人教版高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向课件2 鲁科选修4.ppt

选修选修4第二章第二章第第1节节 化学反应的方向课件化学反应的方向课件22021/8/9 星期一1 目标导航1.了了解熵变的概念及化学反应的方向与化学反应的焓变和熵变解熵变的概念及化学反应的方向与化学反应的焓变和熵变的关系。的关系。2.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。3.能根据定量关系式能根据定量关系式HTS判断化学反应进行的方向。判断化学反应进行的方向。2021/8/9 星期一2一、反应焓变与反应方向一、反应焓变与反应方向1自自发过程：发过程：(1)概念：在温度和压强一定的条件下，不借概念：在温度和压强一定的条件下，不借助助 就能自动进行的过程。就能自动进行的过程。(2)特点：具有方向性，即过程的某个方向在一定条特点：具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是件下是自发的，而其逆方向在该条件下是 自发的。自发的。外力肯定不能2021/8/9 星期一32反应焓变与反应方向的关系反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是能自发进行的化学反应多数是H 0反应。反应。(2)有些有些H0反应也能自发进行。反应也能自发进行。结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，结论：反应焓变与反应能否自发进行有关，但但 决定反应能否自发进行的唯一因素。决定反应能否自发进行的唯一因素。越大2021/8/9 星期一52熵变熵变(1)概念：概念：与与 之差。之差。(2)计算式：计算式：S 。(3)正负判断依据正负判断依据物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，程，S 0，是熵，是熵 的过程。的过程。气体体积增大的反应，熵变通常都是气体体积增大的反应，熵变通常都是S 0，是熵，是熵 的反应。的反应。气体体积减小的反应，熵变通常都是气体体积减小的反应，熵变通常都是S 0，是熵，是熵 的反应。的反应。反应产物总熵反应物总熵S(反应产物)S(反应物)增加增加减小2021/8/9 星期一63熵变与反应方向熵变与反应方向(1)熵熵 有利于反应的自发进行。有利于反应的自发进行。(2)某些熵某些熵 的反应在一定条件下也能的反应在一定条件下也能自发进行。自发进行。结论：反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个结论：反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但因素，但 唯一因素。唯一因素。增加减小不是2021/8/9 星期一71体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那么，么，H0的反应为何不能全部自发进行？的反应为何不能全部自发进行？【提示】体系的能量变化并不只有焓变一种形体系的能量变化并不只有焓变一种形式，焓变只是影响反应能否自发进行的因素之一，式，焓变只是影响反应能否自发进行的因素之一，并不是唯一因素。并不是唯一因素。2021/8/9 星期一8三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1反应方向的判据(1)HTS 0反应能自发进行。(2)HTS0反应达到平衡状态。(3)HTS 0反应不能自发进行。2文字表述：在 、一定的条件下，自发反应总是向HTS 的方向进行，直至达到 状态。温度压强0平衡2021/8/9 星期一92自发反应是否一定能够实现显著的反应？为什么？【提示】不一定。因为不一定。因为HTS这个判据这个判据指在温度、压强一定的条件下，反应发生的指在温度、压强一定的条件下，反应发生的可能性，并不能说明反应在该条件下一定能可能性，并不能说明反应在该条件下一定能实际发生，还涉及到化学反应速率的问题实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。2021/8/9 星期一10四、化学反应进行方向的判断方法1利用化学反应原理判断的几种方法(1)相对强酸(碱)生成相对弱酸(碱)。(2)氧化性强还原性强的物质反应向氧化性弱还原性弱的物质的转化。(3)不稳定性物质向稳定性物质的转化。(4)符合复分解反应条件下的溶液中的反应。2021/8/9 星期一112用焓变和熵变判断反应的方向用焓变和熵变判断反应的方向判断一定温度、压强条件下反应的方向时，应判断一定温度、压强条件下反应的方向时，应同时考虑焓变与熵变两个因素，用同时考虑焓变与熵变两个因素，用HTS作为判作为判据。在温度、压强一定的条件下，自发反应总是据。在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向向HTS0，表明反应不能自发进行。，表明反应不能自发进行。2021/8/9 星期一12化学反应方向的判断依据化学反应方向的判断依据 【问题导思】1.