化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》課件(新人教版選修)

1、高山流水冰雪融化花開花謝第一課時(shí)自發(fā)過程和非自發(fā)過程自發(fā)過程和非自發(fā)過程自發(fā)過程：自發(fā)過程：自然界中水總是從高處往地處流；自然界中水總是從高處往地處流；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；室溫下冰塊自動(dòng)融化；室溫下冰塊自動(dòng)融化；墨水?dāng)U散；墨水?dāng)U散；食鹽溶解于水。食鹽溶解于水。自發(fā)反應(yīng)：自發(fā)反應(yīng)：鎂條燃燒：鎂條燃燒：Mg(s)+O2(g)=MgO(s)酸堿中和：酸堿中和：H+OH-=H2O鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹：鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) 甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒：甲烷和氧氣的混合氣體遇

2、明火就燃燒： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)自發(fā)過程：自發(fā)過程： 在一定條件下，不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過在一定條件下，不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。程。自發(fā)反應(yīng)：自發(fā)反應(yīng)：自發(fā)反應(yīng)是從屬于自發(fā)過程的，是屬于自發(fā)過程的一部自發(fā)反應(yīng)是從屬于自發(fā)過程的，是屬于自發(fā)過程的一部分。分。那么我們?cè)撊绾闻袛嘁粋€(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行呢？那么我們?cè)撊绾闻袛嘁粋€(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行呢？一個(gè)過程或者一個(gè)反應(yīng)要自發(fā)的進(jìn)行是否要符合什么條件一個(gè)過程或者一個(gè)反應(yīng)要自發(fā)的進(jìn)行是否要符合什么條件呢？呢？【探究探究】以以“物體由高處自由下落物體由高處自由下落”為代表，探究自發(fā)為代

3、表，探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢(shì)。過程中有哪些變化趨勢(shì)。自然界中水總是從高處往地處流；自然界中水總是從高處往地處流；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；室溫下冰塊自動(dòng)融化；室溫下冰塊自動(dòng)融化；觀察下列幾個(gè)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，找出它們的共同之處觀察下列幾個(gè)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，找出它們的共同之處鈉與水反應(yīng)鈉與水反應(yīng)2Na(s)+2H2Na(s)+2H2 2O(l)=2NaOH(aq)+HO(l)=2NaOH(aq)+H2 2(g)(g)H=H=368 kJ/mol368 kJ/mol(2)(2)鐵生銹：鐵生銹：3Fe (s)+3/2O3Fe (s)+

4、3/2O2 2 (g)=Fe(g)=Fe2 2O O3 3 (s) (s) H=H=824 kJ/mol824 kJ/mol(3)(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l ) O(l ) H=H=571.6kJ/mol571.6kJ/mol共同點(diǎn)：共同點(diǎn)：H0，放熱反應(yīng)，高能向低能轉(zhuǎn)化。，放熱反應(yīng)，高能向低能轉(zhuǎn)化。共同點(diǎn)：高能向低能轉(zhuǎn)化。共同點(diǎn)：高能向低能轉(zhuǎn)化。一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 ：注意：注意：（1）焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向，能否實(shí)現(xiàn)要看具）焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向，能否實(shí)現(xiàn)要看具體條件

5、；體條件；（2）焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與）焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。（3）反應(yīng)焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素，但不是）反應(yīng)焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素，但不是唯一因素唯一因素 自發(fā)過程的體系取向于自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時(shí)這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量，焓變小于體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量，焓變小于0)，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。律就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。舉例：焓變作為判斷反應(yīng)自發(fā)性的依據(jù)：若若 H0H0

6、H0，正向反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，而逆向反應(yīng)能自正向反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，而逆向反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。發(fā)進(jìn)行。墨水滴入水中氣體的擴(kuò)散固體的溶解二、熵（二、熵（S）：）： 1.描述體系混亂度的物理量描述體系混亂度的物理量 2.符號(hào)：符號(hào)：S 單位：?jiǎn)挝唬篔mol-1K-1 3.大小判據(jù)：大小判據(jù)： （1）物質(zhì)的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大；）物質(zhì)的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大； （2）同一條件：不同物質(zhì)的熵值不同；）同一條件：不同物質(zhì)的熵值不同； （3）物質(zhì)的存在狀態(tài)：）物質(zhì)的存在狀態(tài)：S(g) S(l) S(s)。 4.反應(yīng)熵變反應(yīng)熵變:反應(yīng)產(chǎn)物的總熵與反應(yīng)物總熵之差反應(yīng)產(chǎn)物的總熵與反應(yīng)物總熵之差 (

7、1)符號(hào)：符號(hào)：S (2)表達(dá)式表達(dá)式:S =S(生成物生成物) S (反應(yīng)物反應(yīng)物) (3)正負(fù)判斷：正負(fù)判斷： 氣體體積增大的反應(yīng)，氣體體積增大的反應(yīng)，S0,熵增加反應(yīng)熵增加反應(yīng) 氣體體積減小的反應(yīng)，氣體體積減小的反應(yīng)，S0,熵減小反應(yīng)熵減小反應(yīng) 練習(xí)：判斷下列反應(yīng)熵變大?。?、N2+3H2=2NH3 2、2C+O2=2CO3、CaCO3=CaO+CO2S0S0S01、冰、冰 液態(tài)水液態(tài)水 水蒸氣水蒸氣2、氯化鈉晶體溶于水、氯化鈉晶體溶于水3、自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)：、自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)：N2O5分解：分解： 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol碳酸銨的分解

