高中化判斷化反應方向的依據(jù)課件魯科選修

高中化判斷化反應方向的依據(jù)課件魯科選修學習目標1.了解物質(zhì)變化過程的自發(fā)性。2.通過“有序”和“無序”的對比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對化學反應方向的影響，能用焓變和熵變解釋化學反應的方向。第2頁,共39頁，2024年2月25日，星期天一、自發(fā)反應1.自發(fā)反應：在一定溫度和壓強下，無需外界幫助就能__________的反應。2.特征：(1)具有由能量_____狀態(tài)向能量_____狀態(tài)轉化的傾向。(2)具有趨向于體系混亂度_____的傾向。自動進行較高較低增大第3頁,共39頁，2024年2月25日，星期天二、化學反應自發(fā)進行的判斷依據(jù)1.焓變與反應的自發(fā)性的關系：(1)焓判據(jù)：絕大多數(shù)_________(ΔH__0)都能自發(fā)進行，且反應放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應越完全。反應的_____是制約化學反應能否自發(fā)進行的因素之一。(2)局限：并非所有自發(fā)進行的反應都是放熱的，有些吸熱反應也能自發(fā)進行。放熱反應焓變<第4頁,共39頁，2024年2月25日，星期天2.熵變與反應的自發(fā)性的關系：(1)熵：衡量一個體系混亂度的物理量，用S表示。(2)特點。①體系的混亂度越大，熵值_____。②同一物質(zhì)的不同狀態(tài)的熵值：S(s)__S(l)__S(g)。越大<<第5頁,共39頁，2024年2月25日，星期天(3)熵變：反應前后體系熵的變化，用ΔS表示。即：ΔS=S(生成物)-S(反應物)。ΔS__0為熵增反應，ΔS__0為熵減反應。(4)熵判據(jù)。①熵判據(jù)：化學反應的ΔS_____，越有利于反應自發(fā)進行。熵變是決定化學反應能否自發(fā)進行的另一個因素。②局限：并非所有自發(fā)進行的反應都是熵增反應，有些熵減反應也能自發(fā)進行。><越大第6頁,共39頁，2024年2月25日，星期天3.反應自發(fā)進行的判斷：判斷一個反應能否自發(fā)進行，要綜合考慮___________。焓變和熵變第7頁,共39頁，2024年2月25日，星期天1.辨析下列說法的正誤。(1)放熱反應一定能自發(fā)進行。(

)(2)需要加熱的反應都不能自發(fā)進行。(

)(3)一定條件下水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)是熵減小的過程。(

)(4)某反應在某條件下正反應能自發(fā)進行，則該條件下其逆反應必定不能自發(fā)進行。(

)第8頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【答案解析】(1)×。分析：反應放熱有利于反應自發(fā)進行，但放熱反應不一定自發(fā)進行，如物質(zhì)的燃燒。(2)×。分析：反應條件是否需要加熱與反應能否自發(fā)進行無關。(3)√。分析：同一物質(zhì)的熵：氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)。(4)√。分析：反應正向、逆向的焓變、熵變符號相反。第9頁,共39頁，2024年2月25日，星期天2.下列對熵的理解不正確的是(

)A.同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小B.體系越有序，熵值越??；越混亂，熵值越大C.與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導致體系的熵減小D.25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)是熵增的反應第10頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【解析】選C。體系越有序，熵值越??；越混亂，熵值越大；體系都有自發(fā)從有序轉變?yōu)闊o序的傾向，此過程為熵增過程，C項錯。第11頁,共39頁，2024年2月25日，星期天3.下列過程能用焓判據(jù)解釋的是(

)A水總是自發(fā)地由高處往低處流B.高溫高壓下使石墨轉化為金剛石C.有序排列的火柴散落時成為無序排列D.多次洗牌以后，撲克牌毫無規(guī)律地混亂排列的概率大【解析】選A。水由高處往低處流，有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向，屬于焓判據(jù)。石墨轉化成金剛石是吸熱反應，轉化過程不符合焓判據(jù)。C、D兩項只能用熵判據(jù)解釋。第12頁,共39頁，2024年2月25日，星期天4.下列說法中正確的是(

