人教版化學(xué)選修四——化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向.ppt

1、自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象， 請(qǐng)同學(xué)們聯(lián)系生活知識(shí)， 列舉一些能自發(fā)進(jìn)行的例子？,生活中的自發(fā)過(guò)程,高山流水,電流,生活中的自發(fā)過(guò)程,高山流水,高能狀態(tài),低能狀態(tài),利用水泵可將水從低處流向高處,生活中的自發(fā)過(guò)程,高電勢(shì)狀態(tài),低電勢(shì)狀態(tài),Na投入H2O中,鐵生銹,生活中的自發(fā)反應(yīng),Cu和AgNO3反應(yīng),NaOH和HCl反應(yīng),生活中的自發(fā)反應(yīng),自發(fā)過(guò)程： 在一定條件下，不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程,在給定的一組條件下，一個(gè)反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應(yīng)。,如何判斷一個(gè)過(guò)程，一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？,自發(fā)反應(yīng)：,非自發(fā)過(guò)程：,在一定條件下，需要持續(xù)外力作用才能維持進(jìn)行的過(guò)程。

2、,尋找反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù),第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,Cu和AgNO3反應(yīng),NaOH和HCl反應(yīng),Na投入H2O中,鐵生銹,Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) H= -181.75 kJmol-1,NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H= -57.3 kJmol-1,2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) H= -636.1 kJmol-1,Fe(s) Fe2O3 (aq) H= -790.7 kJmol-1,自發(fā)反應(yīng),共同點(diǎn)放熱反應(yīng)H0,二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù),1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）,能量判據(jù)

3、（焓判據(jù)） 自發(fā)過(guò)程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（H 0）。 即H0的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。,多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量高,生成物的總能量低,放熱反應(yīng),H0,焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。,注意： （1）焓判據(jù)只能用于判斷過(guò)程的方向，能否實(shí)現(xiàn)要看具體條件； （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，與化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)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，但不是唯一因素,2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol,NH

4、4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4（aq）+H2O（l）； H（298K）=37.3KJ/mol,結(jié)論：H O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 但自發(fā)反應(yīng)不一定要H O 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。,自發(fā)反應(yīng)一定要H O ？,冰塊融化,品紅在水中擴(kuò)散,你能解釋蒸汽擴(kuò)散和火柴混亂的真正原因嗎？,蒸汽擴(kuò)散,火柴散落,有序排列的火柴散落時(shí)自發(fā)地成為無(wú)序排列,趨向于體系混亂度增大,有序,混亂,火柴散落,克勞修斯（德國(guó)）,熵,S,定義：描述體系混亂度的物理量 符號(hào)：S 單位：Jmol-1K-1,體系混亂度越大，熵值越大； 體系混亂度越小，熵值越小。,熵增原

5、理(又稱為熵判據(jù)). 體系有自發(fā)向混亂度增加的方向變化的傾向。(即熵增S0),S=S生成物總熵S反應(yīng)物總熵,S越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,標(biāo)準(zhǔn)狀況下：1 mol不同物質(zhì)的熵S(J mol-1K-1),知識(shí)介紹,熵值最大,熵值最小,（1）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；,（3）物質(zhì)的存在狀態(tài)：S(g) S(l) S(s)。,2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol,思考:,兩個(gè)反應(yīng)都是混亂度增大的反應(yīng)。 熵增，S0，有利于自發(fā)

6、反應(yīng),這兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，但卻能自發(fā)進(jìn)行，為什么？,1、同一物質(zhì)狀態(tài)改變： 2、固體的溶解過(guò)程、墨水?dāng)U散過(guò)程和氣體擴(kuò)散過(guò)程。 3、反應(yīng)過(guò)程中氣體物質(zhì)的量增多的反應(yīng)。 4. 生成氣體的反應(yīng)。,導(dǎo)致熵增(S0）的一些因素,固態(tài),液態(tài),氣態(tài),熵增,熵增,自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？,2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1,結(jié)論：S O，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 自發(fā)反應(yīng)不一定要S O。 熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè)因素,但不是唯一因素。,鋁熱反應(yīng)（ S0）也能自發(fā)反應(yīng)。,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？ 已知

7、： H(298K)=+178.2KJmol-1, S(298K)=+169.6Jmol-1K-1,思考,總結(jié)：自發(fā)過(guò)程的變化趨勢(shì) 1.能量趨于降低 2.混亂度趨于增加,美國(guó)物理化學(xué)家吉布斯,自由能,G,研究表明：在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)是,G = H - TS,（ G 吉布斯自由能 T 絕對(duì)溫度+),G = H - TS 0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,G = H - TS 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,G = H - TS 0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法：,2、物質(zhì)的混亂度趨于增加,1、物質(zhì)具有的能量趨于降低,H(焓變),S(熵變)0,放熱反應(yīng),自發(fā)進(jìn)行,不自發(fā)進(jìn)行,不

8、能定性判斷,不能定性判斷,H0,H0,H0,H0,S0,S0,S0,S0,熵增原理,0,三、復(fù)合判據(jù),H0 S0 高溫下 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,H0 S0 所有溫度下 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,H0 所有溫度下 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,H0 S0 低溫下 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,放熱,熵增,吸熱,熵減,放熱,熵減,吸熱,熵增,2）TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) H=+161.9kJmol-1,3）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H= -176.9kJmol-1,S= -38.4Jmol-1K-1,S= -284.3Jmol-1K-1,S=+169.6Jmol-1K-1,4）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g ),應(yīng)用判據(jù)解決問(wèn)題,根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),分析下列過(guò)程的焓變、熵變與是能否自發(fā)進(jìn)行,H=+178.2kJmol-1,H= - 57.3kJmol-1,從“熵”的角度看世界,薛定諤所著生命是什么？,“熱力學(xué)第二定律是一個(gè)最深刻、最普遍的定律。它有著自身憂郁的美，象所有重要定律一樣，引起人們的崇敬之情?！?英國(guó)作家 C.P.Snow,正如“能”的觀點(diǎn)被人們普遍接受一樣，“熵”的觀點(diǎn)也越來(lái)越多地被人們用來(lái)解釋物理、