廣東省普寧市華僑中學(xué)高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課件

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)：在下下需外需外界幫助就能界幫助就能進(jìn)行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。進(jìn)行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。自發(fā)過程：在自發(fā)過程：在下，下，借助外部力量就能借助外部力量就能 進(jìn)行的過程。進(jìn)行的過程。一、自發(fā)過程的定義一、自發(fā)過程的定義 這些生活中的現(xiàn)象將向何這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因?yàn)樗鼈兎桨l(fā)展，我們非常清楚，因?yàn)樗鼈冇忻黠@的自發(fā)性有明顯的自發(fā)性其中是否蘊(yùn)藏其中是否蘊(yùn)藏了一定的科學(xué)原理？了

2、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，你知道這些反應(yīng)能自下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進(jìn)行，你知道這些反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的主要原因嗎？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 kJH = -2217.5 kJmolmol-1-12Na(s) + Cl2Na(s) + Cl2 2(g) = 2NaCl(s) (g) = 2NaCl(s) H = -822 kJH = -822 kJmolmol-1-14F

3、e(s) + 3O4Fe(s) + 3O2 2(g) = Fe(g) = Fe2 2O O3 3(s)(s) H = -1648.4 kJH = -1648.4 kJmolmol-1-1H H2 2(g) + F(g) + F2 2(g) = 2HF(g)(g) = 2HF(g) H H = = -546.6 kJ -546.6 kJmolmol-1-1 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)行二、能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)二、能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)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)反應(yīng)物的總

4、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 0二、能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)二、能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)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？2NH2NH4 4Cl(s)+Ba(OH)Cl(s)+Ba(OH)2 28 H8 H2 2O(s)=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(

5、s) = NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)注意：注意：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, ,但但不是惟一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)方向是不不是惟一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)方向是不全面的。全面的。思思與與察察觀觀考考H H O OH 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 0 S 0 有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做

6、，也就是反應(yīng)方向判斷的，也就是反應(yīng)方向判斷的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、固體的溶解溶解過程、墨水過程、墨水?dāng)U散擴(kuò)散過程和氣體過程和氣體擴(kuò)散擴(kuò)散過程過程. .3 3、產(chǎn)生氣體的反應(yīng)產(chǎn)生氣體的反應(yīng)和和氣體的物質(zhì)的量增加氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng)的反應(yīng). .清清識(shí)識(shí)知知單單【練習(xí)】下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是【練習(xí)】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)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. M

7、gCO3(s)MgO(s)CO2(g)D自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) -10。C的水會(huì)自動(dòng)結(jié)冰的水會(huì)自動(dòng)結(jié)冰 熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素一個(gè)因素, ,但不是惟一因素。但不是惟一因素。 S OS 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， 自發(fā)反應(yīng)不一定要自發(fā)反應(yīng)不一定要S OS OCaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)這個(gè)這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？已知：已知： H(298K)=178.2KJmol , S(298K)

8、=169.6Jmol-1K-1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)G H TS當(dāng)當(dāng)H0 ，S0時(shí)，時(shí)， G0 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)當(dāng)H0 ，S0時(shí)，時(shí)， G 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)當(dāng)H0 ，S0或或 H 0， S0時(shí)，時(shí)， 反應(yīng)是否自發(fā)與溫度有關(guān)反應(yīng)是否自發(fā)與溫度有關(guān)。視視學(xué)學(xué)科科野野自由能變化：自由能變化：2KClO2KClO3 3(s) = 2KCl(s) + (s) = 2KCl(s) + 3O3O2 2(g)(g)H = - 78.03 kJmolH = - 78.03 kJmol-1-1S = 494.4 JmolS = 494.4 Jmol-1-1KK

9、-1-1CO(g) = C(s,CO(g) = C(s,石墨石墨) + ) + 1/2O1/2O2 2(g)(g)H = 110.5 kJmolH = 110.5 kJmol-1-1S = - 89.36 JmolS = - 89.36 Jmol-1-1KK-1-1不能不能能能H (298K)= 178.2 kJmolH (298K)= 178.2 kJmol-1-1S (298K)= 169.6 JmolS (298K)= 169.6 Jmol-1-1KK-1-1CaCOCaCO3 3(s) = CaO(s)+CO(s) = CaO(s)+CO2 2(g)(g)G H TSG 0 ，能，能化

10、學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù) 、能量判據(jù)、能量判據(jù)(焓判據(jù)）：焓判據(jù)）：是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。2 2、熵判據(jù)：、熵判據(jù)：能量最低原理。能量最低原理。熵增原理。熵增原理。是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的另一判據(jù)。是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的另一判據(jù)。3 3、復(fù)合判據(jù)：、復(fù)合判據(jù)：能量判據(jù)結(jié)合能量判據(jù)結(jié)合熵判據(jù)。熵判據(jù)。1自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。 2在討論過程的方向時(shí)，指的是沒有外界干擾時(shí)體在討論過程的方向時(shí)，指的是沒有外界干擾

11、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。能出現(xiàn)相反的結(jié)果。 例如：石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸?。例如：石墨?jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹?例如：金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，例如：金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時(shí)候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據(jù)和熵什么時(shí)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。判據(jù)能解決的問題了。1.1.能用能量判據(jù)判斷下列過程的方向的是（能用能量判據(jù)判斷下列過程的方向的是（ ）A. A. 水總是自發(fā)的由高處往低處流水總是自發(fā)的由高處往低處流B. B

12、. 放熱反應(yīng)容易自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)不能放熱反應(yīng)容易自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)不能 自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行C. C. 有序排列的火柴散落時(shí)成為無序排列有序排列的火柴散落時(shí)成為無序排列D. D. 多次洗牌后，撲克牌的毫無規(guī)律的混亂多次洗牌后，撲克牌的毫無規(guī)律的混亂 排列的幾率大排列的幾率大A2.2.已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式 C(金剛石金剛石、s)+O2(g)CO2(g) H H1 1395.41kJ/mol395.41kJ/mol C(石墨石墨、s)+O2(g)CO2(g) H H2 2393.51kJ/mol393.51kJ/mol關(guān)于金剛石

13、與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是A.A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程B.B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程C.C.石墨比金剛石能量低石墨比金剛石能量低D.D.金剛石比石墨能量低金剛石比石墨能量低A C3.3.下列說法中，正確的是（下列說法中，正確的是（ ）A.A.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是 熵減小或不變熵減小或不變B.B.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)C.C.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下均能實(shí)現(xiàn)自發(fā)反應(yīng)在任何條件下均能實(shí)

14、現(xiàn)D.D.同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同B4、在電子工業(yè)中清洗硅片上的在電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)是：的反應(yīng)是： SiO2(s)4HF(aq) = SiF4(g)2H2O(g) H(298.15 K)94.0 kJ/mol S(298.15 K)75.8 J/(molK)設(shè)設(shè)H和和S不隨溫度而變化不隨溫度而變化，試求此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，試求此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度條件。的溫度條件。G H TS 0 D D5 5、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)MgO(s)COCO2 2(g