化學(xué)：《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》（原創(chuàng)）（人教版選修4）：課件五（15張PPT）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢 化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡 生活中的自發(fā)過(guò)程 1 自然界中水由高處往低處流 而不會(huì)自動(dòng)從低處往高處流 2 鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹 這些過(guò)程都是自發(fā)的 其逆過(guò)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?yàn)樗鼈冇忻黠@的自發(fā)性 其中是否蘊(yùn)藏了一定的科學(xué)原理 化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過(guò)程 1 甲烷燃燒 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 802 3kJ mol 2 鐵生銹 3Fe s 3 2O2 g Fe2O3 s H 824kJ mol 3 氫氣和氧氣反應(yīng) 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 共同點(diǎn) E反 E生 H 0 放熱反應(yīng) 一 自發(fā)過(guò)程與焓判據(jù) 1 自發(fā)過(guò)程 在一定條件下不需要外力作用就可以自動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)過(guò)程 共同特點(diǎn) 體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 2 焓判據(jù) 自發(fā)過(guò)程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量 這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù) 是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一 練習(xí)1 已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 C 金剛石 s O2 g CO2 g H1 395 41kJ mol C 石墨 s O2 g CO2 g H2 393 51kJ mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化 下列說(shuō)法正確的是A 金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程B 石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程C 石墨比金剛石能量低D 金剛石比石墨能量低 AC 練習(xí)2 知道了某過(guò)程有自發(fā)性之后 則可判斷出過(guò)程的方向可確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生可預(yù)測(cè)過(guò)程發(fā)生完成的快慢可判斷過(guò)程的熱效應(yīng) A 有些過(guò)程也是自發(fā)的 這當(dāng)中有的與物質(zhì)的能量高低無(wú)關(guān) 有的雖與能量高低有關(guān) 但用焓判據(jù)卻無(wú)法解釋清楚 例如 兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行 無(wú)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 9kJ mol 自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng) 二 熵 熵增原理 熵判據(jù) 1 熵 在密閉條件下 體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向 這種推動(dòng)體系變化的因素稱(chēng)作熵 2 熵判據(jù) 在與外界隔離的體系中 自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大 這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理 是在用來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)方向時(shí)就稱(chēng)為熵判據(jù) 3 同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)熵值大小 在氣態(tài)時(shí)熵最大 液態(tài)時(shí)次之 固態(tài)時(shí)最小 體系混亂度有增加的傾向 三 焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用 焓判據(jù)中 自發(fā)過(guò)程取向于最低能量狀態(tài)的傾向 熵判據(jù)中 自發(fā)過(guò)程取向于最大混亂度的傾向 很多情況下 簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng) 可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果 所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧 由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有的過(guò)程 練習(xí)3 碳銨 NH4 2CO3 在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣 對(duì)其說(shuō)法中正確的是A 碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體 使體系的熵增大 B 碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C 碳銨分解是吸熱反應(yīng) 根據(jù)焓判據(jù)不能自發(fā)分解D 碳酸鹽都不穩(wěn)定 都能自發(fā)分解 AC 練習(xí)4 下列反應(yīng)中 在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是 D CO g C s 1 2O2 B 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(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向 不能確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)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 就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問(wèn)題了 注意 2 在討論過(guò)程的方向時(shí) 指的是沒(méi)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?小結(jié) 一 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù) 1 焓判據(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(guò)程可能是熵減小的過(guò)程 如鐵生銹 氫氣燃燒等 也可能是熵?zé)o明顯變化或增加的過(guò)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(yīng)熵增等 2 吸熱的自發(fā)過(guò)程應(yīng)為熵增加的過(guò)程 如冰的融化 硝酸銨溶于水等 3 無(wú)熱效應(yīng)的自發(fā)過(guò)程是熵增加的過(guò)程 如兩種理想氣體的混合等 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全