人教版高中化学选修4化学反应进行的方向.ppt

第二章 第四节 学习目标 1、理解能量判据(焓判据)、熵的概念 2、利用能量判据判断反应进行的　　方向 3、利用熵判据判断反应进行的方向 【自主学习】阅读教材P34的有关内容，思考下列问题：（参考优化设计P36的自主梳理） 1、什么是自发过程? 自发过程的共同特点是什么？ 2、什么样的反应是自发反应？自发反应一般是吸热反应还是放热反应？ 自发过程： 在一定条件下，不需要持续外力作用就能自动进行的过程。 非自发过程： 在一定条件下，需持续借助人为作用才能进行的过程。 一、自发过程和自发反应 1、自发过程和非自发过程 举例说明： 2、自发反应 自发过程的特点： 体系趋向从高能状态向低能状态转变， 即由不稳定向稳定状态转变的趋势。 在给定的条件下（一定温度和压强），无需外界帮助，一经引发即能自动进行的过程或反应，称为自发反应。 举例说明： 化学反应中的自发反应 (1)钠与水反应： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) △H=－368 kJ/mol (2)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) 　△H=-824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol 共同点——放热反应　△H＜0 二、化学反应进行方向的判据 能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。 能量判据又称焓判据， 即△H＜0的反应有自发进行的倾向。 1、能量判据（或焓判据） 练习1 已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是 A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低 A C 焓判据只是判断化学反应进行方向的判据之一。 【想一想】是否所有的吸热反应都不能自发进行？ 不是，如：常温下冰的熔化、食盐的溶解等。 2、熵判据 【自主学习】阅读教材P35的有关内容，思考下列问题：（参考优化设计P36 自主梳理） （1）什么是熵？ （2）熵变与自发反应的关系是什么？ 有序 无序 1、有序排列的火柴散落时成无序排列 2、有规律的一副扑克牌经多次洗牌后，变得无规律。 体系 （1）熵的定义： 热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S，单位：J.(mol.k)-1熵值就越大，体系的无序性越高，即混乱度越高。 2、熵判据 气态液态固态 （2）同一物质不同状态时，熵值大小比较： 举例： 固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。 （4）熵判据 体系有自发地向混乱度_____（即______）的方向转变的倾向,故可以用熵变来判断反应进行的方向。 （3）熵增原理 增加 熵增加 在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵______,即熵变（符号?Ｓ）__0 增大 N2O5分解： 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol 碳酸铵的分解： (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol 用熵增原理解释下列吸热反应能自发进行的原因： 自发反应中生成气体物质的量增多的方向即熵增的方向。 有些熵减的反应也能发生，-10℃的液态水会自动结冰。 故熵判据只是判断反应能否自发进行的判据之一。 3、复合判据（教材P36“科学视野”） ?G= ?H-T?S（Ｔ为热力学温度，均为正值，Ｔ=273+t, t为摄氏温度。） （吉布斯自由能的变化） 信息：体系自由能变化（ ?G ）综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响： ?G= ?H-T?S（Ｔ为热力学温度，均为正值）。在恒温、恒压下，用?G判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得更为科学（当?G 0时可自发进行）。 反应在该状况下能否自发进行 ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ ＜０ =0 反应达平衡状态 ＜０ 自发进行 ＞０ 不自发进行 低温时＞０,高温时＜０ 低温时＜０,高温时＞０ 低温不自发,高温自发 低温自发,高温不自发 ?H ?Ｓ ?Ｇ 【小结】 2、物