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1、專專題題2 2化化學學反反應應速速率率與與化化學學平平衡衡第一第一課時課時化學化學反應反應的方的方向向課前預習課前預習巧設計巧設計名師課堂名師課堂一點通一點通設計設計1 1設計設計2 2考點一考點一考點二考點二第第二二單單元元化化學學反反應應的的方方向向和和限限度度創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關大沖關課堂課堂1010分鐘練習分鐘練習課堂課堂5 5分鐘歸納分鐘歸納課下課下3030分鐘演練分鐘演練設計設計3 3 (1)復分解型離子反應發(fā)生的條件是生成難溶性物質(zhì)、復分解型離子反應發(fā)生的條件是生成難溶性物質(zhì)、揮發(fā)性物質(zhì)或弱電解質(zhì)。在揮發(fā)性物質(zhì)或弱電解質(zhì)。在HCl溶液中存在離子溶液中存在離子 ，在在NaOH溶液
2、中存在離子溶液中存在離子 ，若二者混合后恰好，若二者混合后恰好完全反應，所得溶液中存在離子完全反應，所得溶液中存在離子 ，與反應前作，與反應前作比較減少的離子是比較減少的離子是 ，因此復分解型離子反應是，因此復分解型離子反應是向某些向某些 的方向進行。的方向進行。H、ClNa、OHNa、ClH、OH離子濃度減小離子濃度減小 (2)由反應由反應Cl22KBr=Br22KCl可知氧化可知氧化性：性： ，還原性：，還原性： ，因此氧化還原，因此氧化還原反應是向反應是向 性減弱、性減弱、 性減弱的方向進行。性減弱的方向進行。 (3)由反應由反應Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3可知酸
3、與鹽反應向酸的酸性可知酸與鹽反應向酸的酸性 的方向進行。的方向進行。Cl2Br2KBrKCl氧化氧化還原還原減小減小 一、化學反應的方向一、化學反應的方向 1自發(fā)過程自發(fā)過程 在一定條件下不用借助外力就可以自動進行的過程。在一定條件下不用借助外力就可以自動進行的過程。 2化學反應的特點化學反應的特點 化學反應具有化學反應具有 ，許多化學反應的正反應，許多化學反應的正反應能能 ，而其逆反應無法，而其逆反應無法 。方向性方向性自發(fā)進行自發(fā)進行自發(fā)進行自發(fā)進行 3自發(fā)反應自發(fā)反應 在一定溫度和壓強下，無需外界幫助就能在一定溫度和壓強下，無需外界幫助就能 的反應。的反應。 二、焓變與化學反應方向的關系
4、二、焓變與化學反應方向的關系 1放熱反應放熱反應 絕大多數(shù)都能絕大多數(shù)都能 ，且反應放出的熱量，且反應放出的熱量 ，體系能量體系能量 得越多，反應越完全。得越多，反應越完全。自發(fā)進行自發(fā)進行自發(fā)進行自發(fā)進行越多越多降低降低 2吸熱反應吸熱反應 有些也能自發(fā)進行。有些也能自發(fā)進行。 3結(jié)論結(jié)論 反應的焓變是制約化學反應能否自發(fā)進行的因素之一。反應的焓變是制約化學反應能否自發(fā)進行的因素之一。 三、熵變與化學反應方向的關系三、熵變與化學反應方向的關系 1熵熵 (1)概念：衡量一個體系概念：衡量一個體系 的物理量，的物理量， (2)符號：符號：S。 體系中微粒之間體系中微粒之間 的程度越大，體系的熵的
5、程度越大，體系的熵越大，等量的同一物質(zhì)三態(tài)時熵值大?。涸酱螅攘康耐晃镔|(zhì)三態(tài)時熵值大?。??；靵y度混亂度無規(guī)則排列無規(guī)則排列S(g)S(l)S(s) 2熵變熵變 (1)定義：反應前后體系定義：反應前后體系 的變化。的變化。 (2)符號：符號： 。 (3)意義：若發(fā)生變化后體系的混亂度增大，該過程意義：若發(fā)生變化后體系的混亂度增大，該過程的的S 0；反之，；反之，S 0。熵熵S3熵變與化學反應方向的關系熵變與化學反應方向的關系化學反應的化學反應的S越越 ，越有利于反應自發(fā)進行。，越有利于反應自發(fā)進行。大大 四、焓變與熵變對化學反應方向的共同影響四、焓變與熵變對化學反應方向的共同影響 體系能量體
