2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向課件7 魯科版選修4.ppt

,第二章 第一節(jié),化學(xué)反應(yīng)的方向,自然界中水總是從高處往低處流,是自動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)變化過程,具有一定的方向性,在溫度和壓強(qiáng)一定條件下，不借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程.,自發(fā)過程：,生活經(jīng)驗(yàn)舉例：,1、熱總是由高溫物體傳向低溫物體 2、室溫下冰塊自動(dòng)融化 3、墨水?dāng)U散 4、食鹽溶解于水 5、火柴棒散落,（1）自發(fā)反應(yīng)的特征是具有方向性，即反應(yīng)的某個(gè)方向在一定條件下是自發(fā)的，則其逆方向在該條件下肯定不自發(fā)。,自發(fā)反應(yīng)：,注意：,在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。,1、酸堿中和； 2、鐵器暴露在潮濕空氣中生銹； 3、甲烷和氧氣的混合氣體遇明火 就燃燒； 4、鋅與CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu和 ZnSO4等。 這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的.,舉例：,自發(fā)反應(yīng)有方向性,注意：自發(fā)反應(yīng)與反應(yīng)條件無必然聯(lián)系。,許多自發(fā)反應(yīng)是在常溫常壓下即可自發(fā)進(jìn)行且反應(yīng)完全的，如酸堿中和反應(yīng)。 但并不意味著在一定條件下才能進(jìn)行或不能進(jìn)行完全的反應(yīng)就不是自發(fā)反應(yīng)。例如酒精的燃燒需點(diǎn)燃，SO2和O2的反應(yīng)不能進(jìn)行完全，但它們都是自發(fā)反應(yīng)，在所需條件下，反應(yīng)一旦發(fā)生便能自發(fā)進(jìn)行下去。,一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向,對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，有著向能量較低方向進(jìn)行的趨勢(shì)，即焓變減小有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是能量判據(jù)，又稱焓判據(jù)。,（1）多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 如燃料的燃燒，鋼鐵生銹及酸堿中和等。,（2）有不少吸熱過程也能自發(fā)進(jìn)行,（3）有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行,說明：,如：硝酸銨溶于水,一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向,1、反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,2、反應(yīng)吸熱也有可能自發(fā)進(jìn)行,交流研討：,1、硝酸銨、氫氧化鈉、氯化鈉、蔗糖溶解過程的熱效應(yīng)如何？,吸熱,放熱,幾乎不變,2、它們?nèi)芙獾倪^程都是自發(fā)的，與焓變有關(guān)嗎？,無,3、你認(rèn)為是什么因素決定了它們的溶解過程能自發(fā)進(jìn)行？,熵,熵： 衡量一個(gè)體系混亂度的物理量。用符號(hào)S表示?；靵y度越大，熵值越大。,3、相同條件與狀態(tài)下，熵與物質(zhì)的量 成正比,2、對(duì)于同一物質(zhì)： S（g）S（l）S（s）,1、單位:Jmol-1K-1,二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向,注意：,熵變：,反應(yīng)前后體系熵的變化用S表示。,S = S產(chǎn)物 S反應(yīng)物,混亂度增大（熵增）課本37頁,混亂度減?。販p）,研究表明：反應(yīng)有趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài)的趨勢(shì)，即混亂度增加（ S0）。且S越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。,常見的熵增加過程： 固體的溶解過程，氣體的擴(kuò)散過程，水的汽化及墨水在水中的擴(kuò)散過程，都是體系混亂度增大的過程。,常見的熵增加的反應(yīng)： （1）產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)通常都是熵增反應(yīng)。 （2）許多熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下可自發(fā)進(jìn)行。 （3）有些熵增反應(yīng)需在較高溫度下才可自發(fā)進(jìn)行。,熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的有關(guān)的一個(gè)因素，但不是唯一因素。,結(jié)論:,1、熵曾有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,2、熵減小的反應(yīng)在一定條件下也可以 自發(fā)進(jìn)行（37頁舉例）,即：S0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但自發(fā)反應(yīng)不一定是S0的反應(yīng),2H2O = 2 H2 + O2 ,電解,S0 非自發(fā),三、焓變和熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)：,H -TS,H -TS 0, 自發(fā)進(jìn)行,H -TS 0，可逆反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),H -TS >0，非自發(fā)進(jìn)行,自發(fā),非自發(fā),不一定,不一定,恒溫恒壓時(shí)判斷反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行 H 0 H >0 S0 S>0,學(xué)以致用,低溫自發(fā)、高溫非自發(fā),低溫非自發(fā)、高溫自發(fā),低溫自發(fā),高溫自發(fā),NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H 0 S 0,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H >0 S>0,判斷反應(yīng)什么條件下自發(fā)進(jìn)行？,汽車尾氣的主要污染物是一氧化氮以及燃燒不完全所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代化城市的重要大氣污染物，為了減輕汽車尾氣造成的大氣污染,有人提出通過 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 來處理汽車尾氣。 已知室溫（298K、101KPa）下： H = - 113.0 KJmol-1 S = -143.5 Jmol-1K-1,思考：如何加快反應(yīng)速率？,一種汽車尾氣凈化器。,H-TS = - 69.68 KJmol-1 < 0, 因此，室溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。,但該反應(yīng)速率極慢。,1反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時(shí)候發(fā)生，多快才能完成，就不是焓變判斷和熵變判斷能解決的問題了。,注意,2在討論過程的方向時(shí)，指的是沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹?練習(xí):,1、下列說法不正確的是 （ ） A. 焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 B. 在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。 C. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱 D. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的 共同影響有關(guān),C,2、下列反應(yīng)中，熵減小的是 （ ）,D. 2CO(g)2C(s)O2(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,3、下列說法正確的是（ ） A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(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(shí)現(xiàn)； D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。 4、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是（ ） A、吸熱反應(yīng)； B、放熱反應(yīng)； C、熵增加反應(yīng)；D、熵增加和放熱反應(yīng)。,C,D,5、某化學(xué)反應(yīng)其H= -122 kJmol-1， S=231 Jmol-1K-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,A,