)A.凡是放熱反應都是自發(fā)的，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的反應C.自發(fā)反應在恰當?shù)臈l件下才能實現(xiàn)D.自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)第13頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【解析】選C。放熱反應常常是容易進行的過程，吸熱反應有些也是自發(fā)的，A項錯；自發(fā)反應的熵不一定增大，B項錯；過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，是否能實現(xiàn)還要看具體的條件，C項正確，D項錯。第14頁,共39頁，2024年2月25日，星期天5.下列屬于熵增過程的是(

)A.CO2氣體變?yōu)镃O2固體B.氨氣和氯化氫氣體生成氯化銨晶體C.水蒸氣凝結成液態(tài)水D.碳酸氫銨受熱分解生成二氧化碳氣體、氨氣和水蒸氣【解析】選D。氣體變?yōu)橐后w或固體，是熵減過程，固體變?yōu)橐后w或氣體，是熵增的過程。第15頁,共39頁，2024年2月25日，星期天6.某反應：A====B+C在室溫下不能自發(fā)進行，在高溫下能自發(fā)進行，對該反應過程ΔH、ΔS的判斷正確的是(

)A.ΔH<0

ΔS<0

B.ΔH>0

ΔS<0C.ΔH<0

ΔS>0 D.ΔH>0

ΔS>0【解析】選D。該反應在室溫下不能自發(fā)反應，而高溫下能自發(fā)進行。根據(jù)ΔH和ΔS對反應方向的共同影響可推知：ΔH>0，ΔS>0。第16頁,共39頁，2024年2月25日，星期天一、化學反應進行的方向與焓變、熵變的關系1.與焓變的關系：(1)多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應。如NaOH(aq)+HCl(aq)====NaCl(aq)+H2O(l)

ΔH<0(2)有不少吸熱反應也能自發(fā)進行。如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)====CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)ΔH>0第17頁,共39頁，2024年2月25日，星期天(3)還有一些吸熱反應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。如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

ΔH>0(4)結論：能量變化是一個與反應能否自發(fā)進行有關的因素，但不是決定反應能否自發(fā)進行的唯一因素。高溫====第18頁,共39頁，2024年2月25日，星期天2.與熵變的關系：(1)許多熵增加的反應在常溫、常壓下可以自發(fā)進行。如2H2O2(aq)====2H2O(l)+O2(g)

ΔS>0(2)有些熵增加的反應在常溫、常壓下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下可以自發(fā)進行。如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

ΔS>0高溫====第19頁,共39頁，2024年2月25日，星期天(3)少數(shù)熵減小的反應，它在一定條件下也可以自發(fā)進行。如NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)

ΔS<0(4)結論：熵變是與反應能否自發(fā)進行有關的又一個因素，但不是決定反應能否自發(fā)進行的唯一因素。第20頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【點撥】焓變、熵變與反應進行的方向(1)判斷反應進行的方向，不能僅看焓變或僅看熵變。焓變、熵變雖然影響反應進行的方向，但二者都不是決定性因素，二者與溫度結合，才能最終判斷反應進行的方向。(2)判斷影響反應方向的因素時需注意，焓變是指反應放熱還是吸熱，即ΔH大于0還是小于0；熵變一般看反應前后物質(zhì)的狀態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)生成氣態(tài)物質(zhì)，還是氣態(tài)生成固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)。第21頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【微思考】(1)NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)常溫下可自發(fā)進行，則影響反應方向的主要因素是什么？提示：該反應是一個熵減的反應，故反應可自發(fā)進行的主要影響因素是焓變。第22頁,共39頁，2024年2月25日，星期天(2)對于反應2NO2(g)N2O4(g)

ΔH<0，從能量角度看該反應是自發(fā)的，從熵變角度看該反應能否自發(fā)進行？提示：不能自發(fā)進行。放熱反應，使物質(zhì)的總能量降低，使反應有自發(fā)進行的趨勢。而從熵變角度看，該反應的正反應使物質(zhì)的混亂度降低，是熵減小的反應。第23頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【過關題組】1.下列說法中不正確的是(

