高中化學(xué)反應(yīng)原理：化學(xué)反應(yīng)的方向 課件 魯科版必修3

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1、學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1 1、理解能量判據(jù)、熵的概念、理解能量判據(jù)、熵的概念2 2、利用能量判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的、利用能量判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向方向3 3、利用熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向、利用熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 鹽酸滴加到石灰石上鹽酸滴加到石灰石上二氧化碳?xì)怏w通入氯化鈣溶液中二氧化碳?xì)怏w通入氯化鈣溶液中 1、高山流水高山流水是一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的自然過程。是一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的自然過程。 高處水一定會(huì)流到低處嗎？流動(dòng)的速率高處水一定會(huì)流到低處嗎？流動(dòng)的速率 如何如何?2、低處水可以流至高處么？、低處水可以流至高處么？3、在、在“低水高流低水高流”的過程中一旦外界停止

2、做的過程中一旦外界停止做 功，該過程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎？功，該過程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎？可采取什么措施？可采取什么措施？思考與交流思考與交流請(qǐng)盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過程。請(qǐng)盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過程。自發(fā)過程：自發(fā)過程：在一定條件下，不需要外力作在一定條件下，不需要外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過程；用就能自動(dòng)進(jìn)行的過程；非自發(fā)過程：非自發(fā)過程：在一定條件下，在一定條件下，需持續(xù)借助人需持續(xù)借助人 為作用才能進(jìn)行的過程。為作用才能進(jìn)行的過程。以以“物體由高處自由下落物體由高處自由下落”為代表，為代表，探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢(shì)。探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢(shì)。（釋放熱量或?qū)ν庾龉Γㄡ尫艧崃炕驅(qū)?/p>

3、外做功）1、能量趨于降低、能量趨于降低共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)：高能態(tài)高能態(tài)低能態(tài)低能態(tài)+能量能量化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程(1)鈉與水反應(yīng)：鈉與水反應(yīng)：2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mol(2)鐵生銹：鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol共同點(diǎn)共同點(diǎn)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H0一、自發(fā)過程的能量判據(jù)一、自發(fā)過程的能量判據(jù)能量判據(jù)：能量判據(jù)：自發(fā)過程的體系取向于從自發(fā)過程的體系取向于

4、從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)( (這時(shí)體系會(huì)這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量對(duì)外部做功或釋放熱量) )，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是律就是能量判據(jù)。能量判據(jù)。能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，即即H H0 0的反的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向，焓判據(jù)是判斷，焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。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) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是A.金

5、剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低AC練習(xí)練習(xí)1知道了某過程有自發(fā)性之后知道了某過程有自發(fā)性之后，則則A.可判斷出過程的方向可判斷出過程的方向B.可確定過程是否一定會(huì)發(fā)生可確定過程是否一定會(huì)發(fā)生C.可預(yù)測(cè)過程發(fā)生完成的快慢可預(yù)測(cè)過程發(fā)生完成的快慢D.可判斷過程的熱效應(yīng)可判斷過程的熱效應(yīng)練習(xí)練習(xí)2A？判斷下列過程中能量的變化情況：判斷下列過程中能量的變化情況：1、冰、冰液態(tài)水液態(tài)水水蒸氣水蒸氣2、氯化鈉晶體溶于水、氯化鈉晶體溶于水N2O5分解：分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol

6、碳銨的分解：碳銨的分解：(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)以以“物體由高處自由下落物體由高處自由下落”為代表，為代表，探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢(shì)。探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢(shì)。2、混亂度趨于增加、混亂度趨于增加1、能量趨于降低、能量趨于降低分析剛才兩個(gè)自發(fā)過程中混亂度分析剛才兩個(gè)自發(fā)過程中混亂度的變化情況：的變化情況：1、冰、冰液態(tài)水液態(tài)水水蒸氣水蒸氣2、氯化鈉晶體溶于水、氯化鈉晶體溶于水混亂度：混亂度：表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)。表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)?；靵y度的增加意味著體系變得更混亂度的增加意