6、系能量 和混亂度和混亂度 都有促使反應自發(fā)進都有促使反應自發(fā)進行的傾向。判斷反應的自發(fā)性必須綜合考慮反應的行的傾向。判斷反應的自發(fā)性必須綜合考慮反應的 和和 。在恒溫、恒壓時，。在恒溫、恒壓時， (1)H 0，S 0，則反應一定能自發(fā)進行；，則反應一定能自發(fā)進行；降低降低增大增大焓變焓變熵變熵變 (2)H 0，S 0，則反應一定不能自發(fā)進行；，則反應一定不能自發(fā)進行； (3)H 0，S 0，或，或H 0，S 0，反應可能，反應可能自發(fā)進行，也可能不自發(fā)進行，與反應的自發(fā)進行，也可能不自發(fā)進行，與反應的 有關。有關。溫度溫度1自發(fā)反應在實際中是否一定會發(fā)生？自發(fā)反應在實際中是否一定會發(fā)生？分析：
7、分析：反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能確定反應是否一定會實際發(fā)生和發(fā)生時的快慢。反應確定反應是否一定會實際發(fā)生和發(fā)生時的快慢。反應是否一定會實際發(fā)生受外界條件的影響，反應的快慢是否一定會實際發(fā)生受外界條件的影響，反應的快慢取決于反應物本身的性質(zhì)和受外界條件的影響。取決于反應物本身的性質(zhì)和受外界條件的影響。2體系總是向降低自身能量的方向進行變化，那么體系總是向降低自身能量的方向進行變化，那么H0的反應為何不能全部都自發(fā)進行？的反應為何不能全部都自發(fā)進行？分析：分析：體系的能量變化并不只有焓變一種形式，焓變體系的能量變化并不只有焓變一種形式，焓變只是
8、影響反應能否自發(fā)的因素之一，不是唯一因素。只是影響反應能否自發(fā)的因素之一，不是唯一因素。3想一想，連一連。想一想，連一連。(1)自發(fā)過程自發(fā)過程 A水由高處向低處流水由高處向低處流 B電流由高電位向低電電流由高電位向低電 位的地方流動位的地方流動(2)非自發(fā)過程非自發(fā)過程C室溫下水結(jié)冰室溫下水結(jié)冰D常溫下，鐵在潮濕的空常溫下，鐵在潮濕的空 氣中生銹氣中生銹分析：分析：自然界中水由高處向低處流，電流由電位高的地自然界中水由高處向低處流，電流由電位高的地方向電位低的地方流動，鐵在潮濕的空氣中生銹，室溫方向電位低的地方流動，鐵在潮濕的空氣中生銹，室溫下冰的融化，都是自發(fā)過程，其逆向是非自發(fā)的，需要下
9、冰的融化，都是自發(fā)過程，其逆向是非自發(fā)的，需要借助外力。借助外力。答案：答案：(1)A，(1)B，(1)D(2)C4指出下列反應的指出下列反應的H的正、負號，并判斷常溫時反應能的正、負號，并判斷常溫時反應能否自發(fā)進行。否自發(fā)進行。(1)CaOH2O=Ca(OH)2H_0，_自發(fā)進行，自發(fā)進行，(2)NaOHHCl=NaClH2OH_0，_自發(fā)進行，自發(fā)進行，(3)CaCO3=CaOCO2H_0，_自發(fā)進行，自發(fā)進行，(4)2Na2H2O=2NaOHH2H_0，_自發(fā)進行。自發(fā)進行。分析：分析：生石灰與水反應，鈉與水的反應，酸堿中和反應生石灰與水反應，鈉與水的反應，酸堿中和反應均為放熱反應，均為
10、放熱反應，H0，能自發(fā)進行。，能自發(fā)進行。CaCO3在高溫時在高溫時能夠分解為能夠分解為CaO和和CO2，反應的，反應的H0。答案：答案：(1)能能(2)能能(3)不能不能(4)能能5指出下列反應或過程的指出下列反應或過程的S的正、負號，并判斷常溫時，的正、負號，并判斷常溫時，反應能否自發(fā)進行。反應能否自發(fā)進行。(1)2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)S_0，_自發(fā)進行自發(fā)進行(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)S_0，_自發(fā)進行自發(fā)進行(3)10的水結(jié)冰的水結(jié)冰S_0，_自發(fā)進行自發(fā)進行分析：分析：(1)反應為反應為S0的反應，能自發(fā)進行，的反應，能自發(fā)進行，(2)反應