化学反应体系焓变(H)和熵变(S)为何值时，有利于反应的自发进行？2.反应是否自发与温度有无关联，它在复合判据中是如何体现的？2021/8/9 星期一13关键提醒1.判据判据HTS只能用于温度、压强一只能用于温度、压强一定条件下的反应，不能用于其他条件定条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积如温度、体积一定一定)下的反应。下的反应。2反应方向与条件有关，常温、常压下能自发进反应方向与条件有关，常温、常压下能自发进行的反应在其他温度和压强下不一定能自发进行。行的反应在其他温度和压强下不一定能自发进行。3判据判据HTS0说明在一定温度和压强下反应有说明在一定温度和压强下反应有自发的趋势，不能说明在该条件下能否实际发生。自发的趋势，不能说明在该条件下能否实际发生。反应能否发生、实现，还要看具体反应条件。反应能否发生、实现，还要看具体反应条件。2021/8/9 星期一14五、化学反应的方向与五、化学反应的方向与HTS的关系的关系1若若H0，即放热的熵增加的反应，即放热的熵增加的反应，所有温度下，反应一定能自发进行；所有温度下，反应一定能自发进行；2若若H0、S0，即吸热的熵减小的反应，即吸热的熵减小的反应，所有温度下，反应一定不能自发进行；所有温度下，反应一定不能自发进行；3若若H0、S0、S0，即吸热和熵增加的反应，即吸热和熵增加的反应，高温下反应能自发进行。高温下反应能自发进行。2021/8/9 星期一15 关键提醒1.当焓变和熵变的作用相反且二者大小相当焓变和熵变的作用相反且二者大小相差悬殊时，其中的某一因素占主导地位；差悬殊时，其中的某一因素占主导地位；2当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大时，温度当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大时，温度对反应方向起决定作用。对反应方向起决定作用。例如：有些反应常温下不能自发进行，在高温下能自发例如：有些反应常温下不能自发进行，在高温下能自发进行；有些反应高温下不能自发进行，在低温下能自发进行；有些反应高温下不能自发进行，在低温下能自发进行。进行。2021/8/9 星期一16同步练习同步练习2021/8/9 星期一171(判一判判一判)判断正误判断正误(正确打正确打“”“”，错误打，错误打“”)(1)放热反应一定能自发进行，吸热反应一定不能自发进行放热反应一定能自发进行，吸热反应一定不能自发进行()(2)熵增反应一定能自发进行，熵减反应一定不能自发进行熵增反应一定能自发进行，熵减反应一定不能自发进行()(3)能够自发进行的反应一定容易发生，也一定能反应完全能够自发进行的反应一定容易发生，也一定能反应完全()2021/8/9 星期一182021/8/9 星期一192下列关于焓变和熵变的说法正确的是下列关于焓变和熵变的说法正确的是()A化学反应的焓变与反应的方向有关，化学反应的熵变与反应的方向化学反应的焓变与反应的方向有关，化学反应的熵变与反应的方向无关无关B化学反应的焓变直接决定了化学反应的方向，化学反应的熵变不能化学反应的焓变直接决定了化学反应的方向，化学反应的熵变不能决定化学反应的方向决定化学反应的方向C焓变为负的反应都能自发进行，熵变为正的反应也都能自发进行焓变为负的反应都能自发进行，熵变为正的反应也都能自发进行D化学反应的焓变和熵变都不是决定化学反应能否自发进行的唯一因化学反应的焓变和熵变都不是决定化学反应能否自发进行的唯一因素素D2021/8/9 星期一20解析一个反应的HTS0”或“0(2)0(3)0(4)02021/8/9 星期一22解析(1)蔗糖溶于水形成溶液混乱度增大；(2)反应气体分子数增多是熵增大的过程；(3)液态水变为气态水，是熵值增大的过程；(4)反应气体分子数增多是熵增大的过程。2021/8/9 星期一234.已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题：已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学考虑如下问题：(1)判断判断反应高温自发还是低温自发：反应高温自发还是低温自发：_(填填“高温高温”或或“低温低温”)。(2)通过计算判断通过计算判断反应在常温下能否自发进行反应在常温下能否自发进行_。(3)求算制取炭黑的允许温度范围求算制取炭黑的允许温度范围_。(4)为了提高甲烷的碳化程度，你认为下面四个温度中最合适的是为了提高甲烷的碳化程度，你认为下面四个温度中最合适的是_。A905.2 K B927 K C1 273 K D2 000 K答案(1)高温(2)不能自发进行(3)927.81 709.4K(4)C2021/8/9 星期一242021/8/9 星期一252021/8/9 星期一26 反思感悟1.利用利用HTS计算时，注意计算时，注意S单位的换算。单位的换算。2.HTS越小，越有利于自发反应，反应进行的程度越大。越小，越有利于自发反应，反应进行的程度越大。3当当H0，S0或或H0，S0时，反应能否自发进行与时，反应能否自发进行与温度有关。温度有关。2021/8/9 星期一27再见2021/8/9 星期一28