人教版選修4 第2章第4節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 課件（16張）.pptVIP

化學(xué)反應(yīng)原理 新課標(biāo)人教版選修四 第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 一 化學(xué)反應(yīng)原理的重要組成部分 反應(yīng)的快慢程度化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)的限度反應(yīng)進(jìn)行的方向如何判斷反應(yīng)能否發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題 如果反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生了 方向其實(shí)也已確定 但如果反應(yīng)還沒(méi)有發(fā)生 我們則要通過(guò)互相關(guān)聯(lián)的能量 h 判據(jù) 力圖使自身能量趨于最低 和熵判據(jù) 由有序變?yōu)闊o(wú)序的現(xiàn)象 自發(fā)過(guò)程 在一定條件下 不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程 高山流水 自由落體 能量趨于最低 酸堿中和 二 反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 日常生活中長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)得到一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 能量判據(jù) 體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 這時(shí)體系會(huì)對(duì)外做功或者釋放熱量 h 0 多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng) 如常溫 常壓下 氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵的反應(yīng)是自發(fā)的 反應(yīng)放熱 4fe oh 2 s 2h2o l o2 g 4fe oh 3 s h 444 3kj mol 但是 有不少吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行 如 nh4hco3 s ch3cooh aq co2 g ch3coonh4 aq h2o l h 298k 37 3kj mol還有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行 但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行 如在室溫下吸熱反應(yīng)的碳酸鈣分解反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 但同樣是這個(gè)吸熱反應(yīng)在較高溫度 1200k 下則能自發(fā)進(jìn)行 放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低 因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向 焓 h 判據(jù) 由此可見(jiàn) 運(yùn)用焓判據(jù)主要依據(jù)反應(yīng)焓變 而焓變 h 的確是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素 但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素 火柴棒散落 墨水?dāng)U散 由有序變?yōu)闊o(wú)序 同一種物質(zhì) 其氣態(tài)時(shí)會(huì)通過(guò)分子的擴(kuò)散自發(fā)形成均勻的混合物 硝酸銨溶于水要吸熱 但它能自發(fā)向水中擴(kuò)散 三 反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的高低無(wú)關(guān)的過(guò)程的自發(fā)性 提出了在自然界還存在著另一種能夠推動(dòng)體系變化的因素 1 在密閉條件下 體系由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向 稱為熵 由大量粒子組成的體系中 用熵來(lái)描述體系的混亂度 2 符號(hào)用s表示 3 熵值越大 體系混亂度越大 同一物質(zhì) s g s l s s 4 熵變和熵增原理 1 熵變 s 化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化 因此存在著熵變 s s反應(yīng)產(chǎn)物 s反應(yīng)物產(chǎn)生氣體的反應(yīng) 氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng) 熵變通常都是正值 s 0 為熵增加反應(yīng) 許多熵增反應(yīng)在常溫常壓下能自發(fā)進(jìn)行 有些在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行 但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行 2 在與外界隔離的體系中 自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大 這個(gè)原理叫做熵增原理 該原理是用來(lái)判斷過(guò)程的方向的又一個(gè)因素 又稱為熵判據(jù) 10 的液態(tài)水能自動(dòng)結(jié)冰成為固態(tài)鋁熱反應(yīng)是熵減反應(yīng) 它在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行 因此熵判據(jù)判斷過(guò)程的方向也是不全面的 討論 課本p37學(xué)與問(wèn) 四 焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響 復(fù)合判據(jù) 自由能 在一定條件下 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 既可能與反應(yīng)焓變 h 有關(guān) 又可能與反應(yīng)熵變 s 有關(guān) 在溫度 壓強(qiáng)一定的條件下 我們要判別化學(xué)反應(yīng)的方向要考慮 h s共同影響的結(jié)果 反應(yīng)焓變 能量判據(jù) 反應(yīng)方向反應(yīng)熵變 熵判據(jù) h t s 0 則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài) 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 t為絕對(duì)溫度 復(fù)合判據(jù) 焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用 1 由焓判據(jù)知 放熱過(guò)程 h 0 常常是容易自發(fā)進(jìn)行 2 由熵判據(jù)知 若干熵增加 s 0 的過(guò)程是自發(fā)的 3 很多情況下 簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)去判斷同一個(gè)反應(yīng) 可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果 所以我們應(yīng)兩個(gè)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) 自由能將更適合于所有的反應(yīng)過(guò)程 4 過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向 不能確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率 如鋼制器件腐蝕 裝在不同地方的氣體等例子 5 在討論過(guò)程的方向時(shí) 我們指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì) 如果允許外界對(duì)體系施加某種作用 就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果 例如水 石灰石分解 石墨轉(zhuǎn)化為金剛石 6 反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響 如石灰石分解 常溫下是非自發(fā)的 但在1273k時(shí)是自發(fā)的反應(yīng) 典例剖析 例1下列過(guò)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)成冰例2碳酸銨 nh4 2co3 在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣 對(duì)其說(shuō)法中正確的是 a 其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體 使體系的熵增大 b 其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量 c 其分解是吸熱反應(yīng) 據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解 d 碳酸鹽都不穩(wěn)定 都能自發(fā)分解 d a 練習(xí)與探究 1 下列說(shuō)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(shí)現(xiàn) d 自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn) 2 自發(fā)進(jìn)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 3 下列說(shuō)法正確的是 a 放熱反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng) b 吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進(jìn)行的 c 自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定容易發(fā)生 d 有些吸熱反應(yīng)也能自