11、的反應的S0，但常溫下不能自發(fā)進行，高溫時能自發(fā)進行，但常溫下不能自發(fā)進行，高溫時能自發(fā)進行，(3)過程過程S0，但卻能自發(fā)進行。，但卻能自發(fā)進行。答案：答案：(1)能能(2)不能不能(3)能能 1反應焓變與反應方向的關系反應焓變與反應方向的關系 (1)事實：我們知道的反應中下列反應都是放熱反應，事實：我們知道的反應中下列反應都是放熱反應，可以自發(fā)進行：可以自發(fā)進行： NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(aq)， 2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)， 2Al(s)6HCl(aq)=2AlCl3(aq)3H2(g)， CaO(s)H2O(l)=Ca(OH
12、)2(aq)， 研究表明，自然界的許多自發(fā)過程，無論是物理過程研究表明，自然界的許多自發(fā)過程，無論是物理過程還是化學過程，都有由能量最高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化還是化學過程，都有由能量最高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向。的傾向。 (2)焓判與化學反應方向：放熱反應過程中體系能量降焓判與化學反應方向：放熱反應過程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進行的傾向。低，因此具有自發(fā)進行的傾向。 (3)最終結(jié)論：多數(shù)自發(fā)進行的化學反應是放熱反應，最終結(jié)論：多數(shù)自發(fā)進行的化學反應是放熱反應，但也有不少吸熱反應能自發(fā)進行。如：但也有不少吸熱反應能自發(fā)進行。如： 2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ
13、mol1， NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.3 kJmol1。 還有一些反應在室溫下不能自發(fā)進行，但在較高溫度還有一些反應在室溫下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下則能自發(fā)進行。如碳酸鈣的分解等?？傊?，無論是放熱下則能自發(fā)進行。如碳酸鈣的分解等。總之，無論是放熱反應還是吸熱反應都有可能自發(fā)進行。反應還是吸熱反應都有可能自發(fā)進行。 因此，反應焓變是與反應能否自發(fā)進行有關的一個因因此，反應焓變是與反應能否自發(fā)進行有關的一個因素，但不是唯一因素。素，但不是唯一因素。 2反應熵變與反應方向的關系反應熵變與反應方向的關系 反應的熵變反應的熵
14、變S為反應產(chǎn)物總熵與反應物總熵之差。對為反應產(chǎn)物總熵與反應物總熵之差。對于確定的化學反應，在一定條件下具有確定的熵變。于確定的化學反應，在一定條件下具有確定的熵變。 (1)許多熵增的反應在常溫、常壓下可以自發(fā)進行，產(chǎn)許多熵增的反應在常溫、常壓下可以自發(fā)進行，產(chǎn)生氣生氣 體的反應，氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應，熵變通體的反應，氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應，熵變通常都是正值，為熵增的反應。常都是正值，為熵增的反應。 例如：例如：2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)； NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)。 (2)有些熵增的反應在常溫
15、、常壓下不能自發(fā)進行，但有些熵增的反應在常溫、常壓下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下可以自發(fā)進行。在較高溫度下可以自發(fā)進行。 例如：例如：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)； C(s，石墨，石墨)H2O(g)=CO(g)H2(g)。 (3)鋁熱反應是熵減的反應，它在一定條件下也可以鋁熱反應是熵減的反應，它在一定條件下也可以自發(fā)進行。自發(fā)進行。 2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s) 任何反應體系都有趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)任何反應體系都有趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)和從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。因此影響和決定化學和從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。因此影響和決定化
