化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向PPT課件

1、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡化學(xué)平衡 ?化學(xué)反應(yīng)原理的組成部分化學(xué)反應(yīng)原理的組成部分 自發(fā)反應(yīng)：在自發(fā)反應(yīng)：在下下, 需外界幫助就能需外界幫助就能 進(jìn)行的反應(yīng)，稱(chēng)為自發(fā)反應(yīng)。進(jìn)行的反應(yīng)，稱(chēng)為自發(fā)反應(yīng)。自發(fā)過(guò)程：在自發(fā)過(guò)程：在下下,借助外部力量就能借助外部力量就能 進(jìn)行的過(guò)程。進(jìn)行的過(guò)程。清清識(shí)識(shí)知知單單 這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因?yàn)樗鼈冇忻黠@的自發(fā)性其中是否蘊(yùn)藏了一定的科學(xué)原理？能量由高到低能量由高到低下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進(jìn)行，你知道這下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)

2、進(jìn)行，你知道這些反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的主要原因嗎？些反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的主要原因嗎？C C3 3H H8 8(g) + 5O(g) + 5O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g) + 4H(g) + 4H2 2O(l) O(l) H = -2217.5 kJmolH = -2217.5 kJmol-1-12Na(s) + Cl2Na(s) + Cl2 2(g) = 2NaCl(s) (g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmolH = -822 kJmol-1-14Fe(s) + 3O4Fe(s) + 3O2 2(g) = Fe(g) = Fe2 2O O3 3(s)(s)

3、H = -1648.4 kJmolH = -1648.4 kJmol-1-1H H2 2(g) + F(g) + F2 2(g) = 2HF(g)(g) = 2HF(g) H H = = -546.6 kJmol -546.6 kJmol-1-1 共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)：H O H O 即放熱反應(yīng)即放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，穩(wěn)定，H O H O 有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行清清識(shí)識(shí)知知單單1 1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）、能量判據(jù)（焓判據(jù)）反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量高高生成物的總能量生成物的總能量低低放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H H0 0日常生活中

4、長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)得到一條經(jīng)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)律驗(yàn)規(guī)律能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量判據(jù)（焓判據(jù)）體系趨向于從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即功或者釋放熱量即H H 0 0）。）。思考：是不是所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)思考：是不是所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué) 反應(yīng)都是放熱的？反應(yīng)都是放熱的？思思與與題題問(wèn)問(wèn)考考結(jié)論：結(jié)論：H OH O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 但自發(fā)反應(yīng)不一定要但自發(fā)反應(yīng)不一定要H OH O2NH2NH4 4Cl(s)+Ba(OH)Cl(s)+Ba(OH)2 28 H8 H2 2O(s

5、)=NHO(s)=NH3 3(g)+BaCl(g)+BaCl2 2(s)+10H(s)+10H2 2O(l) O(l) 2N2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)+O(g)+O2 2 (g)(g)(NH(NH4 4) ) 2 2COCO3 3(s) = NH(s) = NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)焓變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素焓變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素, ,但不是惟但不是惟一因素。只根據(jù)焓變來(lái)判斷反應(yīng)方向是不全面的。一因素。只根據(jù)焓變來(lái)判斷反應(yīng)方向是不全面的。思思與與察察觀觀考考H H O O討討與與流流交交論論2

6、2、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 為了解釋這樣一類(lèi)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為了解釋這樣一類(lèi)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)體系變化的因素一種能夠推動(dòng)體系變化的因素 （1 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(chēng)為稱(chēng)為熵熵。用。用熵來(lái)描述體熵來(lái)描述體系的混亂（或無(wú)序）的程度系的混亂（或無(wú)序）的程度 （2 2）、符號(hào)用）、符號(hào)用S S表示。表示。單位：?jiǎn)挝唬篔 Jmolmol-1-1 k k-1-1 （3 3）、熵值越大，體系混亂度越大。同一物質(zhì)，）