)A.體系有序性越高，熵值就越小B.自發(fā)過程可以導致體系的熵增大C.吸熱反應不可以自發(fā)進行D.同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大第24頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【解題指南】解答本題應注意以下兩點：(1)熵用來表示混亂度，體系越混亂，熵值越高；(2)反應能否自發(fā)進行要綜合焓變、熵變判斷?！窘馕觥窟xC。體系越混亂，熵值越高，越有序，熵值越低，A項正確；熵增有利于反應自發(fā)進行，B項正確；有些吸熱反應也可以自發(fā)進行，C項錯；同種物質(zhì)的熵值：S(s)<S(l)<S(g)，D項正確。第25頁,共39頁，2024年2月25日，星期天2.(2014·許昌高二檢測)下列自發(fā)反應可用焓判據(jù)來解釋的是()A.2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)

ΔH=56.7kJ·mol-1B.(NH4)2CO3(s)====NH4HCO3(s)+NH3(g)

ΔH=74.9kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)

ΔH=-286kJ·mol-1D.CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)ΔH=178.2kJ·mol-1【解析】選C。C項是放熱反應，從焓變角度來看，放熱反應有利于反應自發(fā)進行。第26頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【互動探究】(1)試舉例證明題1中C項是否正確。提示：不正確。如氯化銨和氫氧化鋇反應是吸熱反應，但能自發(fā)進行。(2)題2中C選項在任何條件下都自發(fā)進行嗎？為什么？提示：不一定。因為該反應是熵減的反應，需要確定溫度才能確定反應是否自發(fā)進行。第27頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【變式訓練】能用焓判據(jù)判斷下列過程方向的是(

)A.濕的衣服經(jīng)過晾曬變干B.硝酸銨溶于水C.100℃時的水蒸氣凝結成水D.25℃、101kPa時2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)

ΔH=56.7kJ·mol-1能自發(fā)進行第28頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【解析】選C。A項，水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，主要是熵判據(jù)；B項，由固體變?yōu)殡x子，主要是熵判據(jù)；C項，是放熱過程，主要是焓判據(jù)；D項，反應吸熱而自發(fā)，主要是熵判據(jù)。第29頁,共39頁，2024年2月25日，星期天二、復合判據(jù)1.復合判據(jù)：體系能量降低和混亂度增大都有促使反應自發(fā)進行的傾向。判斷反應的自發(fā)性必須綜合考慮反應的焓變和熵變。在恒溫、恒壓時，(1)ΔH<0，ΔS>0，則反應一定能自發(fā)進行；(2)ΔH>0，ΔS<0，則反應一定不能自發(fā)進行；(3)ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反應可能自發(fā)進行，也可能不自發(fā)進行，與反應的溫度有關。第30頁,共39頁，2024年2月25日，星期天2.注意幾種情況：第31頁,共39頁，2024年2月25日，星期天(1)放熱的熵增加的反應，能自發(fā)進行。(2)吸熱的熵減少的反應，不能自發(fā)進行。(3)放熱的熵減少的反應，降低溫度，有利于反應自發(fā)進行。(4)吸熱的熵增加的反應，升高溫度，有利于反應自發(fā)進行。第32頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【微思考】(1)符合“ΔH<0、ΔS>0的化學反應在所有溫度下反應都能自發(fā)進行”條件的化學反應在常溫下都能實際發(fā)生嗎？提示：不一定，“ΔH<0，ΔS>0”指的是在溫度、壓強一定的條件下反應自動發(fā)生的趨勢，即反應發(fā)生的可能性，它并不能說明在該條件下，可能自發(fā)進行的反應能否實際發(fā)生，因為反應能否實際發(fā)生還涉及反應速率問題。第33頁,共39頁，2024年2月25日，星期天(2)熵增大，熵減小的反應在一定條件下都能自發(fā)進行，所以熵判據(jù)無意義，對嗎？提示：不對，大多數(shù)自發(fā)進行的反應是熵增大的反應，但有少數(shù)熵減小的反應在一定條件下能自發(fā)進行，無規(guī)律可循。第34頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【過關題組】1.(2014·武威高二檢測)下列反應過程中，ΔH>0且ΔS>0的是()A.NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)B.CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)C.4Al(s)+3O2(g)====2Al2O3(s)D.HCl(aq)+NaOH(aq)====NaCl(aq)+H2O(l)第35頁,共39頁，2024年2月25日，星期天【解題探究】(1)如何確定反應過程中熵值的變化？提示：主要從物質(zhì)的狀態(tài)來判斷。