人教版化学选修4第二章第四节 化学反应进行的方向 课件 （共18张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版化学选修4第二章第四节 化学反应进行的方向 课件 （共18张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 601.5KB | ||
| 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 | 2020-04-13 12:50:02 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
第四节 化学反应进行的方向
一课时
一、化学反应原理的重要组成部分
二、反应焓变与反应方向
三、反应熵变与反应方向
四、焓变与熵变对反应方向的共同影响
一、化学反应原理的重要组成部分∶
反应的快慢程度
化学反应原理 化学反应的限度
反应进行的方向
如何判断反应能否发生？
化学反应进行的方向是一个复杂问题，如果反应已经发生了，方向其实也已确定；但如果反应还没有发生，我们则要通过互相关联的能量（ΔＨ）判据（力图使自身能量趋于最低）和熵判据（由有序变为无序的现象）。
?
自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程
高山流水
自由落体
能量趋于最低
酸碱中和
目录
二、反应焓变与反应方向
日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判据∶
体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量～ΔＨ﹤0）。
多数能自发进行的化学反应是放热反应，
如常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热∶ 4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)；
ΔＨ=－444.3 kJ/mol
但是，有不少吸热反应也能自发进行，如∶
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=
CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)；
ΔＨ(298K) =＋37.3 kJ/mol
还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，如在室温下吸热反应的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（1200K）下则能自发进行。
放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,——焓（ ΔＨ）判据
由此可见
运用焓判据主要依据反应焓变，而焓变（ ΔＨ）的确是一个与反应能否自发进行的因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
火柴棒散落
墨水扩散
由有序变为无序
同一种物质，其气态时会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物
硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中扩散
目录
三、反应熵变与反应方向
为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→
1、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向～称为熵。
由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度。
2、符号用 S 表示。
3、熵值越大，体系混乱度越大。同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。
4、熵变和熵增原理
（1）熵变（ΔS）∶化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。
Δ S=S反应产物－S反应物
产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ Δ S ＞0），为熵增加反应。许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些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。
（2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，又称为熵判据。
目录
-10℃的液态水能自动结冰成为固态
铝热反应是熵减反应，它在一定条件下也可自发进行。
因此熵判据判断过程的方向也是不全面的
讨论：学与问
目录
四、焓变与熵变对反应方向的共同影响∶（复合判据——自由能ΔＧ）
在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变（ ΔH）有关，又可能与反应熵变（ ΔS）有关。在温度、压强一定的条件下，我们要判别化学反应的方向要考虑ΔH、 ΔS共同影响的结果。
反应焓变（能量判据）
反应方向
反应熵变（熵判据）
ΔＧ＝ ΔH－TΔS﹤0，则反应自发进行，
ΔＧ＝０反应到达平衡状态，
ΔＧ＞０反应不能自发进行。（T为绝对温度）
▲焓判据和熵判据的应用
1、由焓判据知∶放热过程（ ΔH﹤0）常常是容易自发进行；
2、由熵判据知∶若干熵增加（ ΔS﹥0）的过程是自发的；
3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据－自由能将更适合于所有的反应过程。
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。如钢制器件腐蚀、装在不同地方的气体等例子。
5、在讨论过程的方向时，我们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。
例如水、石灰石分解、石墨转化为金刚石
6、反应的自发性也受外界条件的影响。如石灰石分解，常温下是非自发的，但在1273K时是自发的反应。
目录
典例剖析∶
例1 下列过程是非自发的是∶（ ）
A.水由高处向低处流； B.天然气的燃烧；
C.铁在潮湿空气中生锈；D.室温下水结成冰
例2 碳酸铵〔（NH4）2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是( )
A.其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；
B.其分解是因为外界给予了能量；
C.其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；
D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
D
A
练习与探究
1、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
2、自发进行的反应一定是（ ）
A.吸热反应 B.放热反应
C.熵增加反应 D.熵增加或者放热反应
C
D
3、下列说法正确的是（ ）
A.放热反应一定是自发进行的反应
B.吸热反应一定是非自发进行的
C.自发进行的反应一定容易发生
D.有些吸热反应也能自发进行
4、250C和1.01×105Pa时，反应
2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；
ΔH= +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
D
第四节 化学反应进行的方向
一课时
一、化学反应原理的重要组成部分
二、反应焓变与反应方向
三、反应熵变与反应方向
四、焓变与熵变对反应方向的共同影响
一、化学反应原理的重要组成部分∶
反应的快慢程度
化学反应原理 化学反应的限度
反应进行的方向
如何判断反应能否发生？
化学反应进行的方向是一个复杂问题，如果反应已经发生了，方向其实也已确定；但如果反应还没有发生，我们则要通过互相关联的能量（ΔＨ）判据（力图使自身能量趋于最低）和熵判据（由有序变为无序的现象）。
?
