鲁科版化学选修4化学反应的方向教学4.ppt

* 第一节 化学反应的方向 学习要求 1、理解能量判据、熵的概念 2、利用能量判据判断反应进行的方向 3、利用熵变判断反应进行的方向 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 ——能量判据和熵判据 生活中的自发过程 (1)自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流； (2) 铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。 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？ 化学反应中的自发过程 (1)甲烷燃烧： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－802.3 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=－571.6 kJ/mol 共同点——放热反应 E反 E生 一、自发过程与能量判据 1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。 ☆共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态 2、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，是判断化学反应进行方向的判据之一。 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 AC 练习2 知道了某过程有自发性之后，则 可判断出过程的方向 可确定过程是否一定会发生 可预测过程发生完成的快慢 可判断过程的热效应 A 有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用能量判据却无法解释清楚，例如： 两种理想气体的混合可顺利自发进行，无须借助外力 N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)； △H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol 自发进行的吸热反应 二、熵与熵判据 1．在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。 2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据——熵判据。 3．同一物质，在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。 体系混乱度有增加的倾向 三、能量判据和熵判据的应用 能量判据中，自发过程取向于最低能量状态的倾向 熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的倾向 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将更适合于所有的过程。 练习3 碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是 A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。 B、碳铵分解是因为外界给予了能量 C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。 A