高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.1 化学反应的方向课件8 鲁科版选修4

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1、化学反应的方向化学反应的方向铁制容器暴露在潮湿空气中会自发生锈；铁制容器暴露在潮湿空气中会自发生锈；自发反应：在自发反应：在下，下，需需外界持久帮助就能外界持久帮助就能进行的反应。进行的反应。自发过程：在自发过程：在温度和压强温度和压强下，下，借助借助（光，电等（光，电等)外部力量就能外部力量就能进行的过程。进行的过程。如何判断一个反应过程能否自发进行呢？如何判断一个反应过程能否自发进行呢？2Na(s) +2H2O(l) = 2NaOH(aq) + H2(g) H = 368 kJmol-14Fe(OH)2(s) + O2 (g) +2H2O(l) = 4Fe(OH)3(s) H = 444.

2、3 kJmol-1NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O(l) H = 57.3 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = 546.6 kJmol-1 上述这些上述这些反应在反应在一定的条件下一定的条件下都能自发进行，都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？n能量判据能量判据( (焓判据焓判据) )：体系趋向于从体系趋向于从高能状态高能状态转变为转变为低能低能状态状态( (H H0)0)。放热反应有自发放热反应有自发进行的倾向进行的倾向。共同特点：共同特点：H HO O 放热反应使体系能

3、量降低，能量越低越放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，稳定，H HO O 有利于反应自发进行。有利于反应自发进行。思考：是不是所有自发进行的化学思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的呢？反应都是放热的呢？思思与与题题问问考考(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s) + NH3(g) H0不是不是2NH4Cl(s) + Ba(OH)28 H2O(s) NH3(g) + BaCl2(aq) + 10H2O(l) 结论：结论：H HO O有利于反应自发进行，有利于反应自发进行， 但自发反应不一定都要但自发反应不一定都要H HO O焓变只是判断反应能否自发进行的一焓变只是判断反应能否自

4、发进行的一个因素个因素, ,但不是唯一因素。但不是唯一因素。思思与与察察观观考考讨讨与与流流交交论论火柴散落过程混乱度如何变化？火柴散落过程混乱度如何变化？混乱度：体系的不规则或无序状态，混乱度越大混乱度：体系的不规则或无序状态，混乱度越大越稳定。越稳定。熵判据熵判据：在密闭条件下，体系有从有序：在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，自发地转变为无序的倾向，即熵增（即熵增（S S0 0）有利于自发进行。有利于自发进行。在化学上用熵在化学上用熵(符号符号S)来量度这种混乱来量度这种混乱(或无序或无序)的程度。的程度。增大增大1、同一物质气态时熵值、同一物质气态时熵值最大最大，液态，液

5、态较小较小，固态时，固态时最小最小。2、产生气体的反应和气体的物质的量、产生气体的反应和气体的物质的量增加增加的反应，的反应，。清清识识知知单单发生离子反应的条件之一是产生气体，请你利发生离子反应的条件之一是产生气体，请你利用熵判椐进行解释。用熵判椐进行解释。结论：结论：S SO O有利于反应自发进行，有利于反应自发进行， 但自发反应不一定都要但自发反应不一定都要S S0 0熵变是反应能否自发进行的又一个因素熵变是反应能否自发进行的又一个因素, ,但不是唯一因素。但不是唯一因素。自发反应一定是熵增加的反应吗？自发反应一定是熵增加的反应吗？不一定。不一定。【思考与交流】【思考与交流】 根据你已有

6、的知识和经验根据你已有的知识和经验, ,分析下列过程的焓分析下列过程的焓变、熵变与反应方向变、熵变与反应方向 焓变焓变 熵变熵变 NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g)加热加热要正确判断一个化学反应能否自发进行要正确判断一个化学反应能否自发进行, ,必须必须综合考虑综合考虑反应的反应的焓变焓变H H和熵变和熵变S S。S0H0H 0S0反应是否自发还可能与反应是否自发还可能与有关有关2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)H = +78.03 kJmol-1S = 494.4 Jmol-1K-1反应是否自发确实还与反应是否自

7、发确实还与有关有关CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)H (298K) = +178.2 kJmol-1S (298K) = 169.6 Jmol-1K-1在恒温、恒压下，综合考虑判断化学反应自发在恒温、恒压下，综合考虑判断化学反应自发性的判据：性的判据：自由能自由能(G)与焓变、熵变的关系：与焓变、熵变的关系：3.3.复合判据：复合判据：G H TS1 1反应的自发性只能用于判断反应的方向，反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如涂有防反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自锈

