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第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
学习目标
1、知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
2、了解熵的基本涵义及焓、熵判据的基本内容。
3、结合具体事例说明反应自发进行的方向。
情境导入
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，称为自发过程。
水往低处流
1、自发反应：
在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的反应，称为自发反应。
通电等
加热，高温，加压，催化剂等
自发反应
特点：
具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不能自发。
水往低处流
自发过程，不涉及化学反应。自发反应，指的是一个化学反应，有新物质生成。
自发过程与自发反应有什么区别呢？
自发反应
自发反应
常见的自发进行的化学反应，往往是从反应物到生成物能量减少的放热反应，例如燃烧。
2Na(s) +2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g) △H = －368 kJ·mol-1
4Fe(OH)2(s) + O2 (g) +2H2O(l) 4Fe(OH)3(s) △H = －444.3 kJ·mol-1
NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) △H = －57.3 kJ·mol-1
H2(g) + F2(g) 2HF(g) △H = －546.6 kJ·mol-1
一定条件下都能自发进行的反应有何共同特征？
焓判据
焓增即吸热反应一定不自发吗？
焓判据
焓减有利反应自发
结论：反应自发进行了
将NH4Cl(s)与Ba(OH)2·8 H2O(s)混合于烧杯中，用玻璃棒搅拌，观察现象
现象：1、有刺激性气味的气体生成
2、烧杯底部很凉 — 吸热反应
焓判据
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s) 2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
焓增即吸热反应一定不自发吗？
焓减有利反应自发
是什么因素“推动”了吸热反应自发进行？
焓判据
焓减有利反应自发，但是，焓减反应不一定自发。焓增的反应也可以自发进行。
“有序” “无序”
“熵” 混乱度”
熵判据
熵符号：S
熵判据
同种物质的熵，固态、液态、气态逐渐增大
熵判据
NH3(g)+HCl (g) NH4Cl(s) ΔS＜0
2Al(s)+Fe2O3(s) Al2O3(s)+2Fe(s) ΔS=－39.35J·mol-1·K-1
能自发进行
熵判据
熵增有利反应自发，但是，熵增反应一定自发？熵减反应一定不自发？
如：
2KClO3(s) 2KCl(s)+3O2(g)
ΔH = +78.03 kJ·mol-1
ΔS = +494.4 J·mol-1·K-1
反应是否自发还与温度有关
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
ΔH (298K) = +178.2 kJ·mol-1
ΔS (298K) = +169.6 J·mol-1·K-1
熵增有利反应自发，熵增反应不一定自发，不能只根据熵增或熵减判断化学反应进行的方向
熵判据
注意！只有孤立体系或绝热体系，自发过程才向着熵增的方向进行
美国物理化学家吉布斯
化学反应总是向着吉布斯自由能减小的方向进行，直至体系达到平衡
ΔG =ΔH - TΔS ＜0
T：开氏温标，T＞0
吉布斯自由能
在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能的变化(符号为ΔG)综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响:
表达式：
单位：kJ/mol
ΔH
ΔS
ΔH>0
高温自发
ΔH<0
ΔS>0
所有温度自发
ΔH>0
所有温度不
自发
ΔH<0
ΔS<0
低温自发
ΔS>0
ΔS<0
吉布斯自由能
四象限法分析吉布斯自由能
复合判据：
ΔG =ΔH - T ΔS
焓判据：
ΔH<0 的反应
低温有利反应自发
熵判据：
ΔS>0 的反应
高温有利反应自发
ΔG＜0 反应自发进行
ΔG＞0 反应不自发进行
ΔG＝0 反应为平衡状态
课堂小结
谢 谢

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