化學反應的方向高二化學人教版2019選擇性必修1

對于可逆反應mA(g)＋nB(g)qC(g)ΔH=akJ·mol-1，其反應速率隨溫度或壓強的變化如下圖所示。下列關系式正確的是（）BA．m＋n>q，a>0 B．m＋n＜q，a＜0C．m＋n>q，a＜0 D．m＋n＜q，a>0平衡狀態(tài)v正＝v逆溫度升高v正<v逆平衡向逆反應方向移動，逆反應是吸熱反應壓強增大v正<v逆平衡向逆反應方向移動，逆反應是氣體體積縮小的反應等溫或等壓線課前檢查在容積不變的密閉容器中，一定量的SO2、O2發(fā)生反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。溫度分別為t1和t2時，SO3的體積分數(shù)隨時間的變化如右圖。該反應的△H____0(填“>”“<”或“=”，下同）；若t1、t2時該反應的化學平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1______K2。<>課本P42第5題課前檢查第三節(jié)化學反應的方向第二章化學反應速率與化學平衡教學目標1.知道化學反應是有方向的。2.知道熵的概念。3.會利用焓判據(jù)、熵判據(jù)、復合判據(jù)判斷化學反應

的方向?？赡娣磻M行的方向：化學反應進行的方向1、化學反應速率角度2、化學平衡角度v正>v逆v正<v逆向正反應方向進行向逆反應方向進行v正=v逆平衡狀態(tài)Q<K向正反應方向進行Q>K向逆反應方向進行Q=K平衡狀態(tài)如果一個化學反應已經(jīng)發(fā)生，方向也就確定了。如果還沒發(fā)生，就需要依據(jù)科學理論，對它是否能夠發(fā)生，以及在什么條件下發(fā)生做出判斷。電流從高電勢流向低電勢熱量從高傳到低自然界中有一些過程是自發(fā)進行的，而且是有方向性的。水從高處流向低處自發(fā)過程：在一定條件下不用借助外力就能自動進行?！白园l(fā)方向1”高能量低能量對外做功或釋放熱量紅墨水擴散花香四溢火柴掉地硝酸銨的溶解自發(fā)方向2：有序（混亂度?。o序（混亂度大）抽水上山：借助水泵，持續(xù)消耗電能讓水沸騰：借助燃料燃燒，持續(xù)消耗熱能在一定條件下，需要持續(xù)借助外力才能進行的過程。非自發(fā)過程：冬天水結冰自發(fā)春天冰融水自發(fā)“自發(fā)”是有一定條件的“自發(fā)”是一定條件下的自發(fā)，條件變了，可能由原來的“自發(fā)”變成“非自發(fā)”。在一定條件下，不需外界幫助就能自動進行的化學反應。自發(fā)反應：有些化學反應也是自發(fā)進行的，而且有方向性。非自發(fā)反應：在一定條件下，必須借助某種外力才能進行的化學反應。2H2O2H2↑＋O2↑電解2Mg

＋O22MgO點燃鋼鐵生銹氫氣的燃燒鋅與硫酸銅溶液鎂與硫酸溶液Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體如何解釋下列化學反應是自發(fā)反應？①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)②1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)③Na(s)+H2O(l)=NaOH(aq)+1/2H2(g)④鐵生銹：2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)⑤NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)?H=-286kJ·mol-1?H=-92kJ·mol-1?H=-184kJ·mol-1?H=-824kJ·mol-1?H=-57.3kJ·mol-1從能量變化的角度總結下列在一定條件下能自發(fā)進行的反應的共同點反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應

H

<0體系的能量降低【思考】物質(zhì)所具有的能量越低越穩(wěn)定！一、焓判據(jù)（能量判據(jù)）對于化學反應而言，絕大多數(shù)的放熱反應能自發(fā)進行，且放出的熱量越多，體系能量降低越多，反應越完全。19世紀，化學家們曾認為決定化學反應能否自發(fā)進行的因素是反應熱：放熱反應可以自發(fā)進行，吸熱反應則不能自發(fā)進行。你同意這種觀點嗎？焓判據(jù)：體系趨向于從能量高的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰康偷臓顟B(tài)，因此放熱反應（

△H<0）有利于反應自發(fā)進行。2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)△H>02N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)△H=+109.8kJ/molNaHCO3(s)+HCl＝NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l)△H=＋31.4kJ/mol焓變只是反應能否自發(fā)進行的一個因素,但不是惟一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應方向是不全面的。這些吸熱反應也是自發(fā)反應吸熱反應能自發(fā)進行。怎么解釋？一副嶄新的撲克牌被洗過后會怎樣？如果沒有法律的制約，世界會怎樣？下課鈴一響教室里會怎樣？你能發(fā)現(xiàn)這些看似不相干的事件之間的聯(lián)系嗎？閱讀課本P43-44了解描述體系混亂(或無序)程度的物理量體系除了具有從高能狀態(tài)自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)的傾向，還有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。氣體的擴散

