高中化学选修四化学反应进行的方向省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四节第四节 化学反应进行方向化学反应进行方向第1页化学反应进行快慢化学反应进行快慢化学反应程度化学反应程度化学反应进行方向化学反应进行方向化学反应速率化学反应速率化学平衡化学平衡?第2页生活中自发过程生活中自发过程(1)自然界中水由高处往低处流，而不会自自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；动从低处往高处流；(2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过程都是自发，其逆过程就是非自发。程都是自发，其逆过程就是非自发。这些生活中现象将向何方发展，我们非这些生活中现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有显著自发性常清楚，因为它们有显著自发性其中是其中是否蕴藏了一定科学原理？否蕴藏了一定科学原理？第3页化学反应中自发过程化学反应中自发过程(1)甲烷燃烧：甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=802.3 kJ/mol(2)铁生锈：铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)H=-824 kJ/mol(3)氢气和氧气反应：氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=571.6 kJ/mol共同点共同点?E反反 E生生,H0放热反应放热反应第4页一、自发过程与焓判据一、自发过程与焓判据1 1、自发过程：、自发过程：在一定条件下不需要外力作在一定条件下不需要外力作用就能够自动进行自发过程。用就能够自动进行自发过程。共同特点：体系趋向于从高能状态转变共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。为低能状态。2 2、焓判据：、焓判据：自发过程体系取向于从高能状自发过程体系取向于从高能状态转变为低能状态态转变为低能状态(这时体系会对外部做功这时体系会对外部做功或释放热量或释放热量)，这一经验规律就是，这一经验规律就是焓判据焓判据，是判断化学反应进行方向判据之一。是判断化学反应进行方向判据之一。第5页练习练习1已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧热化已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧热化学方程式为：学方程式为：C(金刚石、金刚石、s)+O2(g)CO2(g)H1395.41kJ/mol C(石墨、石墨、s)+O2(g)CO2(g)H2393.51kJ/mol关于金刚石与石墨转化，以下说法正确是关于金刚石与石墨转化，以下说法正确是A.金刚石转化成石墨是自发进行过程金刚石转化成石墨是自发进行过程B.石墨转化成金刚石是自发进行过程石墨转化成金刚石是自发进行过程C.石墨比金刚石能量低石墨比金刚石能量低D.金刚石比石墨能量低金刚石比石墨能量低A C第6页练习练习2知道了某过程有自发性之后，则知道了某过程有自发性之后，则A.可判断出过程方向可判断出过程方向B.可确定过程是否一定会发生可确定过程是否一定会发生C.可预测过程发生完成快慢可预测过程发生完成快慢D.可判断过程热效应可判断过程热效应A第7页 有些过程也是自发，这当中有与物质能量有些过程也是自发，这当中有与物质能量高低无关，有虽与能量高低相关，但用焓判据高低无关，有虽与能量高低相关，但用焓判据却无法解释清楚，比如：却无法解释清楚，比如：两种理想气体混合可顺利自发进行，无须借助外两种理想气体混合可顺利自发进行，无须借助外力。力。N2O5分解：分解：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)；H=+56.7kJ/mol碳铵分解：碳铵分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);H=+74.9 kJ/mol自发进行吸热反应自发进行吸热反应第8页二、熵、二、熵、熵增原理、熵增原理、熵判据熵判据1熵：熵：在密闭条件下，体系有由在密闭条件下，体系有由有序有序自发地转变自发地转变为为无序无序倾向，这种推进体系改变原因称作熵。倾向，这种推进体系改变原因称作熵。2、熵判据：、熵判据：在与外界隔离体系中，自发过程将造在与外界隔离体系中，自发过程将造成体系熵增大，这一经验规律叫做成体系熵增大，这一经验规律叫做熵增原理熵增原理。是。是在用来判断化学反应方向时就称为在用来判断化学反应方向时就称为熵判据熵判据。3同一物质在不一样状态时熵值大小：同一物质在不一样状态时熵值大小：在气态在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小时熵最大，液态时次之，固态时最小。体系混乱度体系混乱度有增加倾向有增加倾向第9页三、焓判据和熵判据应用三、焓判据和熵判据应用焓判据中，自发过程取向于焓判据中，自发过程取向于最低能量最低能量状状态倾向。态倾向。熵判据中，自发过程取向于熵判据中，自发过程取向于最大混乱度最大混乱度倾向。倾向。很多情况下，简单地只用其中一个判据很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反判断结果，判断同一个反应，可能会出现相反判断结果，所以应两个判据兼顾。由焓判据和熵判据组所以应两个判据兼顾。由焓判据和熵判据组合成合成复合判据复合判据将更适合于全部过程。将更适合于全部过程。第10页练习练习3碳铵碳铵(NH4)2CO3 在室温下就能自发地分在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确是解产生氨气，对其说法中正确是A、碳铵分解是因为生成了易挥发气体，、碳铵分解是因为生成了易挥发气体，使体系熵增大。使体系熵增大。B、碳铵分解是因为外界给予了能量、碳铵分解是因为外界给予了能量C、碳铵分解是吸热反应，依据焓判据不、碳铵分解是吸热反应，依据焓判据不能自发分解能自发分解D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。碳酸盐都不稳定，都能自发分解。AC第11页练习练习4以下反应中，在高温下不能自发进行是以下反应中，在高温下不能自发进行是D.CO(g)C(s)1/2O2B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵减熵减熵增熵增熵增熵增熵增熵增第12页1过程自发性只能用于判断过程方向，不能确定过程自发性只能用于判断过程方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生速率。过程是否一定会发生和过程发生速率。比如：比如：金刚石有向石墨转化倾向，不过能否发生，金刚石有向石墨转化倾向，不过能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能处理问题了。判据和熵判据能处理问题了。注意注意2在讨论过程方向时，指是没有外界干扰时体在讨论过程方向时，指是没有外界干扰时体系性质。假如允许外界对体系施加某种作用，系性质。假如允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反结果。就可能出现相反结果。比如：石墨经高温比如：石墨经高温高压还是能够变为金刚石。高压还是能够变为金刚石。第13页小结小结一、化学反应进行方向判据一、化学反应进行方向判据1焓判据焓判据2熵判据熵判据二、了解熵含义和熵改变二、了解熵含义和熵改变1、放热自发过程可能是熵减小过程，、放热自发过程可能是熵减小过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无显著改变或增加过程，如金刚石和石墨互变显著改变或增加过程，如金刚石和石墨互变熵不变；活泼金属与酸置换反应熵增等熵不变；活泼金属与酸置换反应熵增等第14页2、吸热自发过程应为熵增加过程、吸热自发过程应为熵增加过程，如冰融化、硝酸铵溶于水等。如冰融化、硝酸铵溶于水等。3、无热效应自发过程是熵增加过程，、无热效应自发过程是熵增加过程，如两种理想气体混合等。如两种理想气体混合等。第15页