7、、熵值越大，體系混亂度越大。同一物質(zhì)，S S（g g）S S（l l）S S（s s）。）。1 1、同一物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值、同一物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值最大最大，液態(tài)，液態(tài)較小較小，固態(tài)時(shí)，固態(tài)時(shí)最小最小。2 2、固體的、固體的溶解溶解過(guò)程、墨水過(guò)程、墨水?dāng)U散擴(kuò)散過(guò)程和氣體過(guò)程和氣體擴(kuò)散擴(kuò)散過(guò)程。過(guò)程。3 3、反應(yīng)過(guò)程中氣體物質(zhì)的量、反應(yīng)過(guò)程中氣體物質(zhì)的量增加增加的反應(yīng)。的反應(yīng)。清清識(shí)識(shí)知知單單（4 4）、熵變和熵增原理）、熵變和熵增原理 熵變（熵變（S S）化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物化學(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。質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。 熵變熵變: : S = S(

8、S = S(生成物生成物) )S(S(反應(yīng)物反應(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)，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（熵變通常都是正值（ S S 0 0），為熵增加），為熵增加反應(yīng)反應(yīng)。 在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵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)原理叫做增大，這個(gè)原理叫做熵增原理熵增原理。該原理是用來(lái)判斷過(guò)。該原理是用來(lái)判斷過(guò)程的方向的又一個(gè)因素，程的方向的又一個(gè)因素， 又稱(chēng)為又稱(chēng)為熵判據(jù)熵判據(jù)。判斷下列過(guò)程的熵變大于零還是小于零判斷下列過(guò)程的熵變大于零還是小于零 H H2 2O(s)HO(s)H2 2O

9、(l)HO(l)H2 2O(g) O(g) NaOHNaOH（s s）=Na=Na+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq) (aq) N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2（g g）= 2NH= 2NH3 3(g)(g) CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g) (g) 大于零小于零大于零大于零思考交流：思考交流： 根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn), ,分析下列過(guò)程的焓分析下列過(guò)程的焓 變、熵變與反應(yīng)方向變、熵變與反應(yīng)方向 焓變焓變 熵變熵變 能否自發(fā)能否自發(fā)NHNH3 3(g)+ HCl(g)= NH(g)+ HCl(g)

10、= NH4 4Cl(s) Cl(s) NHNH4 4Cl(s) = NHCl(s) = NH3 3(g)+ HCl(g) (g)+ HCl(g) NHNH4 4Cl(s) = NHCl(s) = NH3 3(g)+ HCl(g) (g)+ HCl(g) 加熱加熱反應(yīng)能否自發(fā)還與反應(yīng)能否自發(fā)還與有關(guān)有關(guān)要正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行要正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行, ,必須必須綜合考慮綜合考慮反應(yīng)的反應(yīng)的焓變焓變H H和熵變和熵變S S 0 0 0 0 0 0 0 不能不能 0 0 0 0 能能 G=G=H-TH-TS S自由能變化自由能變化G G綜合考慮了焓變和熵變對(duì)體系綜合考慮了焓變和

11、熵變對(duì)體系的影響的影響當(dāng)當(dāng)G0G0G0時(shí)，反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)視視學(xué)學(xué)科科野野H HS S2KClO2KClO3 3(s)=2KCl(s)+3O(s)=2KCl(s)+3O2 2(g)(g)H = -78.03 kJmolH = -78.03 kJmol-1-1S = S = + +494.4 Jmol494.4 Jmol-1-1KK-1-1CO(g)=C(s,CO(g)=C(s,石墨石墨)+1/2O)+1/2O2 2(g)(g)H = H = + +110.5 kJmol110.5 kJmol-1-1S = -89.36 JmolS = -89.36 Jmol-1-1KK-1

12、-14Fe(OH)4Fe(OH)2 2(s)+2H(s)+2H2 2O(l)+OO(l)+O2 2(g)=4Fe(OH)(g)=4Fe(OH)3 3(s)(s)H = -444.3kJmolH = -444.3kJmol-1-1S = -280.1 JmolS = -280.1 Jmol-1-1KK-1-1H (298K)= H (298K)= + +178.2 kJmol178.2 kJmol-1-1S (298K)= S (298K)= + +169.6 Jmol169.6 Jmol-1-1KK-1-1CaCOCaCO3 3(s) = CaO(s)+CO(s) = CaO(s)+CO2 2

13、(g)(g)1 1反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確，不能確定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。例如涂定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕過(guò)程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。過(guò)程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)?！咀⒁庾⒁狻? 2在討論過(guò)程的方向時(shí)，在討論過(guò)程的方向時(shí)，指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用，就。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。例如水泵可以把水從低水位可能

