人教版化学选修高中《化学反应进行的方向》之一【】讲义.ppt

第二章 化学反应速率和化学平衡 第四节 化学反应进行的方向 化学反应进行的快慢 化学反应的限度 化学反应进行的方向 ——化学反应速率 ——化学平衡 —— ? 化学反应原理的组成部分 自然界中水总是从高处往低处流； 正电荷是从电势高的地方向电势低的地方流动； 室温下冰块自动融化； 墨水扩散； 食盐溶解于水； 火柴棒散落等。 思 与 题 问 考 这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性——其中是否蕴藏了一定的科学原理？ 自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动 进行的反应，称为自发反应。 自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能 自动进行的过程。 清 识 知 单 下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s)　　 △H = -1648.4 kJ·mol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g)　　　　　 △H = -546.6 kJ·mol-1 道 知 你 吗 共同特点：△H O 即放热反应 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H O 有利于反应自发进行 清 识 知 单 1、能量判据（焓判据） 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 △H＜0 化学反应进行方向的判据 日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判据（焓判据）∶自发过程体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即△H ﹤0）。 思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？ 思 与 题 问 考 结论：△H O有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要△H O 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) 焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 思 与 察 观 考 △H ﹥ O 有序 混乱 讨 与 流 交 论 火柴散落过程混乱度如何变化？ 从混乱度角度分析它们为什么可以自发？ 混乱度越大越稳定，△S 0 有利于反应自发进行。 【归纳与总结】 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据 2、熵判据 1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。 3、反应过程中气体物质的量增加的反应。 导致混乱度增加的一些因素 清 识 知 单 自发反应一定是熵增加的反应吗？ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) 结论：△S O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要△S O 熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。 ②物质的混乱度趋于增加 ①物质具有的能量趋于降低 ?H(焓变) 0 ?S(熵变)0 焓(H)判据 熵(S)判据 放热反应 焓变 熵变 化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断 ?H0 ?H0 ?H0 ?H0 ?S0 ?S0 ?S0 ?S0 熵增原理 3、能量判据和熵判据的应用 判断反应进行的方向 (1)由能量判据知：放热过程常常是容易进行的。 (2)由熵判据知：若干熵增的过程是自发的。 (3)很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据(吉布斯自由能变△G)将更适合于所有的过程。 反应能否自发还与温度有关 要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须综合考虑反应的焓变△H和熵变△S 小结 △G=△H-T△S 自由能变化△G 自由能变化△G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响 当△G0时，反应为自发反应 当△G0时，反应为非自发反应 视 学 科 野 △H △S 2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g) △H = -78.03