2.4 化学反应进行的方向 课件 (1)
文档属性
| 名称 | 2.4 化学反应进行的方向 课件 (1) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-07-12 10:27:09 | ||
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文档简介
课件22张PPT。第四节 化学反应进行的方向1、了解自发过程和化学反应的自发性。
2、了解发热反应的自发性和某些吸热反应的自发性
3、通过“有序”和“无序”的对比理解熵和熵变的概念
3、初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，
4、能用焓变和熵变说明化学反应的方向。 思考：
本节主要学习什么内容？思考： 1、什么是自发过程？举例说明
2、 什么是自发反应？举例说明
3 、铁能生锈，在相同条件下铁锈能生成铁吗？说明自发反应 有什么特征？一、 自发过程和自发反应不用借助于外力 自发地 方向性 不自发 二、反应的焓变与反应方向 1、焓是物质自身具有的能量，用符号H表示。焓无法测量，不同的物质具有不同的焓。
2、焓变是什么？
在化学反应中由于反应物和生成物所含的能量(焓)不同，就会有能量的变化，这个能量的变化即焓值差，就是我们所说的焓变。焓变用符号ΔH表示，常用单位为kJ·mol－1。
3.焓判据
1思考： 什么是焓判据？ 思考：反应的焓变与反应方向的关系？
1、多数放热反应能自发进行吗？举例说明
2、部分吸热反应能自发进行吗？举例说明
3、部分吸热反应在室温条件下不能自发进行，但较 高温度下能自发进行吗？。思考：焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素。是决定反应能否自发进行的唯一因素吗？不是。只根据焓变来判断反应进行的方向是不完全的4、反应焓变与反应方向的关系思考： 只根据焓变来判断反应进行的方向是不完全的，这就涉及到什么问题呢？“有序”和“无序”相关的熵问题。【交流讨论】
我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？
三、 反应熵变与反应方向
1、．熵判据
(1)熵
①体系倾向(密闭容器)： ②含义：科学家用 (符号为 )来量度这种混乱(或无序)的程度。
③特点：同一种物质不同状态时熵值大小为
S(g) S(l) S(s)。
(2)熵增原理
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，即熵变(符号ΔS) 零。
(3)熵判据
体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向，因此可用 来判断反应进行的方向。熵S＞＞大于增大增加熵增熵变2.反应的熵变与反应方向的关系
四．复合判据
1、综合考虑 和 的复合判据，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。
2、一个化学反应能否自发进行，既与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关。在等温、等压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的。反应方向的判据为：
ΔH<0，ΔS>0时，反应自发进行；
ΔH>0，ΔS<0时，反应不自发进行
焓判剧熵判剧3、ΔH>0，ΔS>0或ΔH<0，ΔS<0时反应能否自发进行与温度有关 ，一般低温时焓变影响为主，高温时熵变影响为主。
ΔG=ΔH－TΔS<0，反应能自发进行；
ΔG= ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态；
ΔG=ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。
【例题】：对反应CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）
△H = + 178.2 KJ·mol-1 △S = +169.6 J·mol-1·K-1 在室温下，能自发进行吗？
解析
△G =△H-T△S =178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1 =128 KJ·mol-1>0
因此，室温下反应不能自发进行；
如要使反应自发进行，则应使△H - T△S < 0，
则T>△H/△S=17 8.2 KJ·mol-1/0.1696 KJ·mol-1·K-1 = 1051K。
【问题1】 自发反应一定能发生反应，而非自发反应一定不能发生反应吗？
提示 自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。如C的燃烧是一个自发反应，但要想发生反应，需借助外界条件点燃才能发生。
【问题2】 H2的燃烧是自发反应吗？该过程体系的能量和熵如何变化，说明什么问题？
提示 H2的燃烧属自发反应，该过程放出热量，体系能量降低，但熵减小，说明判断一定反应进行的方向要综合考虑焓判据和熵判据。【例1】 下列关于能量判据和熵判据的说法中，不正确的是( )。
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程
C．在室温下碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行
D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的 提示 放热的自发过程可能是熵减小的过程，也可能是熵无明显变化或增加的过程。吸热的自发过程应为熵增加的过程，否则，就无法进行，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。故A对。很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾，绝不能片面地思考问题。因此，B正确，D是错误的。有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如碳酸钙的分解反应。故C正确。
答案 D 【例2】下列说法正确的是( )。
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.58 kJ/mol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答案 B解析 已知在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大；A、B、C、D中的反应均为分解反应且都为吸热反应，即ΔH<0；A、C、D三个反应又是熵增的反应，所以在高温下能自发进行，B不是熵增的反应，在高温下不能自发进行。