德國科學家克勞修斯(R.Clausius)最早提出了另一個推動體系變化的因素，并稱之為“熵”（符號S）的概念，用熵表示體系混亂度。熵S1、熵（S）：①描述體系混亂（或無序）程度的物理量，熵是一個狀態(tài)函數(shù)②符號：S單位：J?mol-1?K-1③大小規(guī)律：（1）同一物質(zhì)的不同狀態(tài)：S(g)>S(l)>S(s)；（2）與物質(zhì)的量有關：物質(zhì)的量越大，分子數(shù)越多，熵值越大。二、熵判據(jù)（混亂度判據(jù)）69.9J?mol-1?K-147.9J?mol-1?K-1188.7J?mol-1?K-1S(g)>S(l)>S(s)三種狀態(tài)下水的熵冰水水蒸氣solidliquidgas2.反應熵變:生成物的總熵與反應物總熵之差(1)符號：△S只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變化的途徑無關(2)表達式:△S=∑S(生成物)–

∑S

(反應物)(3)正負判斷：

①氣體體積增大的反應，△S>0,熵增反應②氣體體積減小的反應，△S<0,熵減反應

(1)水蒸氣冷凝成水(2)硫酸銅溶于水(3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)(4)2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)(5)2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)(6)2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)(7)NaHCO3(s)+HCl＝NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l)△S<0△S>0△S>0△S<0△S>0

化學反應中，固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)生成氣態(tài)物質(zhì)，體系的混亂度增大；從較少的氣態(tài)物質(zhì)生成較多的氣態(tài)物質(zhì)，體系的混亂度也增大。課堂練習△S>0△S>0分析下列過程的熵變大于零還是小于零？2.熵判據(jù)大多數(shù)產(chǎn)生氣體的反應、氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應，熵變通常都是正值（△S＞0），是自發(fā)反應。熵判據(jù)：體系趨向于從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，因此熵增反應（

△s>0）有利于反應自發(fā)進行。2.粗硅的制備:SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)C的還原性是弱于Si的，此反應為什么能夠發(fā)生呢？1.金屬鉀的制備：Na(l)+KCI(l)=K(g)+NaCI(l)Na的活潑性是弱于K的，此反應為什么能夠發(fā)生呢？【思考】如何解釋下列反應發(fā)生的原因？主要是因為Na的沸點高于K的沸點。我們可以控制反應溫度，使K沸騰為氣體，Na保持液體。從而使反應熵值增大，即

S>0,以利于反應自發(fā)。3.

H3PO4(l)+NaCI(s)=

NaH2PO4(s)+HCI(g)H3PO4的酸性是弱于HCI，此反應為什么能夠發(fā)生呢？同樣是因為熵增原理同樣是因為熵增原理2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)催化劑

nCH2=CH2(g）

[CH2—CH2]n【思考】判斷下列自發(fā)反應的熵變這些化學反應的ΔS<0，但是都可以自發(fā)進行。所以，不能只根據(jù)熵增或熵減來判斷化學反應進行的方向。事實上，只有孤立體系(與環(huán)境既沒有物質(zhì)交換也沒有能量交換)或者絕熱體系(與環(huán)境既沒有物質(zhì)交換也沒有熱量交換)，自發(fā)過程才向著熵增的方向進行。單獨使用焓判據(jù)，或者熵判據(jù)往往會得出錯誤的結論2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△S<0依熵判據(jù)，熵減小不利于反應自發(fā)△H<0依焓判據(jù)，放熱有利于反應自發(fā)結論：自發(fā)反應的方向與焓變、熵變有關，判斷反應自發(fā)進行的方向，需綜合考慮體系的焓變和熵變。三、復合判據(jù)——自由能在等溫、等壓條件的封閉體系中，?G=?H–T?S

（Ｔ為熱力學溫度，為正值）1876年，吉布斯（美）提出自由能變化ΔG，并認為化學反應總是向著自由能減?。é<0）的方向進行，直至達到平衡。當ΔG<0，反應能自發(fā)進行；當ΔG＝0，反應處于平衡狀態(tài)；當ΔG>0，反應不能自發(fā)進行。2.反應進行方向的判斷方法（等溫、等壓）③?H>0，?S＞0？低溫下能自發(fā)高溫下能自發(fā)?G＝?H－T?S①?H＜0，?S＞0②?H＞0，?S＜0)?G＝?H－T?S＜0

反應能自發(fā)進行?G＝?H－T?S＞0

反應不能自發(fā)進行④?H＜0，?S<0？取決于溫度“自發(fā)反應”也是有一定條件的①2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.03kJ·mol-1△S=494.4J·mol-1·K-1②CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)△H=110.5kJ·mol-1△S=-89.36J·mol-1·K-1根據(jù)?G=?H–T?S判斷下列反應在T=298K時否自發(fā)進行③4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)△H=-4