14、出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水泵可以把水從低水位升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，實(shí)現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過(guò)程的實(shí)現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過(guò)程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。影響因素：影響因素：化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向 反應(yīng)焓變反應(yīng)焓變 反應(yīng)熵變反應(yīng)熵變共同影響共同影響吸熱吸熱放熱放熱熵增熵增熵減熵減焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)結(jié)結(jié)總總識(shí)識(shí)知知溫度溫度1 1、下列過(guò)程是非自發(fā)的是、下列過(guò)程是非自發(fā)的是（ ）A A、水由高處向低處流；、水由高處向低

15、處流； B B、天然氣的燃燒；、天然氣的燃燒；C C、鐵在潮濕空氣中生銹；、鐵在潮濕空氣中生銹； D D、室溫下水結(jié)成、室溫下水結(jié)成冰。冰。D D2 2、下列說(shuō)法正確的是、下列說(shuō)法正確的是（ ）A 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；、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 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、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；變；C C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)；、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)；D D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。3 3、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是、自發(fā)進(jìn)行的反

16、應(yīng)一定是（ ）A A、吸熱反應(yīng)；、吸熱反應(yīng)； B B、放熱反應(yīng)；、放熱反應(yīng)；C C、熵增加反應(yīng)；、熵增加反應(yīng)； D D、熵增加或者放熱反應(yīng)。、熵增加或者放熱反應(yīng)。C CD D4 4、下列說(shuō)法不正確的是（、下列說(shuō)法不正確的是（ ）A. A. 焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。B. B. 在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。的混亂程度越大，熵值越大。C. C. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是一個(gè)反應(yīng)能否

17、自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱吸熱D. D. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)影響有關(guān)C C5 5、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來(lái)解釋的是、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來(lái)解釋的是( )( )A A、硝酸銨自發(fā)地溶于水、硝酸銨自發(fā)地溶于水B B、2N2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)；H=+56.7kJ/molH=+56.7kJ/molC C、(NH(NH4 4 ) )2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g); (g); H

18、=+74.9 H=+74.9 kJ/molkJ/molD D、2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l); O(l); H=-571.6 kJ/molH=-571.6 kJ/molD DD D6 6、下列反應(yīng)中，熵減小的是（、下列反應(yīng)中，熵減小的是（ ）A. (NHA. (NH4 4 ) )2 2COCO3 3(s)(s)NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)B. 2NB. 2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)C. MgCOC. MgCO3 3(s)(s)MgO(s)Mg

19、O(s)COCO2 2(g)(g)D. 2CO(g)D. 2CO(g)2C(s)2C(s)O O2 2(g)(g) 7 7、某化學(xué)反應(yīng)其、某化學(xué)反應(yīng)其H= -122 kJmolH= -122 kJmol-1-1，S=+ 231 JmolS=+ 231 Jmol-1-1KK-1-1，則此反，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行 ( )( ) A A在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行 B B在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行 C C僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行 D D僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行A A謝謝指導(dǎo)！1 1、能量判

20、據(jù)（焓判據(jù)）、能量判據(jù)（焓判據(jù)）反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量高高生成物的總能量生成物的總能量低低放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H H0 0判斷下列過(guò)程的熵變大于零還是小于零判斷下列過(guò)程的熵變大于零還是小于零 H H2 2O(s)HO(s)H2 2O(l)HO(l)H2 2O(g) O(g) NaOHNaOH（s s）=Na=Na+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq) (aq) N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2（g g）= 2NH= 2NH3 3(g)(g) CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g) (g) 大于零小于零大于零大于零2KClO2

21、KClO3 3(s)=2KCl(s)+3O(s)=2KCl(s)+3O2 2(g)(g)H = -78.03 kJmolH = -78.03 kJmol-1-1S = S = + +494.4 Jmol494.4 Jmol-1-1KK-1-1CO(g)=C(s,CO(g)=C(s,石墨石墨)+1/2O)+1/2O2 2(g)(g)H = H = + +110.5 kJmol110.5 kJmol-1-1S = -89.36 JmolS = -89.36 Jmol-1-1KK-1-11 1反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確，不能確定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)

22、程發(fā)生的速率。例如涂定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕過(guò)程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。過(guò)程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)?！咀⒁庾⒁狻? 2在討論過(guò)程的方向時(shí)，在討論過(guò)程的方向時(shí)，指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用，就。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。例如水泵可以把水從低水位可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水泵可以把水從低水位升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，實(shí)現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過(guò)程的實(shí)現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過(guò)