鲁科版高中化学选择性必修1第2章化学反应的方向、限度与速率2.1化学反应的方向教学课件(共18张PPT)

(共18张PPT)
第1节 化学反应的方向
我们生活中越来越多的汽车带来的大气污染，有人设想让CO与NO反应产生两种无毒的气体，其中一种是空气的主要成分之一，写出此反应的化学方程式
2CO+2NO=2CO2+N2
1、自发过程
在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。
【探究】
探究以下自发过程中有哪些共同的变化趋势
（1）自然界中水总是从高处往低处流；
（2）电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；
（3）水蒸气冷凝成水
共同点：高能向低能转化
一、焓变与反应方向
下列自发进行的反应,有什么共同点
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
__＿_焓判据
共同点： △H＜0 焓减小 放热反应　
焓减小有利于反应自发进行
思考：很多放热反应有自发进行的倾向，
是不是吸热反应就不能自发进行呢？
有些自发反应却是吸热的，
如：氯化铵与氢氧化钡的反应。
碳酸铵的分解：
(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
结论: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
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)
△H=+37.3 kJ·mol-1
碳酸钙分解:CaCO3 (S) = CaO（s）+ CO2（g）
△H（298K）=+178.2kJ·mol-1
△H（1200K）=+176.5kJ·mol-1
气态物质能通过分子的扩散自发地形成均匀的混合物。
火柴散落有趋向于最大混乱度的倾向
结论：密闭条件下，体系从有序→无序是自发的。与能量状态的高低无关
有序
混乱
冰块融化
品红在水中扩散
克劳修斯 （德国）
(1)熵：描述体系混乱度的物理量，
符号：S 单位：J·mol-1·K-1
体系有向混乱度增加(即熵增)的方向变化的倾向，这是自然界的规律。
（混乱度：微粒间无规则排列程度）
二 、熵变与反应方向
体系混乱度越大，熵值越大，即S值越大。
熵值最大
熵值最小
【结论】同一物质的熵值：气态＞液态＞固态
物质熵大小规律
(1)同一种物质的熵值
69.9J·mol-1K-1
47.9J·mol-1K-1
188.7J·mol-1K-1
三种状态下水的熵
冰 水 水蒸气
与物质的状态有关
固态
液态
气态
熵增
熵增
S(冰)
< S(水)
<< S(水蒸气)
与物质的分子结构有关
S(CH4) < S(C2H6) < S(C3H8) < S(C4H10)
物质熵值的特点
物质的组成越复杂其熵值越大
与物质的物质的量有关
物质的量越大，分子数越多，熵值越大。
例如：2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔS＞0
判断化学反应方向的依据 熵判据：
S>0 的反应有自发进行的倾向.
ΔS越大，越有利于反应的自发进行。
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)
△S=－39.4J mol-1 K-1
熵变是反应能否自发进行一个因素, 但也不是唯一因素。
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
1.判据：△H-T△S
△H-T△S < 0 反应正向自发
△H-T△S = 0 达平衡状态
△H-T△S > 0 反应正向不能自发
△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
A、相同条件下，自发变化的逆过程是非自发过程；
B、自发变化或非自发变化是在给定条件下而言的，
C、减焓、增熵有利于反应的进行。
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况
－ ＋ 永远是负值 在任何温度下反应都能自发进行
＋ － 永远是正值 在任何温度下反应都不自发进行
＋ ＋ 低温为正；高温为负 低温下反应不自发进行；高温下反应自发进行
－ － 低温为负；高温为正 低温下反应自发进行；高温下反应不自发进行
影响因素：
化学反应的方向
反应焓变
反应熵变
共同影响
吸热
放热
熵增
熵减
小结
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
【课堂练习】
D
A
3、下列说法正确的是∶（ ）
A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；
C、自发反应在恰当条件下才能实现；
D、自发反应在任何条件下都能实现。
C
4、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
5、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都是放热反应。
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