。

解析：要使反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則ΔH－TΔS＜0，