hxkx424第4節(jié)　化學(xué)反應(yīng)方向1.ppt

學(xué)習(xí)要求 1 理解能量判據(jù) 熵的概念2 利用能量判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向3 利用熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 1 高山流水是一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的自然過(guò)程 高處水一定會(huì)流到低處嗎 2 低處水可以流至高處么 3 在 低水高流 的過(guò)程中一旦外界停止做功 該過(guò)程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎 可采取什么措施 思考與交流 自發(fā)過(guò)程 在一定條件下 不需要外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程 非自發(fā)過(guò)程 在一定條件下 需持續(xù)借助人為作用才能進(jìn)行的過(guò)程 討論 請(qǐng)盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過(guò)程 知識(shí)鞏固 下列哪個(gè)過(guò)程非自發(fā)過(guò)程 a 鈉與水反應(yīng) 2na s 2h2o l 2naoh h2 g h 368kj mol b 鐵生銹 3fe s 3 2o2 g fe2o3 s h 824kj mol c 氫氣和氧氣反應(yīng) 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 自發(fā)過(guò)程共同點(diǎn) 放熱反應(yīng) h 0 d d 水由低處往高處流 一 自發(fā)過(guò)程的能量判據(jù) 能量判據(jù) 自發(fā)過(guò)程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量 這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是能量判據(jù) 能量判據(jù)又稱焓判據(jù) 即 h 0的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向 焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一 練習(xí)1 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 h1 395 41kj mol c 石墨 s o2 g co2 g h2 393 51kj mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化 下列說(shuō)法正確的是 a 金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程b 石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)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)2 知道了某過(guò)程有自發(fā)性之后 則可判斷出過(guò)程的方向可確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生可預(yù)測(cè)過(guò)程發(fā)生完成的快慢可判斷過(guò)程的熱效應(yīng) a 判斷下列過(guò)程中能量的變化情況 1 冰 液態(tài)水 水蒸氣 2 氯化鈉晶體溶于水 吸熱 那么這些物質(zhì)的規(guī)則性 有序性有沒(méi)有改變呢 混亂度 表示體系的不規(guī)則或無(wú)序狀態(tài) 混亂度的增加意味著體系變得更加無(wú)序 混亂度與熵 熵 熱力學(xué)上用來(lái)表示混亂度的狀態(tài)函數(shù) 符號(hào)為s 體系的無(wú)序性越高 即混亂度越高 熵值就越大 分析剛才兩個(gè)自發(fā)過(guò)程中混亂度的變化情況 1 冰 液態(tài)水 水蒸氣 2 氯化鈉晶體溶于水 同一物質(zhì) 氣態(tài)時(shí)熵最大 液態(tài)時(shí)次之 固態(tài)時(shí)最小 歸納 熵增 在密閉條件下 體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向 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產(chǎn)物 s反應(yīng)物 二 自發(fā)過(guò)程的熵判據(jù) 熵判據(jù) 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 這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理 是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的另一判據(jù) 熵判據(jù) 小結(jié) 自發(fā)過(guò)程的變化趨勢(shì) 1 能量趨于降低 2 混亂度趨于增加 有些過(guò)程也是自發(fā)的 這當(dāng)中有的與物質(zhì)的能量高低無(wú)關(guān) 有的雖與能量高低有關(guān) 但用焓判據(jù)卻無(wú)法解釋清楚 例如 兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行 1 既不吸熱也不放熱的自發(fā)過(guò)程 h2 o2 o2h2 2 吸熱的自發(fā)過(guò)程 很多情況下 簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng) 可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果 所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧 由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有的過(guò)程 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 1 物質(zhì)具有的能量趨于降低 h 焓變 s 熵變 0 放熱反應(yīng) 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 h 0 h 0 h 0 h 0 s 0 s 0 s 0 s 0 熵增原理 0 練習(xí)3碳銨 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 碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體 使體系的熵增大 b 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)不能自發(fā)分解d 碳酸鹽都不穩(wěn)定 都能自發(fā)分解 a 練習(xí)4 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 2o2 b 2n2o5 g 4no2 g o2 g a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g c mgco3 s mgo s co2 g d 熵減 熵增 熵增 熵增 信息 體系自由能變化 g 綜合考慮了焓變和熵變對(duì)反應(yīng)體系的影響 g h t s 為熱力學(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)行的方向顯得更為科學(xué) 當(dāng) g 0時(shí)可自發(fā)進(jìn)行 請(qǐng)閱讀所給信息 然后回答問(wèn)題 自發(fā)進(jìn)行 不自發(fā)進(jìn)行 低溫時(shí) 高溫時(shí) 低溫時(shí) 高溫時(shí) 低溫不自發(fā) 高溫自發(fā) 低溫自發(fā) 高溫不自發(fā) h 一 自發(fā)過(guò)程的變化趨勢(shì) 1 能量趨于降低 2 混亂度趨于增加 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 1 物質(zhì)具有的能量趨于降低 h 焓變 0 s 熵變 0 放熱反應(yīng) 熵增原理 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 小結(jié) 注意 過(guò)程的自發(fā)性