李建华化学反应方向.ppt

海门市四甲中学化学组海门市四甲中学化学组李建华李建华化学反应进行的方向化学反应进行的方向教学目标：教学目标：1、了解熵的基本涵义及能量判椐和、了解熵的基本涵义及能量判椐和熵判椐的基本内容。熵判椐的基本内容。2、能说出化学反应、能说出化学反应 的焓变与熵变对的焓变与熵变对反应进行方向的影响。反应进行方向的影响。教学难点、重点：能说出化学反应的教学难点、重点：能说出化学反应的焓变与熵变对焓变与熵变对 反应进行方向的影响。反应进行方向的影响。1、高山流水是一个自动进行的自然过程高山流水是一个自动进行的自然过程,低处水可以流至高处么？低处水可以流至高处么？2、在、在“低水高流低水高流”的过程中一旦外界停止做的过程中一旦外界停止做 功，该过程还能继续进行下去吗？功，该过程还能继续进行下去吗？可采取什么措施？可采取什么措施？思考与交流思考与交流(1)钠与水反应：钠与水反应：2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)H=368 kJ/mol(2)铁生锈：铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)H=824 kJ/mol(3)氢气和氧气反应：氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJ/mol 自发过程：自发过程：在在一定条件一定条件下，不需人为作下，不需人为作用就能自动进行的过程用就能自动进行的过程 非自发过程：非自发过程：在通常状况下，在通常状况下，需持续借需持续借助人为作用才能进行的过程助人为作用才能进行的过程一、自发过程与非自发过程一、自发过程与非自发过程 自发过程的体系自发过程的体系趋向趋向于从于从_状态状态转变为转变为_状态（这时体系会状态（这时体系会_或或_），这一经验），这一经验规律就是能量判据。规律就是能量判据。注注1：能量判据又称：能量判据又称焓判据焓判据，即，即H 0的反的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。应进行方向的判据之一。高能高能低能低能对外部做功对外部做功释放能量释放能量注注2：只根据能量判据判断过程的自发性是：只根据能量判据判断过程的自发性是不全面的。不全面的。二、自发过程的能量判据二、自发过程的能量判据思考：思考：是否可以用能量判据解释所有过程是否可以用能量判据解释所有过程的自发性呢？的自发性呢？1、判断下列自发过程的能量的变化情况：、判断下列自发过程的能量的变化情况：（1）冰冰液态水液态水水蒸气水蒸气 _（2）氯化钠晶体溶于水氯化钠晶体溶于水 _2、自发进行的吸热反应：、自发进行的吸热反应：（1）N2O5分解：分解：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJ/mol（2）碳铵的分解：碳铵的分解：(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJ/mol吸收能量吸收能量几乎没有能量变化几乎没有能量变化三、自发过程的熵判据三、自发过程的熵判据1、熵：、熵：热力学上用来表示热力学上用来表示混乱度混乱度的状的状态函数，符号为态函数，符号为S，体系的无序性越，体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大高，即混乱度越高，熵值就越大 注：同一物质，在气态时熵最注：同一物质，在气态时熵最，液态时液态时，固态时最，固态时最。2、熵变：反应前后混乱度的变化，叫、熵变：反应前后混乱度的变化，叫做熵变，符号：做熵变，符号：S 单位：单位：Jmol-1k-1大大次之次之小小思考思考1：从火柴盒中取出全部火柴梗，整齐：从火柴盒中取出全部火柴梗，整齐拿在手中，从高处同时放开使其落入水槽拿在手中，从高处同时放开使其落入水槽中，观察现象。从混乱度角度对比分析其中，观察现象。从混乱度角度对比分析其初、终态的情况。初、终态的情况。思考思考2：根据经验判断下列过程中混乱度的变：根据经验判断下列过程中混乱度的变化情况：化情况：1、冰、冰液态水液态水水蒸气水蒸气 2、氯化钠晶体溶于水、氯化钠晶体溶于水增大增大增大增大3、自发过程的熵判据：在与外界隔离、自发过程的熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增大，这一经验规律叫做熵增原熵增原理理 即（即（S0），是判断化学反应，是判断化学反应方向的另一判据。方向的另一判据。