鲁科版高中化学选修四课件21化学反应的方向.pptx

1、灿若寒星整理制作灿若寒星整理制作（鲁鲁科科版版）化化学学反反应应原原理理（选选修修）宁德市高级中学叶昌明高高山山流流水水高高山山流流水水花花开开花花谢谢自自发发过过程程和和非非自自发发过过程程自自发发过过程程：(1)自自然然界界中中水水总总是是从从高高处处往往低低处处流流；(2)电电流流总总是是从从电电位位高高的的地地方方向向电电位位低低的的地地方方流流动动；(3)室室温温下下冰冰块块自自动动融融化化；(4)墨墨水水扩扩散散；(5)食食盐盐溶溶解解于于水水。自自发发反反应应：镁镁条条燃燃烧烧：Mg(s)+O2(g)=MgO(s)酸酸碱碱中中和和：H+OH-=H2O铁铁器器暴暴露露在在潮潮湿湿空

2、空气气中中会会生生锈锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)甲甲烷烷和和氧氧气气的的混混合合气气体体遇遇明明火火就就燃燃烧烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)自自发发过过程程(课课本本P P3 35 5）在在温温度度和和压压强强一一定定条条件件下下，不不借借助助光光、电电等等外外部部力力量量就就能能自自动动进进行行的的过过程程。自自发发反反应应：在在一一定定温温度度和和压压强强下下，不不借借助助光光、电电等等外外部部力力量量即即能能进进行行，或或具具有有发发生生的的可可能能性性的的反反应应称称为为自自发发反反应应。那那么么我我们们该该如如何何判判断断一一个个

3、过过程程，一一个个反反应应能能否否自自发发进进行行呢呢？一一个个过过程程或或者者一一个个反反应应要要自自发发的的进进行行是是否否要要符符合合什什么么条条件件呢呢？【探探究究】以以“物物体体由由高高处处自自由由下下落落”为为代代表表，探探究究自自发发过过程程中中有有哪哪些些变变化化趋趋势势。自自然然界界中中水水总总是是从从高高处处往往低低处处流流；电电流流总总是是从从电电位位高高的的地地方方向向电电位位低低的的地地方方流流动动；室室温温下下冰冰块块自自动动融融化化；观观察察下下列列自自发发进进行行的的化化学学反反应应，找找出出它它们们的的共共同同之之处处(1 1)钠钠与与水水反反应应：2Na(s

4、)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)H=368kJmol-1(2 2)铁铁生生锈锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)H=824kJmol-1(3 3)氢氢气气和和氧氧气气反反应应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJmol-11 19 9世世纪纪，化化学学家家们们曾曾认认为为决决定定化化学学反反应应能能否否自自发发进进行行的的因因素素是是反反应应热热：放放热热反反应应可可以以自自发发进进行行，而而吸吸热热反反应应则则不不能能自自发发进进行行。你你同同意意这这种种观观点点吗吗？请请举举例例说说明明。一一、反反应应焓焓变变与与反反应应方方向向举举

5、例例4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=44Fe(OH)3(s)H=-444.3kJmol-1NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)H=37.30kJmol-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H=178.2kJmol-1注注意意：（1 1）焓焓判判据据只只能能用用于于判判断断自自发发过过程程的的方方向向，能能否否实实现现要要看看具具体体条条件件；（2 2）焓焓判判据据只只判判断断一一定定条条件件化化学学反反应应能能否否自自发发进进行行，与与化化学学反反应应速速率率无无关关。（3 3）反反应应焓焓变变是是反

6、反应应能能否否自自发发进进行行的的一一个个因因素素，但但不不是是唯唯一一因因素素自自发发过过程程的的体体系系趋趋向向于于从从高高能能状状态态转转变变为为低低能能状状态态(这这时时体体系系会会对对外外部部做做功功或或释释放放热热量量，焓焓变变小小于于0 0)，这这一一经经验验规规律律就就是是焓焓判判据据，是是判判断断化化学学反反应应进进行行方方向向的的判判据据之之一一。一一、反反应应焓焓变变与与反反应应方方向向你你已已知知道道，固固体体硝硝酸酸铵铵，氯氯化化钠钠和和蔗蔗糖糖都都能能溶溶于于水水，它它们们溶溶解解的的过过程程与与焓焓变变有有关关吗吗？是是什什么么因因素素决决定定它它们们的的溶溶解解

7、过过程程能能自自发发进进行行？二二、反反应应熵熵变变与与反反应应方方向向阅阅读读课课本本P36倒倒数数第第二二段段（一一）熵熵（S S）：1 1.描描述述体体系系混混乱乱度度的的物物理理量量2 2.符符号号：S单单位位：Jmol-1K-13 3.大大小小判判据据：（1 1）物物质质的的混混乱乱度度：体体系系混混乱乱度度越越大大，熵熵值值越越大大；（2 2）同同一一条条件件：不不同同物物质质的的熵熵值值不不同同；（3 3）物物质质的的存存在在状状态态：S(g)S(l)S(s)。墨墨水水滴滴入入水水中中气气体体的的扩扩散散熵增加过程固固体体的的溶溶解解(二二)反反应应熵熵变变:反反应应产产物物的的

8、总总熵熵与与反反应应物物总总熵熵之之差差(1 1)符符号号：S(2 2)表表达达式式：S=S(生生成成物物)S(反反应应物物)(3 3)正正负负判判断断：(阅阅读读课课本本P P3 37 7第第三三、四四段段)气气体体体体积积增增大大的的反反应应，S0,熵熵增增加加反反应应气气体体体体积积减减小小的的反反应应，S0S0结结论论：熵熵增增加加（S S0 0）有有利利于于反反应应的的自自发发进进行行注注意意：（1 1）熵熵变变只只是是反反应应能能否否自自发发进进行行的的一一种种因因素素；（2 2）熵熵变变（S S）只只决决定定于于体体系系的的始始态态和和终终态态，与与变变化化的的途途径径无无关关；

