公開課化學反應進行的方向

公開課化學反應進行的方向第一頁，共二十七頁，2022年，8月28日化學反應進行的快慢化學反應的限度化學反應進行的方向——化學反應速率——化學平衡——?第二頁，共二十七頁，2022年，8月28日水總是自發(fā)地由高處往低處流自然界中有許多自然而然發(fā)生的現象，請同學們聯系生活知識，列舉一些能自動發(fā)生的例子？第三頁，共二十七頁，2022年，8月28日①自然界中水總是從高處往低處流；②自由落體運動；③室溫下冰塊自動融化；④墨水擴散；⑤食鹽溶解于水；⑥火柴棒散落等。⑦鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹生活中的自發(fā)過程第四頁，共二十七頁，2022年，8月28日科學家是根據什么原理來判斷一個化學反應能否發(fā)生？

這些生活中的現象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性——其中是否蘊藏了一定的科學原理？能量由高到底有序變無序第五頁，共二十七頁，2022年，8月28日尋找反應能否自發(fā)進行的判據

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化學反應進行的方向第六頁，共二十七頁，2022年，8月28日常見的化學反應

鎂條燃燒；酸堿中和；

鋅與CuSO4溶液會自動反應生成Cu和ZnSO4等；這些過程都是自發(fā)的。第七頁，共二十七頁，2022年，8月28日1、自發(fā)過程：在一定條件下，不用借助外部力量就能自動進行的過程（高山流水、自由落體運動等）。2、自發(fā)反應：在給定的一組條件下，一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應（鎂條燃燒、酸堿中和）?！練w納小結】如何判斷一個過程，一個反應能否自發(fā)進行？第八頁，共二十七頁，2022年，8月28日化學反應中的自發(fā)過程(1)甲烷燃燒：H4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

△H=－802.3kJ/mol(2)鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=-824kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=－571.6kJ/mol共同點——?E反

>E生,△H<0放熱反應第九頁，共二十七頁，2022年，8月28日一、自發(fā)過程與焓判據1、自發(fā)過程：在一定條件下不需要外力作用就可以自動進行的自發(fā)過程?！罟餐攸c：體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。2、焓判據：自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，這一經驗規(guī)律就是焓判據，是判斷化學反應進行方向的判據之一。放熱反應E反

>E生,△H<0第十頁，共二十七頁，2022年，8月28日練習1已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為：①

C(金剛石、s)+O2(g)＝CO2(g)

△H1＝－395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol關于金剛石與石墨的轉化，下列說法正確的是A.金剛石轉化成石墨是自發(fā)進行的過程B.石墨轉化成金剛石是自發(fā)進行的過程

C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低AC第十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日練習2知道了某過程有自發(fā)性之后，則可判斷出過程的方向可確定過程是否一定會發(fā)生可預測過程發(fā)生完成的快慢可判斷過程的熱效應A第十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日

我們知道有些過程也是自發(fā)的，這當中有的與物質的能量高低無關，有的雖與能量高低有關，但用焓判據卻無法解釋清楚，例如：兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進行（1）既不吸熱也不放熱的自發(fā)過程H2O2O2H2第十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日（2）吸熱的自發(fā)過程室溫下冰塊的融化；硝酸鹽類的溶解；常溫常壓下N2O5的分解2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)；

△H=+56.7kJ/mol碳銨的分解(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9kJ/mol第十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日第十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日二、熵、熵增原理、熵判據1．熵（S）：在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序的傾向，這種推動體系變化的因素稱作熵。2、熵判據：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增大，這一經驗規(guī)律叫做熵增原理。是在用來判斷化學反應方向時就稱為熵判據(△S)

。3．同一物質在不同狀態(tài)時熵值大?。涸跉鈶B(tài)時熵最大，液態(tài)時次之，固態(tài)時最小。體系混亂度有增加的傾向第十六頁，共二十七頁，2022年，8月28日分析判斷下來過程為什么能自發(fā)進行？1、兩種理想氣體的混合2、室溫下冰塊的融化；3、常溫常壓下N2O5的分解

2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)；

△H=+56.7kJ/mol4、碳銨的分解

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9kJ/mol第十七頁，共二十七頁，2022年，8月28日練習3碳銨[(NH4)2CO3]在室溫下就能自發(fā)地分解產生氨氣，對其說法中正確的是A、碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大。B、碳銨分解是因為外界給予了能量C、碳銨分解是吸熱反應，根據焓判據不能自發(fā)分解D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。AC第十八頁，共二十七頁，2022年，8月28日練習4下列反應中，在高溫下不能自發(fā)進行的是D.CO(g)＝C(s)＋1/2O2B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D熵減熵增熵增熵增第十九頁，共二十七頁，2022年，8月28日小結一、化學反應進行方向的判據1．焓判據

體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)

△H＜02．熵判據

在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向

△

S＞0第二十頁，共二十七頁，2022年，8月28日2、吸熱的自發(fā)過程應為熵增加的過程，

如冰的融化、硝酸銨溶于水等。3、無熱效應的自發(fā)過程是熵增加的過程，

如兩種理想氣體的混合等。1、放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程，

如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵無明顯變化或增加的過程，如金剛石和石墨的互變熵不變；活潑金屬與酸的置換反應熵增等……二、理解熵的含義和熵的變化第二十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)這個反應能否自發(fā)進行？已知：△H(298K)=178.2KJ?mol

△S(298K)=169.6J?mol-1?K-1思考第二十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日化學反應的最終判據到底是什么呢？△G=△H—T△S三、復合判據（自由能變化）當△G<0時，反應自發(fā)進行當△G>0時，反應不自發(fā)進行當△G=0時，平衡狀態(tài)自主學習：P36科學視野第二十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日▲需要注意：(1)很多情況下，簡單地只用其中一個判據判斷同一個反應，可能會出現相反的判斷結果，所以應兩個判據兼顧。由能量判據(以焓變?yōu)榛A)和熵判據組合成的復合判據(吉布斯自由能變△G)將更適合于所有的過程。(2)過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如:涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實現；又如裝在不同地方的氣體等例子。第二十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日(3)在討論過程的方向時，指的是沒有外界對體系的干擾。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現相反的結果。如：①水泵可以把水從低水位升至高水位；②用高溫可使石灰石分解；③高溫高壓石墨轉化為金剛石。實現的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質仍然是非自發(fā)性的。第二十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日1、下列說法正確的是∶（）

A、凡是放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)的；

B、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或不變；

C、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現；

D、自發(fā)反應在任何條件