化學(xué)反應(yīng)的方向.ppt

1、化學(xué)反應(yīng)的方向,自然界中水總是從高處往低處流； 室溫下冰塊自動融化； 墨水?dāng)U散； 食鹽溶解于水；,這些生活中的現(xiàn)象都有明顯的自發(fā)性其中是否蘊藏了一定的科學(xué)原理？,想一想,1.自發(fā)過程:在一定條件下不需外力作用就能自動進(jìn)行的過程. 2.非自發(fā)過程 ：在一定條件下，需要外界做功才能進(jìn)行的過程。 3.自發(fā)過程的特征：有明確的方向性，具有做功的本領(lǐng)；要逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功。 4.自發(fā)反應(yīng):在一定條件下無需外力作用就能自動進(jìn)行的反應(yīng).,小結(jié)一下,如何判斷一個過程，一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？,練習(xí)：判斷自發(fā)與非自發(fā)（滿足一定條件） （1）打開活塞，分液漏斗中的水流進(jìn)燒杯 （2）鎂帶燃燒 （3）氫氣燃燒 （4）

2、水分解成H2和O2過程,自發(fā),自發(fā),自發(fā),非自發(fā),一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向,(1)甲烷燃燒： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H （298K） =802.3 kJ/mol,(2)鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H （298K） =824 kJ/mol,(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H （298K） =571.6 kJ/mol,練習(xí)1、分析以下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)的特點,共同特點： H O即放熱反應(yīng) 對于化學(xué)反應(yīng)，體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)【能量越低越穩(wěn)定】，這時體系會對外做功或者釋放熱量H 0.,？,自發(fā)反

3、應(yīng)一定要H O ？,N2O5分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H （298K） =+56.7kJ/mol,碳酸銨的分解： (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) H （298K） =+74.9 kJ/mol,下列反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行,NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g) +CH3COONH4（aq）+H2O（l）； H（298K）=37.3KJ/mol,H O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn) 行， 自發(fā)反應(yīng)不一定要H O 焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個因素,但不是惟一 因素。,結(jié)論：,多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),交流研討,NH4NO3(s)

4、 、NaOH(s)、 NaCl(s)和蔗糖都能溶于水，它們的溶解過程與焓變有關(guān)嗎？是什么因素決定它們的溶解能自發(fā)進(jìn)行？,NH4NO3(s) 吸熱 溶解過程中 NaOH 放熱 NaCl 、蔗糖 焓變微乎其微,固體溶解過程的共同特點：有序無序,焓變不是這些過程自發(fā)進(jìn)行的決定因素。,結(jié)論：體系有序程度降低，混亂度增大，有利于反應(yīng)發(fā)生。,二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向,1、熵：描述體系混亂度的物理量 單位：J.mol-1 .k-1 符號：S 熵值越大，體系混亂度越大。,2、影響熵的因素： 同一條件下，不同物質(zhì)熵不同 同一物質(zhì)，聚集狀態(tài)不同熵不同S(g)S(l)S(s),3、熵增加過程：固體溶解、物質(zhì)的汽化、墨

5、水的擴散、氣體的擴散等。,4、化學(xué)反應(yīng)熵變（ S表示） S =S生成物-S反應(yīng)物 5、氣體體積增加的反應(yīng)是熵增反應(yīng)。,5、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 （ S 0），為熵增加反應(yīng)。如: 2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) S=57.16J.mol-1.K-1 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) S=169.6J.mol-1.K-1 C(s,石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S=133.8J.mol-1.K-1,能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是熵增加反應(yīng)嗎？,？,結(jié)論：熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的又一因素，但也不是惟一因素。,焓變、熵

6、變都與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)，但都不是惟一因素，那么反應(yīng)方向究竟與什么有關(guān)？,三、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響,1、 T、P一定， G是自由能，單位kJ/mol G = H-TS 反應(yīng)焓變和熵變共同影響反應(yīng)方向.反應(yīng)方向判據(jù)： H-TS0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,2、H-TS判據(jù)中，溫度與反應(yīng)方向是 什么關(guān)系？,判據(jù)的應(yīng)用： H0所有溫度下反應(yīng)都自發(fā)進(jìn)行 H0 S0 S0 高溫下自發(fā)進(jìn)行 H0 S0 低溫下自發(fā)進(jìn)行,3、應(yīng)用H-TS時應(yīng)注意： 指出的是在溫度壓強一定條件下， 其中T的單位是K，反應(yīng)進(jìn)行的方向即反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向，只代表一種趨勢，不能確定反應(yīng)是否會發(fā)生和過程中的速率大小。,1、在溫度、

7、壓強一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)（G）為： H-TS0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 2、反應(yīng)放熱和熵增加都有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 3、H-TS判據(jù)指出的是化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢。,本節(jié)課整合,【課堂達(dá)標(biāo)測試】,1 下列過程是非自發(fā)的是（ ） A、水由高處向低處流； B、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹； D、室溫下水結(jié)成冰。 2 碳酸銨（NH4）2CO3在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是（ ） A、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大； B、其分解是因為外界給予了能量； C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解； D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。,D,A,3、下列說

8、法正確的是（ ） A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的； B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變； C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實現(xiàn)； D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。 4、下列過程一定能自發(fā)進(jìn)行的是（ ） A、吸熱反應(yīng)； B、放熱反應(yīng)； C、熵增加反應(yīng)；D、熵增加和放熱反應(yīng)。,C,D,5、250C和1.01105Pa時，反應(yīng) 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）； H=56.76kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是 A、是吸熱反應(yīng)；B、是放熱反應(yīng)； C、是熵減少的反應(yīng)； D、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。,D,6、判斷下列過程的熵變的正負(fù)（填“0”或“0”） (1) 溶解少量蔗糖于水中， S_； (2) 純碳和氧氣反應(yīng)生成 CO(g) ， S_ ； (3) 液態(tài)水蒸發(fā)變成水蒸氣， S_； (4)CaCO3(s)