自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程
高山流水
自由落体
能量趋于最低
酸碱中和
目录
二、反应焓变与反应方向
日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判据∶
体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量～ΔＨ﹤0）。
多数能自发进行的化学反应是放热反应，
如常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热∶ 4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)；
ΔＨ=－444.3 kJ/mol
但是，有不少吸热反应也能自发进行，如∶
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=
CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)；
ΔＨ(298K) =＋37.3 kJ/mol
还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，如在室温下吸热反应的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（1200K）下则能自发进行。
放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,——焓（ ΔＨ）判据
由此可见
运用焓判据主要依据反应焓变，而焓变（ ΔＨ）的确是一个与反应能否自发进行的因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
火柴棒散落
墨水扩散
由有序变为无序
同一种物质，其气态时会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物
硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中扩散
目录
三、反应熵变与反应方向
为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→
1、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向～称为熵。
由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度。
2、符号用 S 表示。
3、熵值越大，体系混乱度越大。同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。
4、熵变和熵增原理
（1）熵变（ΔS）∶化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。
Δ S=S反应产物－S反应物
产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ Δ S ＞0），为熵增加反应。许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些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。
（2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，又称为熵判据。
目录
-10℃的液态水能自动结冰成为固态
铝热反应是熵减反应，它在一定条件下也可自发进行。
因此熵判据判断过程的方向也是不全面的
讨论：学与问
目录
四、焓变与熵变对反应方向的共同影响∶（复合判据——自由能ΔＧ）
在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变（ ΔH）有关，又可能与反应熵变（ ΔS）有关。在温度、压强一定的条件下，我们要判别化学反应的方向要考虑ΔH、 ΔS共同影响的结果。
反应焓变（能量判据）
反应方向
反应熵变（熵判据）
ΔＧ＝ ΔH－TΔS﹤0，则反应自发进行，
ΔＧ＝０反应到达平衡状态，
ΔＧ＞０反应不能自发进行。（T为绝对温度）
▲焓判据和熵判据的应用
1、由焓判据知∶放热过程（ ΔH﹤0）常常是容易自发进行；
2、由熵判据知∶若干熵增加（ ΔS﹥0）的过程是自发的；
3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据－自由能将更适合于所有的反应过程。
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。如钢制器件腐蚀、装在不同地方的气体等例子。
5、在讨论过程的方向时，我们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。
例如水、石灰石分解、石墨转化为金刚石
6、反应的自发性也受外界条件的影响。如石灰石分解，常温下是非自发的，但在1273K时是自发的反应。
目录
典例剖析∶
例1 下列过程是非自发的是∶（ ）
A.水由高处向低处流； B.天然气的燃烧；
C.铁在潮湿空气中生锈；D.室温下水结成冰
例2 碳酸铵〔（NH4）2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是( )
A.其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；
B.其分解是因为外界给予了能量；
C.其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；
D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
D
A
练习与探究
1、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
2、自发进行的反应一定是（ ）
A.吸热反应 B.放热反应
C.熵增加反应 D.熵增加或者放热反应
C
D
3、下列说法正确的是（ ）
A.放热反应一定是自发进行的反应
B.吸热反应一定是非自发进行的
C.自发进行的反应一定容易发生
D.有些吸热反应也能自发进行
4、250C和1.01×105Pa时，反应
2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；
ΔH= +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
D