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7 魯科版選修4.ppt

,第二章 第一節(jié),化學反應的方向,自然界中水總是從高處往低處流,是自動進行的自發(fā)變化過程,具有一定的方向性,在溫度和壓強一定條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進行的過程.,自發(fā)過程：,生活經(jīng)驗舉例：,1、熱總是由高溫物體傳向低溫物體 2、室溫下冰塊自動融化 3、墨水擴散 4、食鹽溶解于水 5、火柴棒散落,（1）自發(fā)反應的特征是具有方向性，即反應的某個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：,注意：,在溫度和壓強一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進行的化學反應。,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)反應有方向性,注意：自發(fā)反應與反應條件無必然聯(lián)系。,許多自發(fā)反應是在常溫常壓下即可自發(fā)進行且反應完全的，如酸堿中和反應。 但并不意味著在一定條件下才能進行或不能進行完全的反應就不是自發(fā)反應。例如酒精的燃燒需點燃，SO2和O2的反應不能進行完全，但它們都是自發(fā)反應，在所需條件下，反應一旦發(fā)生便能自發(fā)進行下去。,一、反應焓變與反應方向,對于化學反應，有著向能量較低方向進行的趨勢，即焓變減小有利于反應自發(fā)進行。 這一經(jīng)驗規(guī)律就是能量判據(jù)，又稱焓判據(jù)。,（1）多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應。 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)進行,（3）有一些吸熱反應在室溫條件下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下則能自發(fā)進行,說明：,如：硝酸銨溶于水,一、反應焓變與反應方向,1、反應放熱有利于反應自發(fā)進行,2、反應吸熱也有可能自發(fā)進行,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、你認為是什么因素決定了它們的溶解過程能自發(fā)進行？,熵,熵： 衡量一個體系混亂度的物理量。用符號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、對于同一物質(zhì)： S（g）S（l）S（s）,1、單位:Jmol-1K-1,二、反應熵變與反應方向,注意：,熵變：,反應前后體系熵的變化用S表示。,S = S產(chǎn)物 S反應物,混亂度增大（熵增）課本37頁,混亂度減小（熵減）,研究表明：反應有趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài)的趨勢，即混亂度增加（ S0）。且S越大，越有利于反應自發(fā)進行。,常見的熵增加過程： 固體的溶解過程，氣體的擴散過程，水的汽化及墨水在水中的擴散過程，都是體系混亂度增大的過程。,常見的熵增加的反應： （1）產(chǎn)生氣體的反應，氣體的物質(zhì)的量增大的反應通常都是熵增反應。 （2）許多熵增加的反應在常溫、常壓下可自發(fā)進行。 （3）有些熵增反應需在較高溫度下才可自發(fā)進行。,熵變是與反應能否自發(fā)進行的有關(guān)的一個因素，但不是唯一因素。,結(jié)論:,1、熵曾有利于反應自發(fā)進行,2、熵減小的反應在一定條件下也可以 自發(fā)進行（37頁舉例）,即：S0有利于反應自發(fā)進行，但自發(fā)反應不一定是S0的反應,2H2O = 2 H2 + O2 ,電解,S0 非自發(fā),三、焓變和熵變對反應方向的共同影響,反應自發(fā)進行方向的判據(jù)：,H -TS,H -TS 0, 自發(fā)進行,H -TS 0，可逆反應達平衡狀態(tài),H -TS >0，非自發(fā)進行,自發(fā),非自發(fā),不一定,不一定,恒溫恒壓時判斷反應是否能夠自發(fā)進行 H 0 H >0 S0 S>0,學以致用,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,判斷反應什么條件下自發(fā)進行？,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，室溫下反應能自發(fā)進行。,但該反應速率極慢。,1反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能確定反應是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如金剛石有向石墨轉(zhuǎn)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，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。例如石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹?練習:,1、下列說法不正確的是 （ ） A. 焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進行的反應是放熱反應。 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. 一個反應能否自發(fā)進行取決于該反應放熱還是吸熱 D. 一個反應能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的 共同影響有關(guān),C,2、下列反應中，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、凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于吸熱反應都是非自發(fā)的； B、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或不變； C、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)； D、自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)。 4、自發(fā)進行的反應一定是（ ） A、吸熱反應； B、放熱反應； C、熵增加反應；D、熵增加和放熱反應。,C,D,5、某化學反應其H= -122 kJmol-1， S=231 Jmol-1K-1，則此反應在下列 哪種情況下可自發(fā)進行 ( ) A在任何溫度下都能自發(fā)進行 B在任何溫度下都不能自發(fā)進行 C僅在高溫下自發(fā)進行 D僅在低溫下自發(fā)進行,A,