高中化學新人教選修4 化學反應進行的方向ppt

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1、化學反應進行的方向化學反應進行的方向 問題問題: :科學家是怎樣根據(jù)什么原理來判斷一個化學反應能否發(fā)生？科學家是怎樣根據(jù)什么原理來判斷一個化學反應能否發(fā)生？ 科學家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量科學家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量“最低最低”和由和由“有序有序”變變“無序無序”的自的自然現(xiàn)象，提出了相關聯(lián)的能量判椐和熵然現(xiàn)象，提出了相關聯(lián)的能量判椐和熵判椐，為最終解決上述問題提供了依據(jù)。判椐，為最終解決上述問題提供了依據(jù)。小組探討小組探討: :不借助外力自發(fā)進行的自發(fā)過程的特點。不借助外力自發(fā)進行的自發(fā)過程的特點。1、能量判椐：體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)。、能量判椐：體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)。問

2、題：同學們在相互探討一下由“有序”變“無序”的自然現(xiàn)象，舉例說明。 2 2、熵判椐：在密閉條件、熵判椐：在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)下，體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。地變?yōu)闊o序的傾向?！办仂亍笔堑聡锢韺W家克勞修斯在年創(chuàng)造的一個術語，他是德國物理學家克勞修斯在年創(chuàng)造的一個術語，他用它來表示任何一種能量在空間中分布的均勻程度。能量分布得越用它來表示任何一種能量在空間中分布的均勻程度。能量分布得越均勻，熵就越大。如果對于我們所考慮的那個系統(tǒng)來說，能量完全均勻，熵就越大。如果對于我們所考慮的那個系統(tǒng)來說，能量完全均勻地分布，那么，這個系統(tǒng)的熵就達到最大值。均勻地分布，那么，這個系統(tǒng)的熵就達到最

3、大值。熱力學第二定律告訴我們，能量轉換只能沿著一個方向進行，熱力學第二定律告訴我們，能量轉換只能沿著一個方向進行，總是從高能量向低能量轉換，從有序到無序，人類利用這個過程讓總是從高能量向低能量轉換，從有序到無序，人類利用這個過程讓能量做功，同時系統(tǒng)的熵增加，熵是一個描述系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)。熵能量做功，同時系統(tǒng)的熵增加，熵是一個描述系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)。熵增加的過程，就意味著能量耗散了，從有用的能量轉化向對人類無增加的過程，就意味著能量耗散了，從有用的能量轉化向對人類無用的能量。用的能量。思考思考1 1：氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)三者熵值大小。：氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)三者熵值大小。熵值：氣態(tài)熵值：氣態(tài) 液態(tài)液態(tài) 固態(tài)。固

4、態(tài)。根據(jù)熵判椐，在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)根據(jù)熵判椐，在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。氣態(tài)熵值大，反應沿著從有地變?yōu)闊o序的傾向。氣態(tài)熵值大，反應沿著從有序到無序方向進行。序到無序方向進行。思考2：發(fā)生離子反應條件之一是產生氣體，利用熵判椐進行解釋？早在一個世紀之前，在無數(shù)化學家的辛勤努力下，發(fā)現(xiàn)絕早在一個世紀之前，在無數(shù)化學家的辛勤努力下，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)放熱的化學反應都能自發(fā)地進行。因此提出用反應大多數(shù)放熱的化學反應都能自發(fā)地進行。因此提出用反應的焓變（的焓變（HH）作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)。這樣就得出：）作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)。這樣就得出：若若HH0 0，正向反應能自發(fā)進

5、行；若，正向反應能自發(fā)進行；若HH0 0，正向反應不，正向反應不能自發(fā)進行，而逆向反應能自發(fā)進行。并進一步提出，能自發(fā)進行，而逆向反應能自發(fā)進行。并進一步提出，HH的負值越大，放熱越多，則反應越完全。因為反應進的負值越大，放熱越多，則反應越完全。因為反應進行時若放熱，則體系的能量必然降低。放出的熱量越多，行時若放熱，則體系的能量必然降低。放出的熱量越多，則體系的能量降低得越多。因此，反應體系有趨向于最低則體系的能量降低得越多。因此，反應體系有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。能量狀態(tài)的傾向。3 3、焓變（焓變（HH）作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)：若）作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)：若HH0 0，正向反應能自發(fā)進

6、行；若，正向反應能自發(fā)進行；若HH0 0，正向，正向反應不能自發(fā)進行，而逆向反應能自發(fā)進行。反應不能自發(fā)進行，而逆向反應能自發(fā)進行。熵值作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)：在化學變化中，熵值作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)：在化學變化中，體系趨向于最大無序的方向進行。體系趨向于最大無序的方向進行。強調：強調：過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。在實際能確定過程一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。在實際的化學變化中，體系趨向于最低能量狀態(tài)的傾向與的化學變化中，體系趨向于最低能量狀態(tài)的傾向與體系趨向于最大無序的傾向有時會出現(xiàn)矛盾。判斷體系趨向于最

7、大無序的傾向有時會出現(xiàn)矛盾。判斷某種變化是否能夠自發(fā)進行，要權衡這兩種傾向，某種變化是否能夠自發(fā)進行，要權衡這兩種傾向，有時可能是最低能量為主要因素，有時可能是最大有時可能是最低能量為主要因素，有時可能是最大無序起了主導作用，因此必須根據(jù)具體情況進行具無序起了主導作用，因此必須根據(jù)具體情況進行具體分體分析，做出切合實際的結論。析，做出切合實際的結論。 反應熱反應熱熵值熵值所屬反應的自發(fā)性所屬反應的自發(fā)性反應舉例反應舉例放熱放熱放熱放熱吸熱吸熱吸熱吸熱增大增大減小減小增大增大減小減小任何溫度都自發(fā)進行任何溫度都自發(fā)進行較低溫時自發(fā)進行較低溫時自發(fā)進行高溫時自發(fā)進行高溫時自發(fā)進行任何溫度都不能自發(fā)

8、進行任何溫度都不能自發(fā)進行2H2H2 2O O2 2（l l）=2H=2H2 2O O（l l）+O+O2 2（g g）N N2 2（g g）+3H+3H2 2（g g）=2NH=2NH3 3（g g）CaCOCaCO3 3（s s）=CaO=CaO（s s）+CO+CO2 2（g g）結束語：結束語：由能量判椐和熵判椐做出的復合判椐更適合于所有由能量判椐和熵判椐做出的復合判椐更適合于所有過程，這些內容已遠遠超出初等化學的要求，無法過程，這些內容已遠遠超出初等化學的要求，無法用有限的篇幅來闡述、說明，只能給同學們留下言用有限的篇幅來闡述、說明，只能給同學們留下言猶未盡的遺憾，希望同學們通過大學課程進一步學猶未盡的遺憾，希望同學們通過大學課程進一步學習。習。再 見