8、：碳酸銨的分解： (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol共同點(diǎn)：熵（共同點(diǎn)：熵（S）增加）增加【探究探究】下列自發(fā)過程熵變的特點(diǎn)下列自發(fā)過程熵變的特點(diǎn)注意：注意：（1）熵變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一種因素；）熵變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一種因素；（2）熵變（）熵變（S）只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變）只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變化的途徑無關(guān)；化的途徑無關(guān)；（3）熵判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，）熵判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。 總結(jié)：自發(fā)過程的兩大變化趨勢(shì)：總結(jié)：自發(fā)過程的兩大變化趨

9、勢(shì)： （1）能量趨于減小）能量趨于減小(焓減）焓減） （2）混亂度趨于增大（熵增）混亂度趨于增大（熵增）三、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向三、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向： 在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理。是在用來判斷化學(xué)反增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理。是在用來判斷化學(xué)反應(yīng)方向時(shí)就稱為熵判據(jù)應(yīng)方向時(shí)就稱為熵判據(jù) 練習(xí)：1.能用能量判據(jù)判斷下列過程的方向的是（ ）A. 水總是自發(fā)的由高處往低處流B. 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C. 有序排列的火柴散落時(shí)成為無序排列D. 多次洗牌后，撲克牌的毫無規(guī)律的混亂排列的幾率

10、大2.已知石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：C(石墨，s)+O2（g）=CO2 （g） C(金剛石，s)+O2 （g） =CO2 （g） ABC3.下列過程屬于熵增加的是（ ）A.固體的溶解過程B.氣體擴(kuò)散過程C.水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水D.C CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)4.下列說法中，正確的是（ ）A.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B.自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)C.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下均能實(shí)現(xiàn)D. 同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同5.下列反應(yīng)中在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是（ ）A.CO(g)=C(s) +I/2O2(g) B.2N2O5(g)=4NO2(g

11、)+O2(g)C.(NH4) 2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)ABBA 第二課時(shí)2KClO3(s)= 2KCl(s)+3O2(g)H=-78.3kJ/mol S=494.4J/mol/K一定能自發(fā)反應(yīng)CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)H=110.5kJ/mol S=-89.4J/mol/K 一定不能自發(fā)反應(yīng)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2 (g)= 4Fe(OH)3(s)H=-444.3kJ/mol S=-280.1J/mol/K低溫下能自發(fā)反應(yīng)NH4HCO3 (s)+CH3COOH(aq)=CO2 (g)

12、+CH3COONH4(aq)+H2O(l)H=37.30kJ/mol S=184.0J/mol/K高溫下能自發(fā)反應(yīng)舉例：焓變焓變熵變熵變化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 H H0 0 S S0 0 H H0 0 S S0 0 H H0 0 S S0 0 H H0 0 S S0 0科學(xué)家們總結(jié)出了一條公式科學(xué)家們總結(jié)出了一條公式G HT S，G代代表的是自由能，用自由能來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是最全面表的是自由能，用自由能來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是最全面最科學(xué)的，當(dāng)最科學(xué)的，當(dāng)G0時(shí)，反應(yīng)就可以自發(fā)進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)就可以自發(fā)進(jìn)行 任何溫度都自發(fā)進(jìn)行不能不能自發(fā)進(jìn)行較低溫度時(shí)自發(fā)進(jìn)行較低溫度時(shí)自發(fā)進(jìn)行

13、高溫時(shí)自發(fā)進(jìn)行高溫時(shí)自發(fā)進(jìn)行總結(jié)：四、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響四、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響 1.判據(jù)：判據(jù)：H-TS 2.判據(jù)與反應(yīng)的自發(fā)性：判據(jù)與反應(yīng)的自發(fā)性： 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 3.適用判據(jù)應(yīng)注意的問題：適用判據(jù)應(yīng)注意的問題：（1）判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合）判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合H和和S， 利用利用H-TS（2）條件是一定溫度、壓強(qiáng)下）條件是一定溫度、壓強(qiáng)下（3）反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說明這個(gè)反應(yīng)有進(jìn)行的趨勢(shì)，）反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說明這個(gè)反應(yīng)有進(jìn)行的趨勢(shì)，但這個(gè)反應(yīng)到底能不能反應(yīng)，那還要看反應(yīng)進(jìn)行的限度和但這個(gè)反應(yīng)到底能不能反應(yīng)，那還要看反應(yīng)進(jìn)行的限度和反應(yīng)進(jìn)行的速率。反應(yīng)進(jìn)行的速率。1.下列說法完全正確的是下列說法完全正確的是( ) A.放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng) B.S為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng) C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，S為正值為正值 D.如果如果H和和S均為正值，當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)可能均為正值，當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)可能 自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行2.下列反應(yīng)中，下列反應(yīng)中，S最大的是最大的是( ) A.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) B.2SO2(g)+O2(g)2SO