化學(xué)：《化學(xué)反應(yīng)進行的方向》 課件一（25張PPT）（新人教選修4）

,歡迎進入化學(xué)課堂,水總是自發(fā)地由高處往低處流,自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請同學(xué)們聯(lián)系生活知識，列舉一些能自動發(fā)生的例子？,自然界中水總是從高處往低處流；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；室溫下冰塊自動融化；墨水?dāng)U散；食鹽溶解于水；火柴棒散落等。,鎂條燃燒；酸堿中和；鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒，鋅與CuSO4溶液會自動反應(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。,1、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動進行的過程,2、自發(fā)反應(yīng)：在給定的一組條件下，一個反應(yīng)可以自發(fā)地進行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應(yīng)。,【歸納小結(jié)】,如何判斷一個過程，一個反應(yīng)能否自發(fā)進行？,尋找反應(yīng)能否自發(fā)進行的判據(jù),第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進行的方向,酸堿中和、鎂條燃燒等這些一定條件下能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng)有何共同特點？,【思考與交流】,共同特點：H<O即放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進行,從能量角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？,一般情況下，H<O即放熱反應(yīng)易發(fā)生自發(fā)反應(yīng)。,日常生活中長期積累的經(jīng)驗而總結(jié)得到一條經(jīng)驗規(guī)律能量判據(jù)（焓判據(jù)）體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時體系會對外做功或者釋放熱量H0）。,【歸納與總結(jié)】,一、能量判據(jù)（焓判據(jù)）,NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)H=37.30kJ/mol,自發(fā)反應(yīng)一定要H<O？,結(jié)論：H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進行，自發(fā)反應(yīng)不一定要H0有利于反應(yīng)自發(fā)進行。,從混亂度角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？,【思考與交流】,【歸納與總結(jié)】,自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理，也就是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù),自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？,2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)S=39.35Jmol-1K-1,結(jié)論：S>O有利于反應(yīng)自發(fā)進行，自發(fā)反應(yīng)不一定要S>O,【思考與交流】,熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進行一個因素,但不是惟一因素。,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應(yīng)能否自發(fā)進行？已知：H(298K)=178.2KJmol,S(298K)=169.6Jmol-1K-1,思考,化學(xué)反應(yīng)的最終判據(jù)到底是什么呢？,G=HTS,三、復(fù)合判據(jù)（自由能變化）,當(dāng)G0時，反應(yīng)不自發(fā)進行,當(dāng)G=0時，平衡狀態(tài),自主學(xué)習(xí)：P36科學(xué)視野,溫度對反自發(fā)性的情況,永遠是,在任何溫度都是自發(fā)反應(yīng),永遠是+,在任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng),在高溫+在低溫,在低溫是自發(fā)反應(yīng)在高溫是非自發(fā)反應(yīng),在高溫在低溫+,在低溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫是自發(fā)反應(yīng),需要注意：,(1)很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應(yīng)兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)(吉布斯自由能變G)將更適合于所有的過程。,(2)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:涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實現(xiàn)；又如裝在不同地方的氣體等例子。,(3)在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)。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(jié)果。,如：水泵可以把水從低水位升至高水位；用高溫可使石灰石分解；高溫高壓石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的例子，實現(xiàn)后者的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。,【課堂達標(biāo)測試】,1下列過程是非自發(fā)的是（）A、水由高處向低處流；B、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹；D、室溫下水結(jié)成冰。2碳酸銨（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、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大；B、其分解是因為外界給予了能量；C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)碳酸銨不能自發(fā)分解；D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。,D,A,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)條件下才能實現(xiàn)；D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。4、自發(fā)進行的反應(yīng)一定是（）A、吸熱反應(yīng)；B、放熱反應(yīng)；C、熵增加反應(yīng)；D、熵增加或者放熱反應(yīng)。,C,D,5、250C和1.01105Pa時，反應(yīng)2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；H=56.76kJ/mol，自發(fā)進行的原因是（）A、是吸熱反應(yīng)；B、是放熱反應(yīng)；C、是熵減少的反應(yīng)；D、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。,D,6、下列說法不正確的是（）A.焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(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.一個反應(yīng)能否自發(fā)進行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱D.一個反應(yīng)能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān),C,D,8、下列反應(yīng)中，熵減小的是（）,A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),C.MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D.2CO(g)2C(s)O2(g),7、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是()A、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；H=+56.7kJ/molC、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);H=+74.9kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-571.6kJ/mol,D,9.下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進行的是,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,影響因素：,小結(jié)：,焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā),規(guī)律方法總結(jié),自發(fā)反應(yīng)中的焓變和熵變的關(guān)系,1、在溫度、壓力一定的條件下，放熱的熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進行2、在溫度、壓力一定的條件下，吸熱的熵減少的反應(yīng)一定不能自發(fā)進行3、當(dāng)焓變和熵變的作用相反時，如果二者大小相差懸殊，可能某一因素占主導(dǎo)地位4、當(dāng)焓變和熵變的作用相反且二者相差不大，溫度可能對反應(yīng)的方向起決定性作用5、無熱效應(yīng)的自發(fā)過程是熵增加的過程，如兩種理想氣體的混合等。,【知識拓展】,物質(zhì)所具有的能量,H,熵變,熵,焓變,焓,計算公式,單位,符號,定義,生成物總能量與反應(yīng)物總能量之差,KJmol-1,混亂度,S,Jmol-1K-1,Jmol-1K-1,KJmol-1,H,S,H=H(生成物)H(反應(yīng)物),S=S(生成物)S(反應(yīng)物),生成物總熵與反應(yīng)物總熵之差,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,