9、（3 3）熵熵判判据据只只判判断断一一定定条条件件化化学学反反应应能能否否自自发发进进行行，与与化化学学反反应应速速率率无无关关。总总结结：自自发发过过程程的的两两大大变变化化趋趋势势：（1 1）能能量量趋趋于于减减小小(焓焓减减）（2 2）混混乱乱度度趋趋于于增增大大（熵熵增增）在在与与外外界界隔隔离离的的体体系系中中，自自发发过过程程将将导导致致体体系系的的熵熵增增大大，这这一一经经验验规规律律叫叫做做熵熵增增原原理理。是是在在用用来来判判断断化化学学反反应应方方向向时时就就称称为为熵熵判判据据二二、反反应应熵熵变变与与反反应应方方向向练练习习：1.能能用用能能量量判判据据判判断断下下列列

10、过过程程的的方方向向的的是是（）A A.水水总总是是自自发发的的由由高高处处往往低低处处流流B B.放放热热反反应应容容易易自自发发进进行行，吸吸热热反反应应不不能能自自发发进进行行C C.有有序序排排列列的的火火柴柴散散落落时时成成为为无无序序排排列列D D.多多次次洗洗牌牌后后，扑扑克克牌牌的的毫毫无无规规律律的的混混乱乱排排列列的的几几率率大大2.已已知知石石墨墨、金金刚刚石石燃燃烧烧的的热热化化学学方方程程式式分分别别为为：C(石石墨墨，s)+O2（g）=CO2（g）H=-393.5kJmol-1C(金金刚刚石石，s)+O2（g）=CO2（g）H=-395.4kJmol-1关关于于金金

11、刚刚石石和和石石墨墨的的相相互互转转化化，下下列列说说法法正正确确的的是是（）A A.石石墨墨转转化化为为金金刚刚石石是是自自发发进进行行的的过过程程B B.金金刚刚石石转转化化为为石石墨墨是是自自发发进进行行的的过过程程C C.石石墨墨比比金金刚刚石石能能量量低低D D.金金刚刚石石比比石石墨墨能能量量低低ABC3.下下列列过过程程属属于于熵熵增增加加的的是是（）A A.固固体体的的溶溶解解过过程程B B.气气体体扩扩散散过过程程C C.水水蒸蒸气气变变为为液液态态水水D D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)4.下下列列说说法法中中，正正确确的的是是（）A A.自自发发反反应应一一

12、定定是是熵熵增增大大，非非自自发发反反应应一一定定是是熵熵减减小小或或不不变变B B.自自发发反反应应在在恰恰当当条条件件下下才才能能实实现现C C.自自发发反反应应在在任任何何条条件件下下均均能能实实现现D D.同同一一物物质质的的固固、液液、气气三三种种状状态态的的熵熵值值相相同同5.下下列列反反应应中中在在高高温温下下不不能能自自发发进进行行的的是是（）A A.CO(g)=C(s)+1/2O2(g)B B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)C C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)D D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)ABBA1 1.判判

13、据据：H H-T TS S2 2.判判据据与与反反应应的的自自发发性性：0 0反反应应不不能能自自发发进进行行3 3.适适用用判判据据应应注注意意的的问问题题：（1 1）判判断断反反应应的的自自发发性性要要结结合合H H和和S S，利利用用H H-T TS S进进行行判判断断（2 2）条条件件是是一一定定温温度度、压压强强下下（3 3）反反应应具具有有自自发发性性，只只能能说说明明这这个个反反应应有有进进行行的的趋趋势势，但但这这个个反反应应到到底底能能不不能能反反应应，那那还还要要看看反反应应进进行行的的限限度度和和反反应应进进行行的的速速率率。三三、焓焓变变与与熵熵变变对对反反应应方方向向

14、的的共共同同影影响响H H-T TS S2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)H=-78.3kJmol-1S=494.4Jmol-1K-1CO(g)=C(s,石石墨墨)+1/2O2(g)H=110.5kJmol-1S=-89.4Jmol-1K-14Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H=-444.3kJmol-1S=-280.1Jmol-1K-1NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)H=37.30kJmol-1S=184.0Jmol-1K-1放放热热反反应应的的焓焓变变小小于于零零，熵熵

15、增增加加反反应应的的熵熵变变大大于于零零，都都对对H H-T TS S0 0有有所所贡贡献献，因因此此放放热热反反应应和和熵熵增增加加有有利利于于反反应应自自发发进进行行（课课本本P P3 37 7-3 38 8）。一一定定能能自自发发反反应应一一定定不不能能自自发发反反应应低低温温下下能能自自发发反反应应高高温温下下能能自自发发反反应应拓拓展展视视野野1.下下列列说说法法完完全全正正确确的的是是()A.放放热热反反应应均均是是自自发发反反应应B.S为为正正值值的的反反应应均均是是自自发发反反应应C.物物质质的的量量增增加加的的反反应应，S为为正正值值D.如如果果H和和S均均为为正正值值，当当温温度度升升高高时时，反反应应可可能能自自发发进进行行2.下下列列反反应应中中，S最最大大的的是是()A.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)D.CuSO4(s)+5H2O(l)CuSO45H2O(s)3.某某反反应应AB(g)=C(g)+3D(g)在在高高温温时时能能自自发发进进行行，其其逆逆反反应应在在低低温温下下能能自自发发进进行行，则则该该反反应应的的H、S应应为为()A.H0B.H0，S0，S0D.H0，S0DAC