答案 B
2、了解发热反应的自发性和某些吸热反应的自发性
3、通过“有序”和“无序”的对比理解熵和熵变的概念
3、初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，
4、能用焓变和熵变说明化学反应的方向。 思考：
本节主要学习什么内容？思考： 1、什么是自发过程？举例说明
2、 什么是自发反应？举例说明
3 、铁能生锈，在相同条件下铁锈能生成铁吗？说明自发反应 有什么特征？一、 自发过程和自发反应不用借助于外力 自发地 方向性 不自发 二、反应的焓变与反应方向 1、焓是物质自身具有的能量，用符号H表示。焓无法测量，不同的物质具有不同的焓。
2、焓变是什么？
在化学反应中由于反应物和生成物所含的能量(焓)不同，就会有能量的变化，这个能量的变化即焓值差，就是我们所说的焓变。焓变用符号ΔH表示，常用单位为kJ·mol－1。
3.焓判据
1思考： 什么是焓判据？ 思考：反应的焓变与反应方向的关系？
1、多数放热反应能自发进行吗？举例说明
2、部分吸热反应能自发进行吗？举例说明
3、部分吸热反应在室温条件下不能自发进行，但较 高温度下能自发进行吗？。思考：焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素。是决定反应能否自发进行的唯一因素吗？不是。只根据焓变来判断反应进行的方向是不完全的4、反应焓变与反应方向的关系思考： 只根据焓变来判断反应进行的方向是不完全的，这就涉及到什么问题呢？“有序”和“无序”相关的熵问题。【交流讨论】
我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？
三、 反应熵变与反应方向
1、．熵判据
(1)熵
①体系倾向(密闭容器)： ②含义：科学家用 (符号为 )来量度这种混乱(或无序)的程度。
③特点：同一种物质不同状态时熵值大小为
S(g) S(l) S(s)。
(2)熵增原理
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，即熵变(符号ΔS) 零。
(3)熵判据
体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向，因此可用 来判断反应进行的方向。熵S＞＞大于增大增加熵增熵变2.反应的熵变与反应方向的关系
四．复合判据
1、综合考虑 和 的复合判据，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。
2、一个化学反应能否自发进行，既与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关。在等温、等压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的。反应方向的判据为：
ΔH<0，ΔS>0时，反应自发进行；
ΔH>0，ΔS<0时，反应不自发进行
焓判剧熵判剧3、ΔH>0，ΔS>0或ΔH<0，ΔS<0时反应能否自发进行与温度有关 ，一般低温时焓变影响为主，高温时熵变影响为主。
ΔG=ΔH－TΔS<0，反应能自发进行；
ΔG= ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态；
ΔG=ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。
【例题】：对反应CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）
△H = + 178.2 KJ·mol-1 △S = +169.6 J·mol-1·K-1 在室温下，能自发进行吗？
解析
△G =△H-T△S =178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1 =128 KJ·mol-1>0
因此，室温下反应不能自发进行；
如要使反应自发进行，则应使△H - T△S < 0，
则T>△H/△S=17 8.2 KJ·mol-1/0.1696 KJ·mol-1·K-1 = 1051K。
【问题1】 自发反应一定能发生反应，而非自发反应一定不能发生反应吗？
提示 自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。如C的燃烧是一个自发反应，但要想发生反应，需借助外界条件点燃才能发生。
【问题2】 H2的燃烧是自发反应吗？该过程体系的能量和熵如何变化，说明什么问题？
提示 H2的燃烧属自发反应，该过程放出热量，体系能量降低，但熵减小，说明判断一定反应进行的方向要综合考虑焓判据和熵判据。【例1】 下列关于能量判据和熵判据的说法中，不正确的是( )。
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程
C．在室温下碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行
D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的 提示 放热的自发过程可能是熵减小的过程，也可能是熵无明显变化或增加的过程。吸热的自发过程应为熵增加的过程，否则，就无法进行，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。故A对。很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾，绝不能片面地思考问题。因此，B正确，D是错误的。有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如碳酸钙的分解反应。故C正确。
答案 D 【例2】下列说法正确的是( )。
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.58 kJ/mol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答案 B解析 已知在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大；A、B、C、D中的反应均为分解反应且都为吸热反应，即ΔH<0；A、C、D三个反应又是熵增的反应，所以在高温下能自发进行，B不是熵增的反应，在高温下不能自发进行。
答案 B