化学人教版（2019）选择性必修1 2.3 化学反应的方向（共27张ppt）

(共27张PPT)
第三节　化学反应的方向
反应的快慢程度---化学反应速率
化学反应原理 化学反应的限度---化学平衡
反应进行的方向---？？？
尾气处理方案
尾气处理方案
汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃烧所产生的CO，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
2NO(g）+2CO(g）=N2(g）+2CO2(g）
判断这一方案是否可行？
首先考虑反应能否自发进行。
飞流直下：不借助外力
排水：借助水泵，持续消耗电能
高处
低处
自发
非自发
生活情景
生活中的自发过程:
冰融化
墨水扩散
自发过程：
一定的条件下，不需要其它外力作用就能自动进行的反应称为自发过程。
自发反应：
在给定条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应称为自发反应。
在一定条件卡，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的。
氢气的燃烧
水的电解
非自发
非自发过程：
必须外界持续做功，否则，过程就会停止，这样的过程叫做“非自发过程”。
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △H=－572kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=－184kJ/mol
2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H=－368kJ/mol
2Fe(s)+3/2O2(g)= Fe2O3(s) △H=－824kJ/mol
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+ H2O(l) △H=－56kJ/mol
共同特点： △H讨 论
放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，所以△H但是，有不少吸热反应也能自发进行.
如：Ba(OH)2 ·8(H2O)(s)+2NH4Cl(s)=
BaCl2(aq)+NH3(g)+10H2O(l) △H＞0
结论1：△H＜O有利于反应自发进行，但自发反应不一定都要△H＜O。
一、焓判据
焓判据：△H＜0的反应有自发进行的倾向，即有利于反应的自发。
反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
火柴散落
--从有序到无序，体系混乱度增大。
讨 论
混乱度增加有利于自发进行。
二、熵判据
1、熵：描述体系混乱度的物理量。
（1）符号：S 单位：J mol-1 K-1
（2）体系越无序，混乱度 ，熵值
越有利于反应自发进行
越大
越大
体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称为熵。
三种状态下水的熵S
69.9J·mol-1·K-1
47.9J·mol-1·K-1
188.7J·mol-1·K-1
结论：同一物质，S(g)>S(l)>S(s)
水蒸气 水 冰
二、熵判据
2、反应的熵变△S
①产生气体的、气体分子数增大的反应，
②气体分子数减小的反应，
△S>0
△S<0
③溶解过程和扩散过程: ΔS＞0
判断下列反应熵变大小：
1、N2(g)+3H2(g)=2NH3 (g)
2、2C(s)+O2(g)=2CO(g)
3、CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△S＜0 熵减
△S＞0 熵增
△S＞0 熵增
二、熵判据
结论2：△S＞O有利于反应自发进行，但自发反应不一定都要△S＞0。
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △H=－572kJ/mol
2Fe(s)+3/2O2(g)= Fe2O3(s) △H=－824kJ/mol
△S＜0
△S＜0
熵变是反应能否自发进行的又一个因素,但不是唯一因素。
作业：课后题P45课堂做
南方：大本P51-52,p54第1-3.
结论2：△S＞O有利于反应自发进行，但自发反应不一定都要△S＞0。
熵变是反应能否自发进行的又一个因素,但不是唯一因素。
结论1：△H＜O有利于反应自发进行，但自发反应不一定都要△H＜O。
反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
三、复合判据（考点）
△G = △H - T△S
当△G<0时，反应自发进行
当△G>0时，反应不自发进行
当△G=0时，可逆反应到达平衡状态
NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
△H ＜0 △S ＜0
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△H >0 △S>0
判断这两个反应什么条件下自发进行？
低温可行
高温可行
在恒温恒压条件下，判断化学反应自发性的判据是：
注意：T代表热力学温度，0℃时用热力学温度表示是273K.
尾气处理方案
298K、101KPa下，以下反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，
△H ＝–113.0 kJ mol-1，△S ＝–143.5 J mol-1 K-1。
判断此反应的自发性，说明利用此反应能否解决汽车尾气污染的问题。
解：将数据代入△G＝△H-T△S得：
△G=－113.0 kJ mol-1-298K×(–143.5 J mol-1 K-1)×10-3
=-71.5kJ mol-1＜0
因此，室温下反应能自发进行，可以用此反应解决汽车尾气污染的问题。
但该反应速率极慢，需要使用催化剂来加速反应。
2、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)
1、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
D
随堂练习
A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H=+185.57kJ·mol-1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
下列说法正确的是
B
下列说法正确的是(　　)
A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的
B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
C．常温下，反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
D．反应2Mg(s)＋CO2(g)==C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0
C
△G = △H - T△S
灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以用于制造器皿。已知在0℃、101kPa条件下，白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为△H=-2180.9 J mol-1，△S=-6.61 J mol-1 K-1。现将由白锡制成的器皿在0℃（273K）、101kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用( )
A.会 B.不会
C.不能确定 D.升高温度才会
A
△G = △H - T△S
注意！
1、“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，更不能确定发生的速率。“非自发“也不代表不能发生。
处于高水位的水有向低处流动的趋势但是现在被大坝拦截，此过程并没有实际发生，但是有发生的趋势。
2、“自发”是一定条件下的自发，条件变了，可能由原来的“自发”变成“非自发”。
注意！
冬天水结冰自发
春天冰融水自发
3、在讨论过程的方向时，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。
如：
水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解；高温高压石墨转化为金刚石的例子，实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。
注意！
4、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。
例如:涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
注意！