7、味著體系變得更加無序加無序在密閉條件下在密閉條件下，體系有，體系有由有序自由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向熵增熵增同一物質(zhì)，在氣態(tài)時(shí)熵最大，液同一物質(zhì)，在氣態(tài)時(shí)熵最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。熵變熵變二、自發(fā)過程的熵判據(jù)二、自發(fā)過程的熵判據(jù)熵判據(jù)：熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做做熵增原理熵增原理，是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的，是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的另一判據(jù)另一判據(jù)熵判據(jù)熵判據(jù)。自發(fā)過程的變化趨勢(shì)自發(fā)過程的變化趨勢(shì)2、混亂度趨于增加、混亂度趨于增加1、能量趨于降

8、低、能量趨于降低室溫時(shí)冰融化室溫時(shí)冰融化10時(shí)水結(jié)冰時(shí)水結(jié)冰三、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向三、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向2、物質(zhì)的混亂度趨于增加、物質(zhì)的混亂度趨于增加1、物質(zhì)具有的能量趨于降低、物質(zhì)具有的能量趨于降低 H(焓變焓變) S(熵變熵變)0焓焓(H)判據(jù)判據(jù)熵熵(S)判據(jù)判據(jù)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0熵增原理熵增原理0練習(xí)練習(xí)3碳銨碳銨(NH4)2CO3 在室溫下就能自發(fā)地分在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法中正確的是解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法中正確的是A、碳銨分解是因?yàn)樯闪?/p>

9、易揮發(fā)的氣、碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大。體，使體系的熵增大。B、碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量、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)能量判據(jù)、碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解不能自發(fā)分解D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。A練習(xí)練習(xí)4下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是D. CO(g)C(s)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵減熵減熵增熵增熵增

10、熵增熵增熵增信息：信息：體系自由能變化（體系自由能變化（ G ）綜合考慮了焓變）綜合考慮了焓變和熵變對(duì)反應(yīng)體系的影響：和熵變對(duì)反應(yīng)體系的影響： G= H-T S（為為熱力學(xué)溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用熱力學(xué)溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用 G判斷化學(xué)反應(yīng)在該狀況時(shí)自發(fā)進(jìn)行的方向顯判斷化學(xué)反應(yīng)在該狀況時(shí)自發(fā)進(jìn)行的方向顯得更為科學(xué)（當(dāng)?shù)酶鼮榭茖W(xué)（當(dāng) G 0時(shí)可自發(fā)進(jìn)行）。時(shí)可自發(fā)進(jìn)行）。請(qǐng)閱讀所給信息，然后回答問題請(qǐng)閱讀所給信息，然后回答問題自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行低溫時(shí)低溫時(shí),高溫時(shí)高溫時(shí)低溫時(shí)低溫時(shí),高溫時(shí)高溫時(shí)低溫不自發(fā)低溫不自發(fā),高溫自發(fā)高溫自發(fā)低溫自發(fā)低溫自發(fā),高

11、溫不自發(fā)高溫不自發(fā) H 一、自發(fā)過程的變化趨勢(shì)一、自發(fā)過程的變化趨勢(shì)1、能量趨于降低、能量趨于降低2、混亂度趨于增加、混亂度趨于增加二、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向二、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向2、物質(zhì)的混亂度趨于增加、物質(zhì)的混亂度趨于增加1、物質(zhì)具有的能量趨于降低、物質(zhì)具有的能量趨于降低 H(焓變焓變)0焓焓(H)判據(jù)判據(jù)熵熵(S)判據(jù)判據(jù)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)熵增原理熵增原理注意：過程的自發(fā)性只用于判斷過程的方向，不注意：過程的自發(fā)性只用于判斷過程的方向，不能確定是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。能確定是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0 H0 H0 H0 S0或或 S0 S0 S0自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行