2018年高中化學 第2章 化學反應的方向、限度與速率 2.1 化學反應的方向課件16 魯科版選修4.ppt

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1、第一節(jié) 化學反應的方向,學習要求 1、理解能量判據(jù)、熵的概念 2、利用能量判據(jù)判斷反應進行的方向 3、利用熵變判斷反應進行的方向,,化學反應進行的快慢,化學反應的限度,化學反應進行的方向,化學反應速率,化學平衡,能量判據(jù)和熵判據(jù),生活中的自發(fā)過程,(1)自然界中水由高處往低處流，而不會自動從低處往高處流；,(2) 鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。,這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性其中是否蘊藏了一定的科學原理？,化學反應中的自發(fā)過程,(1)甲烷燃燒： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802

2、.3 kJ/mol,(2)鐵生銹： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol,(3)氫氣和氧氣反應： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol,共同點放熱反應,E反 E生,一、自發(fā)過程與能量判據(jù),1、自發(fā)過程：在一定條件下不需要外力作用就能自動進行的過程。,共同特點：體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài),2、能量判據(jù)：自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，這一經(jīng)驗規(guī)律就是能量判據(jù)，是判斷化學反應進行方向的判據(jù)之一。,練習1,已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為： C(金

3、剛石、s)+O2(g)==CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g)==CO2(g) H2393.51kJ/mol 關于金剛石與石墨的轉化，下列說法正確的是 A.金剛石轉化成石墨是自發(fā)進行的過程 B.石墨轉化成金剛石是自發(fā)進行的過程C.石墨比金剛石能量低 D.金剛石比石墨能量低,AC,練習2,知道了某過程有自發(fā)性之后，則 可判斷出過程的方向 可確定過程是否一定會發(fā)生 可預測過程發(fā)生完成的快慢 可判斷過程的熱效應,A,有些過程也是自發(fā)的，這當中有的與物質的能量高低無關，有的雖與能量高低有關，但用能量判據(jù)卻無法解釋清楚，例如：,兩種理想氣體的混合可順

4、利自發(fā)進行，無須借助外力,N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol,碳銨的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol,,自發(fā)進行的吸熱反應,二、熵與熵判據(jù),1在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序的傾向，這種推動體系變化的因素稱作熵。,2、熵判據(jù)：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(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理，是判斷化學反應方向的另一判據(jù)熵判據(jù)。,3同一物質，在氣態(tài)時熵最大，液態(tài)時次之，固態(tài)時最小。,三、能量判據(jù)和熵判據(jù)的應用,能量判

5、據(jù)中，自發(fā)過程取向于最低能量狀態(tài)的傾向,熵判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最大混亂度的傾向,很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同一個反應，可能會出現(xiàn)相反的判斷結果，所以應兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A)和熵判據(jù)組合成的復合判據(jù)將更適合于所有的過程。,練習3,碳銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是 A、碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大。 B、碳銨分解是因為外界給予了能量 C、碳銨分解是吸熱反應，根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解 D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。,A,練習4,下列反應中，在高溫下不能自發(fā)進行的是,D. CO(g)C(s)1/2O2,B.

6、 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s),D,熵減,熵增,熵增,熵增,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。例如金剛石有向石墨轉化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時候發(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。,注意,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。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結果。例如石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹?小結,一、化學反應進行方向的判據(jù),1能量判據(jù),2熵判據(jù),二、理解熵的含義和熵的變化,1、放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程，如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵無明顯變化或增加的過程，如金剛石和石墨的互變熵不變；活潑金屬與酸的置換反應熵增等,2、吸熱的自發(fā)過程應為熵增加的過程，如冰的融化、硝酸銨溶于水等。,3、無熱效應的自發(fā)過程是熵增加的過程，如兩種理想氣體的混合等。,