化學：《化學反應進行的方向》（原創(chuàng)）（人教版選修4）：課件五（15張PPT）

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歡迎進入化學課堂 第四節(jié)化學反應進行的方向 化學反應進行的快慢 化學反應的限度 化學反應進行的方向 化學反應速率 化學平衡 生活中的自發(fā)過程 1 自然界中水由高處往低處流 而不會自動從低處往高處流 2 鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹 這些過程都是自發(fā)的 其逆過程就是非自發(fā)的 這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展 我們非常清楚 因為它們有明顯的自發(fā)性 其中是否蘊藏了一定的科學原理 化學反應中的自發(fā)過程 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 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 共同點 E反 E生 H 0 放熱反應 一 自發(fā)過程與焓判據(jù) 1 自發(fā)過程 在一定條件下不需要外力作用就可以自動進行的自發(fā)過程 共同特點 體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 2 焓判據(jù) 自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 這時體系會對外部做功或釋放熱量 這一經(jīng)驗規(guī)律就是焓判據(jù) 是判斷化學反應進行方向的判據(jù)之一 練習1 已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為 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關于金剛石與石墨的轉化 下列說法正確的是A 金剛石轉化成石墨是自發(fā)進行的過程B 石墨轉化成金剛石是自發(fā)進行的過程C 石墨比金剛石能量低D 金剛石比石墨能量低 AC 練習2 知道了某過程有自發(fā)性之后 則可判斷出過程的方向可確定過程是否一定會發(fā)生可預測過程發(fā)生完成的快慢可判斷過程的熱效應 A 有些過程也是自發(fā)的 這當中有的與物質的能量高低無關 有的雖與能量高低有關 但用焓判據(jù)卻無法解釋清楚 例如 兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進行 無須借助外力 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)進行的吸熱反應 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)地轉變?yōu)闊o序的傾向 這種推動體系變化的因素稱作熵 2 熵判據(jù) 在與外界隔離的體系中 自發(fā)過程將導致體系的熵增大 這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理 是在用來判斷化學反應方向時就稱為熵判據(jù) 3 同一物質在不同狀態(tài)時熵值大小 在氣態(tài)時熵最大 液態(tài)時次之 固態(tài)時最小 體系混亂度有增加的傾向 三 焓判據(jù)和熵判據(jù)的應用 焓判據(jù)中 自發(fā)過程取向于最低能量狀態(tài)的傾向 熵判據(jù)中 自發(fā)過程取向于最大混亂度的傾向 很多情況下 簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同一個反應 可能會出現(xiàn)相反的判斷結果 所以應兩個判據(jù)兼顧 由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復合判據(jù)將更適合于所有的過程 練習3 碳銨 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 碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體 使體系的熵增大 B 碳銨分解是因為外界給予了能量C 碳銨分解是吸熱反應 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4 下列反應中 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 1 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 金剛石有向石墨轉化的傾向 但是能否發(fā)生 什么時候發(fā)生 多快才能完成 就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)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 如果允許外界對體系施加某種作用 就可能出現(xiàn)相反的結果 例如 石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸?小結 一 化學反應進行方向的判據(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)過程可能是熵減小的過程 如鐵生銹 氫氣燃燒等 也可能是熵無明顯變化或增加的過程 如金剛石和石墨的互變熵不變 活潑金屬與酸的置換反應熵增等 2 吸熱的自發(fā)過程應為熵增加的過程 如冰的融化 硝酸銨溶于水等 3 無熱效應的自發(fā)過程是熵增加的過程 如兩種理想氣體的混合等 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全