高中化学：2.4化学反应进行的方向课件人教版选修4.ppt

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,1、高山流水是一个自动进行的自然过程 高处水一定会流到低处吗？,2、低处水可以流至高处么？,3、在“低水高流”的过程中一旦外界停止做 功，该过程还能继续进行下去吗？,可采取什么措施？,思考与交流,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 ,盐酸滴加到石灰石上,二氧化碳气体通入氯化钙溶液中,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；,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讨论】请尽可能多地列举你熟知的自发过程知识巩固：下列哪个过程非自发过程（ ）,(A)钠与水反应： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mol,(B)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol,(C)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol,自发过程共同点放热反应H0,D,（D）水由低处往高处流,一、自发过程的能量判据,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H0的反应有自发进行的倾向，焓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： C(金刚石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/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,？,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,自发反应一定要H O ？,判断下列过程中能量的变化情况：,1、冰液态水水蒸气,2、氯化钠晶体溶于水,吸热,那么这些物质的规则性、有序性 有没有改变呢？,以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。

2、混乱度趋于增加,1、能量趋于降低,分析刚才两个自发过程中混乱度的变化情况：,1、冰液态水水蒸气,2、氯化钠晶体溶于水,混乱度与熵,熵： 热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S 体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大,同一物质，气态时熵最大， 液态时次之，固态时最小归纳：,熵增:在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向,熵变S：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变 S=S产物S反应物,二、自发过程的熵判据,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小结：自发过程的变化趋势,1、能量趋于降低：,2、混乱度趋于增加,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，但用焓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,（1）既不吸热也不放热的自发过程,H2,O2,O2 H2,（2）吸热的自发过程,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 个判据兼顾由焓判据和熵判据组合成的复合判 据将更适合于所有的过程。

自发过程的变化趋势,2、混乱度趋于增加,1、能量趋于降低,解释：室温时冰融化 10时水结冰,化学反应的最终判据到底是什么呢？, G=HT S,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,自主学习：P38科学视野,自发进行,不自发进行,低温时,高温时,低温时,高温时,低温不自发,高温自发,低温自发,高温不自发,H,三、化学反应自发进行的方向, G=HT S,温度对反自发性的情况,永远是,在任何温度都是自发反应,永远是+,在任何温度下都是非自发反应,在高温+ 在低温,在低温是自发反应 在高温是非自发反应,在高温 在低温+,在低温是非自发反应 在高温是自发反应,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,练习4,下列反应中，在高温下不能自发进行的是,D. CO(g)C(s)1/2O2,B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,熵减,熵增,熵增,熵增,一、自发过程的变化趋势,1、能量趋于降低,2、混乱度趋于增加,二、化学反应自发进行的方向,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,放热反应,熵增原理,化学反应进行的方向(小结）,注意：过程的自发性只用于判断过程的方向，不能确定是否一定会发生和过程发生的速率。

影响因素：,化学反应的方向,反应焓变,反应熵变,共同影响,吸热,放热,熵增,熵减,焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发,H,S,G=HTS,规律方法总结,自发反应中的焓变和熵变的关系,1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自发进行 2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定不能自发进行 3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位 4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可能对反应的方向起决定性作用 5、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想 气体的混合等1.下列说法不正确的是 A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应都是放热反应 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关,C,典例剖析,2.下列反应中，熵减小的是,D. 2CO(g)2C(s)O2(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,练习与探究,1、下列说法正确的是（ ） A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现； D、自发反应在任何条件下都能实现。

2、自发进行的反应一定是（ ） A、吸热反应；B、放热反应； C、熵增加反应；D、熵增加或者放热反应C,D,3、下列说法正确的是（ ） A、放热反应一定是自发进行的反应； B、吸热反应一定是非自发进行的； C、自发进行的反应一定容易发生； D、有些吸热反应也能自发进行 4、250C和1.01105Pa时，反应 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）； H=56.76kJ/mol，自发进行的原因是 A、是吸热反应；B、是放热反应； C、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应D,D,D,6、下列反应中，熵减小的是（ ）,A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D. 2CO(g)2C(s)O2(g),5、以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/mol,D,。