人教版高中化学选修4第二章 第4节化学反应进行的方向课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第四节
化学反应方向
第二章
化学反应速率与化学平衡
自发过程：在一定条件下，不需要外力作　
　　　　　用就能自动进行的过程；
非自发过程：在一定条件下，需持续借助
外力作用才能进行的过程。
【讨论】请尽可能多地列举你熟知的自发过程。
AB
高能
低能
释放
有序
无序
一、自发过程的能量判据
能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。
能量判据又称焓判据，即△H＜0的反应有自发进行的倾向。
练习1:
已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：
①
C(金刚石、s)+O2(g)
＝CO2(g)
△H1＝－395.41kJ/mol
②
C(石墨、s)+O2(g)
＝
CO2(g)
△H2＝－393.51kJ/mol
关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是(
)
A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程
C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低
AC
练习2:
知道了某过程有自发性之后，则
可判断出过程的方向
可确定过程是否一定会发生
可预测过程发生完成的快慢
可判断过程的热效应
A
？
N2O5分解：
2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)
△H=+56.7kJ/mol
碳铵的分解：
(NH4
)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
△H=+74.9
kJ/mol
自发进行的吸热反应
自发反应一定要△H
<
O
？
注意：
（1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件；
（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。
（3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素
墨水滴入水中
气体的扩散
一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？
如果没有法律的制约，世界会怎样？
下课铃一响教室里会怎样？
你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？
克劳修斯
（德国）
二、熵（S）：
1.描述体系混乱度的物理量
2.符号：S
单位：J?mol-1?K-1
3.大小判据：
（1）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；
（3）物质不同状态的熵值：S(g)
>
S(l)
>
S(s)。
4.反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差
(1)符号：△S
(2)表达式:△S
=∑S(生成物)
–
∑S
(反应物)
(3)正负判断：
①气体体积增大的反应，△S>0,熵增加反应
②气体体积减小的反应，△S<0,熵减小反应
练习：判断下列反应熵变大小：
1、N2+3H2=2NH3
2、2C+O2=2CO
3、CaCO3=CaO+CO2
△S＜0
△S>0
△S＞0
学习探究
三．化学反应进行的方向与熵变的关系
(1)熵判据
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)大于零，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。
②当ΔS<0时，反应为熵减反应，在一定条件下不能自发进行。
①当ΔS>0时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。
学习探究
如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔS＝－39.35
J·mol－1·K－1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。
(2)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
△
G=△H—T
△S
复合判据（自由能变化）
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，平衡状态
自主学习：P38科学视野
科学家们总结出了一条公式△G＝
△H－T
△S，△G代表的是自由能，用自由能来判断反应进行的方向是最全面最科学的，当△G<0时，反应就可以自发进行
任何温度都自发进行
不能自发进行
较低温度时自发进行
高温时自发进行
总结：
焓变
熵变
化学反应能否自发进行
?H＜0
?S＞0
?H＞0
?S＜0
?H＜0
?S＜0
?H＞0
?S＞0
＜０
自发进行
＞０
不自发进行
低温时＞０,高温时＜０
低温时＜０,高温时＞０
低温不自发,高温自发
低温自发,高温不自发
?H
?Ｓ
?Ｇ
三、化学反应自发进行的方向
△
G=△H—T
△S
反应在该状况下能否自发进行
＜０
＞０
＞０
＜０
＞０
＞０
＜０
＜０
一、自发过程的变化趋势
1、能量趋于降低
2、混乱度趋于增加
二、化学反应自发进行的方向
2、物质的混乱度趋于增加
1、物质具有的能量趋于降低
——?H(焓变)<0
——?S(熵变)>0
放热反应
熵增原理
注意：过程的自发性只用于判断过程的方向，不能确定是否一定会发生和过程发生的速率。
1.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
练习与探究
2.下列反应中，ΔS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)＝CuSO4?5H2O(s)
3.某反应２AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH、ΔS应为(
)
A.ΔH
<
0，ΔS
>
0
B.
ΔH
<
0，ΔS
<0
C.
ΔH
>
0，ΔS
>
0
D.
ΔH
>
0，ΔS
<
0
A
C
4、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。
5、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
练习6
下列反应中，在高温下不能自发进行的是
D.
CO(g)＝C(s)＋1/2O2
B.
2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
A.
(NH4
)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
C.
MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)
D
熵减
熵增
熵增
熵增