人教版化学选修四《化学反应进行的方向》ppt课件(26页).ppt

第二章 第四节《化学反应进行的方向》 学习要求： 1、焓的概念、熵的概念 2、利用焓变判断反应进行的方向 3、利用熵变判断反应进行的方向 水总是自发地由高处往低处流 自然界中有许多自然而然发生的现象，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发生的例子？ ①自然界中水总是从高处往低处流； ②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； ③室温下冰块自动融化； ④墨水扩散； ⑤食盐溶解于水； ⑥火柴棒散落等。 镁条燃烧；酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。 1、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 2、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。 【归纳小结】 如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？ 酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？ 【思考与交流】 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 从能量角度分析它们为什么可以自发？ 一般情况下， △H O即放热反应易发生自发反应。 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）∶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～△H ﹤0）。 【归纳与总结】 一、能量判据（焓判据） NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) △H= ＋37.30kJ/mol 自发反应一定要△H O ？ 结论：△H O有利于反应自发进行，自发反应不一定要△H O 焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一 因素。 【思考与交流】 △H= ＋56.7kJ/mol △H= ＋74.9kJ/mol 二、熵判据 1、为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵。 2、熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度，符号用S表示,单位： J?mol-1?K-1 。体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。 同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。 3、产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵增加反应。 火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化？ 混乱度越大越稳定，△S 0 有利于反应自发进行。 从混乱度角度分析它们为什么可以自发？ 【思考与交流】 【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 自发反应一定是熵增加的反应吗？ 2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=－39.35J?mol-1?K-1 结论：△S O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要△S O 【思考与交流】 熵变是反应能否自发进行一个 因素, 但不是惟一因素。 CaCO3(s) == CaO (s) +CO2 (g)这个 反应能否自发进行？ 已知： △H(298K)=178.2KJ?mol , △S(298K)=169.6J?mol-1?K-1 △ G=△H—T △S 三、复合判据（自由能变化） 当△ G0时，反应自发进行 当△ G0时，反应不自发进行 当△ G=0时，平衡状态 温度对反应自发性的情况 永远是0 在任何温度都是自发反应 永远是0 在任何温度下都是非自发反应 在高温0 在低温0 在低温是自发反应 在高温是非自发反应 在高温0 在低温0 在低温是非自发反应 在高温是自发反应 ▲需要注意： (1)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。 (2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 例如:涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。 (3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。 如： 水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解；高温高