小结小结1：自发过程的两大变化趋势自发过程的两大变化趋势2、混乱度趋于增加、混乱度趋于增加S0（释放热量或对外做功）（释放热量或对外做功）1、能量趋于降低、能量趋于降低 H0，S0H0，S0小结小结2：焓变、熵变都与反应焓变、熵变都与反应的自发性有关，但都不能独立的自发性有关，但都不能独立的作为自发性的判据，判断反的作为自发性的判据，判断反应进行的方向必须综合考虑体应进行的方向必须综合考虑体系的焓变、熵变的复合判据系的焓变、熵变的复合判据四、化学反应自发进行的方向四、化学反应自发进行的方向2、物质的混乱度趋于增加、物质的混乱度趋于增加1、物质具有的能量趋于降低、物质具有的能量趋于降低 H(焓变焓变)0焓焓(H)判据判据熵熵(S)判据判据放热反应放热反应焓变焓变熵变熵变化学反应能否自发进行化学反应能否自发进行正向自发进行正向自发进行正向不自发进行正向不自发进行不能定性判断不能定性判断不能定性判断不能定性判断 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0熵增原理熵增原理信息：信息：体系自由能变化（体系自由能变化（G）综合考虑了焓变）综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响：和熵变对反应体系的影响：G=H-T S（为为热力学温度，均为正值）。在恒温、恒压下，用热力学温度，均为正值）。在恒温、恒压下，用 G判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得更为科学（当更为科学（当 G 0时可自发进行）。时可自发进行）。请阅读所给信息，然后回答问题请阅读所给信息，然后回答问题反应在该状况下反应在该状况下能否自发进行能否自发进行自发进行自发进行不自发进行不自发进行与温度有关与温度有关 H 一般低温时焓变影响为主一般低温时焓变影响为主高温时熵变影响为主高温时熵变影响为主1、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO23、2H2(气气)+O2(气气)=2H2O(液液)，一定自发一定自发一定非自发一定非自发，点燃时自发点燃时自发高温时自发高温时自发总结：总结：2、如果正反应一定自发，则逆反应一定非自发、如果正反应一定自发，则逆反应一定非自发3、如果正反应可能自发，则逆反应也可能自发、如果正反应可能自发，则逆反应也可能自发4、非自发在消耗外力作用下也可能发生、非自发在消耗外力作用下也可能发生5、自发不含有反应一定会迅速发生的意思，、自发不含有反应一定会迅速发生的意思，它只是说明反应进行的方向。它只是说明反应进行的方向。1、焓变与熵变二者的复合判据才是自发反应、焓变与熵变二者的复合判据才是自发反应的判断标准的判断标准 1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）A、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非 自发的；自发的；B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；熵减少或不变；C、自发反应在恰当条件下才能实现；、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。、自发反应在任何条件下都能实现。巩固练习：巩固练习：C2、知道了某过程有自发性之后，则、知道了某过程有自发性之后，则 （）A、可判断出过程的方向、可判断出过程的方向 B、可确定过程是否一定会发生、可确定过程是否一定会发生C、可预测过程发生完成的快慢、可预测过程发生完成的快慢 D、可判断过程的热效应、可判断过程的热效应3、发生复分解反应的条件之一是生成气、发生复分解反应的条件之一是生成气体，试利用前面所学知识加以解释。体，试利用前面所学知识加以解释。4、已知、已知2CO(g)=2C(s)+O2(g)是吸热是吸热反应，也是熵减反应。有人曾提出可通反应，也是熵减反应。有人曾提出可通过热分解法消除过热分解法消除CO对空气的污染，你对空气的污染，你认为这一建议可行吗？认为这一建议可行吗？A反应中生成气体是熵增大的过程，所以反应中生成气体是熵增大的过程，所以增大了反应的自发性增大了反应的自发性不能不能5、（提高题）已知在100kPa、298.15k时石灰石分解反应：CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）H=178.3KJ/mol S=160.4Jmol-1k-1试判断反应的自发性及自发反应的最低温度。试判断反应的自发性及自发反应的最低温度。答：在答：在100kPa、298.15k时为非自发反应，自发反时为非自发反应，自发反应的最低温度为应的最低温度为1112K1、高山流水是一个自动进行的自然过程高山流水是一个自动进行的自然过程,高处水一定能流到低处吗？高处水一定能流到低处吗？2、H2与与O2一定能反应吗？一定能反应吗？