资源简介

(共32张PPT)
章
二
第
化学反应速率与化学平衡
第三节
化学反应的方向
如何表示化学反应进行的快慢？
化学反应速率
如何表示化学反应的限度？
化学平衡
那么如何判断化学反应进行的方向？
学完本节我们一起来揭晓答案
温故知新
自然界中水总是从高处往低处流；
电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；
室温下冰块自动融化；
墨水扩散；
食盐溶解于水；
火柴棒散落等。
思考时间
上述过程有何共同点？
有明显的自发性
自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。
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。
一、自发过程与自发反应
讲授新课
下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？它们有何共同特点？
C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5kJ·mol-1
2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1
4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1
H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1
交流与思考
共同特点：
从能量角度分析它们为什么可以自发进行？
放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定
△H < 0 有利于反应自发进行
△H < 0 即放热反应
交流与思考
二、化学反应进行方向的判据
1、能量判据（焓判据）
能量判据（焓判据）∶
自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ﹤0）
即△H＜0的反应有自发进行的倾向
多数能自发进行的化学反应是放热反应
反应物的总能量高
生成物的总能量低
放热反应
△H＜0
焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一
讲授新课
（1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件；
（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。
（3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。
总结归纳
1、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
随堂小练
2、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=+74.9kJ/mol
D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
D
随堂小练
是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？
思考时间
讲授新课
结论：△H <0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)
(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
△H >0
焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
讲授新课
墨水扩散
扑克牌的多次洗牌
固体的溶解
火柴的散落
讲授新课
你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？
有序
混乱
讲授新课
2、熵判据
（一）熵
a、定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量
b、符号：S
c、常用单位：J/(mol·K)
讲授新课
①与物质的量的关系
物质的量越大→粒子数越多→熵值越大
②对于同一物质，当物质的量相同时，S(g)>S(l)>S(s)
③不同物质熵值的关系：
I、物质组成越复杂→熵值越大
II、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大
d、影响熵大小的因素：混乱度越大→体系越无序→熵值越大
讲授新课
(二)熵变
（1）定义：发生化学反应时物质熵的变化成为熵变，符号为ΔS
（2）计算公式：ΔS=生成物总熵-反应物总熵
（三）熵判据——又称熵增原理
体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向。(即熵增△S＞0)
△S越大，越有利于反应自发进行
讲授新课
根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零。
(1)水蒸气冷凝成水
(2)硫酸铜溶于水
(3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
(4) 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)
(5)2H2(g) + O2(g) ＝2H2O (l)
△S<0
△S>0
△S>0
△S>0
由“有序”变为“无序”
△S<0
随堂一练
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
随堂一练
自发反应一定是熵增加的反应吗？
结论：△S > 0有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S > 0
思考与交流
熵变是反应能否自发进行的一个因素, 但不是唯一因素。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
思考：化学反应是否能够自发进行的最终判断依据是什么呢？
正确判断一个化学反应是否能够自发进行
必须综合考虑体系的焓变和熵变
讲授新课
研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是
△G = △H - T△S
△G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行
△G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行
△G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态
反应进行方向的判断方法：
（四）复合判据
讲授新课
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)
S(熵变)>0
焓(H)判据
熵(S)判据
放热反应
熵增原理
<0
反应在该状况下能否自发进行
＜０ ＞０
＞０ ＜０
＞０ ＞０
＜０ ＜０
＜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
低温自发,高温不自发
H
Ｓ
Ｇ
低温不自发,高温自发
小结：“大大高温，小小低温”
讲授新课
△H
△S
H>0
S>0
高温下
反应自发进行
H>0
S<0
所有温度下
反应不能自发进行
H<0
S>0
所有温度下
反应自发进行
H<0
S<0
低温下
反应自发进行
讲授新课
应用判据时的注意事项
（1）在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。
（2）过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率.
（3）只适用于没有发生的反应
注：一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的
讲授新课
2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)
△H = -78.03 kJ·mol-1
△S = 494.4 J·mol-1·K-1
CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)
△H = 110.5 kJ·mol-1
△S = -89.36 J·mol-1·K-1
判断下列反应能否自发进行
△H (298K)= 178.2 kJ·mol-1
△S (298K)= 169.6 J·mol-1·K-1
CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)
讲授新课
1、判断下列反应什么条件下能自发进行？
(1) 钠与水反应
(2) NH3(g)+HCl(g) =NH4Cl(s)
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
(4) 2CO(g)=2C(s)+O2(g)
△H <0 △S>0
自发进行
△H <0 △S <0
低温自发进行
△H >0 △S>0
高温自发进行
△H >0 △S<0
非自发进行
随堂一练
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
随堂一练
250C和1.01×105Pa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
随堂一练
3. 复合判据：△G
△G =△H－T △ S; △G ＜0 反应能自发进行
△G =△H－T △ S ;△G ＞0 反应不能自发进行
2. 熵判据
1. 焓判据
化学反应进行方向的判据
课堂小结
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