8、漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。发性是相同的，但只有后者可以实现。2 2在讨论过程的方向时，在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体指的是没有外界干扰时体系的性质系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。能出现相反的结果。实现的先决条件是要向体系中输实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。注意：注意：化学反应的方向的判据化学反应的方向的判据 、能量判据、能量判据(焓判据）：焓判据）：是判断化学反应进行方向的判据之一。是判断化

9、学反应进行方向的判据之一。2 2、熵判据：、熵判据：能量最低原理。能量最低原理。熵增原理。熵增原理。是判断化学反应进行方向的另一判据。是判断化学反应进行方向的另一判据。3 3、复合判据：、复合判据：能量判据结合能量判据结合熵判据熵判据小结：小结：G H TSG 0, 反应自发进行反应自发进行【课堂达标测试】1、下列过程是非自发的是（、下列过程是非自发的是（ ） A.水由高处向低处流；水由高处向低处流； B.天然气的燃烧；天然气的燃烧； C.铁在潮湿空气中生锈；铁在潮湿空气中生锈； D.室温下水结成冰。室温下水结成冰。2、碳酸铵、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生在室温下就能自发

10、地分解产生氨气，对其说法中正确的是：（氨气，对其说法中正确的是：（ ） A.其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大； B.其分解是因为外界给予了能量；其分解是因为外界给予了能量； C.其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解； D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解。碳酸盐都不稳定，都能自发分解。DA3、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ）A.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是自发反应一定是

11、熵增大，非自发反应一定是 熵减少或不变；熵减少或不变；C.自发反应在恰当条件下才能实现；自发反应在恰当条件下才能实现；D.自发反应在任何条件下都能实现。自发反应在任何条件下都能实现。CC4、吸热反应一定是、吸热反应一定是 ( ) A.非自发的化学反应非自发的化学反应 B.释放能量释放能量 C.贮存能量贮存能量 D.反应需要加热反应需要加热 5、在、在25和和1.01105Pa时，时，反应反应2N2O5 (g) = 4NO2(g) +O2(g) H +56.76kJ/mol 自发进行的原因是（自发进行的原因是（ ） A.是吸热反应；是吸热反应； B.是放热反应；是放热反应； C.是熵减少的反应；

12、是熵减少的反应； D.熵增大效应大于能量效应。熵增大效应大于能量效应。D6、下列说法不正确的是（、下列说法不正确的是（ ）A.焓变是一个与反应能否自发进行有关焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应都是的因素，多数的能自发进行的反应都是放热反应。放热反应。B.在同一条件下不同物质有不同的熵值，在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。其体系的混乱程度越大，熵值越大。C.一个反应能否自发进行取决于该反应一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热放热还是吸热D.一个反应能否自发进行，与焓变和熵一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关变的共同影

13、响有关C7、以下自发反应可用能量判据来解释的是、以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A.硝酸铵自发地溶于水硝酸铵自发地溶于水 B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol C. (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/molD8、下列反应中，熵减小的是（、下列反应中，熵减小的是（ ） A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s) + NH3(g)B. 2N2O5(g)4NO2(g) + O2(g)C. MgCO3(s)MgO(

14、s) + CO2(g)D. 2CO(g)2C(s) + O2(g)D 9、某化学反应其、某化学反应其H 122 kJmol-1， S = 231 Jmol-1K-1，则此反应在下列哪，则此反应在下列哪种情况下可自发进行种情况下可自发进行 ( ) A.在任何温度下都能自发进行在任何温度下都能自发进行 B.在任何温度下都不能自发进行在任何温度下都不能自发进行 C.仅在高温下自发进行仅在高温下自发进行 D.仅在低温下自发进行仅在低温下自发进行A10、下列说法正确的是、下列说法正确的是()A在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行发进行

15、BNH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJ/mol，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向向转变的倾向C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据均可以单独作为反应自发性的判据D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向学反应进行的方向B11.下列反应中，一定不能自发进行的是下列反应中，一定不能自发进行的是()A2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H78.03 kJ/molS1110 J/(molK)BCO(g)=C(石墨石墨)O2(g) H110.5 kJ/molS89.36 J/(molK)C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJ/molS280.1 J/(molK)DNH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l) H37.301 kJ/molS184.05 J/(molKB