高中化学选修4-化学反应进行的方向课件.pptx

1、高山流水高山流水冰雪融化冰雪融化花开花谢花开花谢自发过程：自发过程：自然界中水总是从高处往地处流；自然界中水总是从高处往地处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；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；室温下冰块自动融化；墨水扩散；墨水扩散；食盐溶解于水。食盐溶解于水。自发反应：自发反应：镁条燃烧：镁条燃烧：Mg(s)+O2(g)=MgO(s)酸碱中和：酸碱中和：H+OH-=H2O 铁器暴露在潮湿空气中会生锈：铁器暴露在潮湿空气中会生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧：甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧：CH4(g)

2、+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)自发过程：自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。进行的过程。自发反应：自发反应：自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。一部分。那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？一个过程或者一个反应要自发的进行是否发进行呢？一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件呢？要符合什么条件呢？【探究探究】以以“物体由高处自由下落物体由高处自由下落”为代表，探究自发为代表，探究自发过程中有哪些变化

3、趋势。过程中有哪些变化趋势。自然界中水总是从高处往地处流；自然界中水总是从高处往地处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处钠与水反应钠与水反应2Na(s)+2H2Na(s)+2H2 2O(l)=2NaOH(aq)+HO(l)=2NaOH(aq)+H2 2(g)(g)H=H=368 kJ/mol368 kJ/mol(2)(2)铁生锈：铁生锈：3Fe(s)+3/2O3Fe(s)+3/2O2 2(g)=Fe(g)=Fe2 2O O3 3(s)(s)H=

4、H=824 kJ/mol824 kJ/mol(3)(3)氢气和氧气反应：氢气和氧气反应：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)H=H=571.6kJ/mol571.6kJ/mol共同点：共同点：HS(l)S(s)三种状态下水的熵三种状态下水的熵 冰冰 水水 水蒸气水蒸气二、熵（二、熵（S S）1.描述体系混乱度的物理量描述体系混乱度的物理量 2.符号：符号：S 单位：单位：Jmol-1K-1 3.大小判据：大小判据：（1）物质的混乱度：体系混乱度越大，熵值越大；）物质的混乱度：体系混乱度越大，熵值越大；（2）同一条件：不同物质的熵值不同；）同一条

5、件：不同物质的熵值不同；（3）物质的存在状态：）物质的存在状态：S(g)S(l)S(s)。4.反应熵变反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差反应产物的总熵与反应物总熵之差 (1)符号：符号：S (2)表达式表达式:S=S(生成物生成物)S(反应物反应物)(3)正负判断：正负判断：气体体积增大的反应，气体体积增大的反应，S0,熵增加反应熵增加反应 气体体积减小的反应，气体体积减小的反应，S0,熵减小反应熵减小反应 练习：判断下列反应熵变大小：练习：判断下列反应熵变大小：1、N2+3H2=2NH3 2、2C+O2=2CO3、CaCO3=CaO+CO2S0S0S01、冰、冰 液态水液态水 水蒸气水

6、蒸气 2、氯化钠晶体溶于水、氯化钠晶体溶于水3、自发进行的吸热反应：、自发进行的吸热反应：N2O5分解：分解：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJ/mol碳酸铵的分解：碳酸铵的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJ/mol共同点：熵（共同点：熵（S）增加）增加【探究探究】下列自发过程熵变的特点下列自发过程熵变的特点规律规律:反应的反应的S S越大越大,越有利于反应自发进行，越有利于反应自发进行，这个判据叫这个判据叫熵判据熵判据。2KClO2KClO3 3(s)=2KCl(s)+3O(s)=2KCl(s)+3O2 2(g)(

7、g)H=-78.3kJ/mol H=-78.3kJ/mol S=+494.4J/mol/KS=+494.4J/mol/K一定能自发反应一定能自发反应CO(g)=C(s,CO(g)=C(s,石墨石墨)+1/2O)+1/2O2 2(g)(g)H=+110.5kJ/mol H=+110.5kJ/mol S=-89.4J/mol/KS=-89.4J/mol/K 一定不能自发反应一定不能自发反应4Fe(OH)4Fe(OH)2 2(s)+2H(s)+2H2 2O(l)+OO(l)+O2 2(g)=4Fe(OH)(g)=4Fe(OH)3 3(s)(s)H=-444.3kJ/mol H=-444.3kJ/mo

8、l S=-280.1J/mol/KS=-280.1J/mol/KNHNH4 4HCOHCO3 3(s)+CH(s)+CH3 3COOH(COOH(aqaq)=CO)=CO2 2(g)+CH(g)+CH3 3COONHCOONH4 4(aqaq)+H)+H2 2O(l)O(l)H=+37.30kJ/mol H=+37.30kJ/mol S=+184.0J/mol/KS=+184.0J/mol/K举例：科学家们总结出了一条公式科学家们总结出了一条公式G HT S，当当G0时，反应就可以自发进行时，反应就可以自发进行。总结：三、焓变与熵变对反应方向的共同影响三、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1.判

9、据：判据：H-TS 2.判据与反应的自发性：判据与反应的自发性：0 反应不能自发进行反应不能自发进行 总结：自发过程的两大变化趋势：总结：自发过程的两大变化趋势：（1）能量趋于减小）能量趋于减小(焓减）焓减）（2）混乱度趋于增大（熵增）混乱度趋于增大（熵增）练习：练习：1.能用能量判据判断下列过程的方向的是能用能量判据判断下列过程的方向的是（）A.A.水总是自发的由高处往低处流水总是自发的由高处往低处流B.B.放热反应容易自发进行，吸热反应不放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行能自发进行C.C.有序排列的火柴散落时成为无序排列有序排列的火柴散落时成为无序排列D.D.多次洗牌后，扑克牌的毫

10、无规律的混多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大乱排列的几率大A练习：练习：2.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2（g g）=CO=CO2 2（g g）C(C(金刚石，金刚石，s)+Os)+O2 2（g g）=CO=CO2 2（g g）B C3.下列过程属于熵增加的是（下列过程属于熵增加的是（）A.A.固体的溶解过程固体的溶解过程 B.B.气体扩散过程气体扩散过程C.C.水蒸气变为液态水水蒸气变为液态水 D.CO(g)+2HD.CO(g)+2H2 2(g)=CH(g)=CH3 3OH(g)OH(

11、g)4.下列说法中，正确的是（下列说法中，正确的是（）A.A.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变熵减小或不变B.B.自发反应在恰当条件下才能实现自发反应在恰当条件下才能实现C.C.自发反应在任何条件下均能实现自发反应在任何条件下均能实现D.D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同ABB5.下列反应中在高温下不能自发进行的是下列反应中在高温下不能自发进行的是（）A.CO(g)=C(s)+I/2OA.CO(g)=C(s)+I/2O2 2(g)(g)B.2NB.2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4

12、NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)C.(NH4)C.(NH4)2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)D.MgCOD.MgCO3 3(s)=MgO(s)+CO(s)=MgO(s)+CO2 2(g)(g)A6.下列说法完全正确的是下列说法完全正确的是()A.放热反应均是自发反应放热反应均是自发反应 B.S为正值的反应均是自发反应为正值的反应均是自发反应 C.物质的量增加的反应，物质的量增加的反应，S为正值为正值 D.如果如果H和和S均为正值，当温度升高均为正值，当温度升高时，反应可能发进行时，反应可能发进行D7.下列反应中，下列反应中，S最大的是最大的是()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)A8.某反应某反应AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的进行，则该反应的H、S应为应为()A.H 0 B.H 0，S 0，S 0 D.H 0，S 0C C