16、學反應進行方向的因素是焓變和熵變。反應進行方向的因素是焓變和熵變。例例1(2011撫順聯(lián)考撫順聯(lián)考)下列說法正確的是下列說法正確的是 ()A焓變和熵變都大于焓變和熵變都大于0的反應肯定是自發(fā)的的反應肯定是自發(fā)的B焓變小于焓變小于0而熵變大于而熵變大于0的反應肯定是自發(fā)的的反應肯定是自發(fā)的 C因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關，因此焓因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關，因此焓變或熵變均可以單獨作為判斷反應能否自發(fā)進行的依據(jù)變或熵變均可以單獨作為判斷反應能否自發(fā)進行的依據(jù) D在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向以改變化學反應進
17、行的方向 解析解析焓變小于零，熵變大于零的反應一定能自發(fā)焓變小于零，熵變大于零的反應一定能自發(fā)進行，進行，A項錯誤；項錯誤；B項正確；焓變、熵變與反應的自發(fā)進項正確；焓變、熵變與反應的自發(fā)進行有關，但單獨不能作為判斷反應能否自發(fā)進行的依據(jù)，行有關，但單獨不能作為判斷反應能否自發(fā)進行的依據(jù)，C項錯誤；催化劑可以改變化學反應速率，但不可以改變項錯誤；催化劑可以改變化學反應速率，但不可以改變化學反應的方向。化學反應的方向。 答案答案B 絕大多數(shù)放熱反應能夠自發(fā)進行，許多熵增加的反應絕大多數(shù)放熱反應能夠自發(fā)進行，許多熵增加的反應也能夠自發(fā)進行。但是，只使用焓變或熵變來確定變化過也能夠自發(fā)進行。但是，只
18、使用焓變或熵變來確定變化過程的方向是片面的，對具體反應需應用焓變和熵變進行綜程的方向是片面的，對具體反應需應用焓變和熵變進行綜合分析，凡是使體系能量降低、熵增大的方向就是化學反合分析，凡是使體系能量降低、熵增大的方向就是化學反應容易進行的方向。應容易進行的方向。 1HTS與反應方向的關系與反應方向的關系 在溫度和壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向在溫度和壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向HTS0的方向進行，直至達到平衡狀態(tài)，這就是化學反的方向進行，直至達到平衡狀態(tài)，這就是化學反應的綜合判據(jù)。應的綜合判據(jù)。 因為放熱反應的焓變小于零，熵增加的反應的熵變大因為放熱反應的焓變小于零，熵增加的反應的熵變大
19、于零，都對于零，都對HTS0 C某反應低溫條件下能夠自發(fā)進行，則高溫條件某反應低溫條件下能夠自發(fā)進行，則高溫條件下一定能夠自發(fā)下一定能夠自發(fā) DKNO3溶于水的過程熵值減小溶于水的過程熵值減小 解析解析同溫同壓下，反應的條件不會影響同溫同壓下，反應的條件不會影響H，A項項錯誤；反應自發(fā)進行的判據(jù)為錯誤；反應自發(fā)進行的判據(jù)為HTS0，則，則HTS0，B項正確；由項正確；由HTS0可知當可知當H0，SS(l)S(s)。有氣體生。有氣體生成的反應，固體溶于水的過程是熵增加的過程。成的反應，固體溶于水的過程是熵增加的過程。 (2)體系能量降低體系能量降低(H0)都有促都有促使反應自發(fā)進行的傾向。使反應自發(fā)進行的傾向。(3)H、S、T與反應方向的關系：與反應方向的關系：H0，所有溫度下反應都能自發(fā)進行；，所有溫度下反應都能自發(fā)進行；H0，S0，高溫下反應能自發(fā)進行；，高溫下反應能自發(fā)進行；H0，S0，S0，所有溫度下反應都不能自發(fā)進行。，所有溫度下反應都不能自發(fā)進行。
高中化學 專題2 第二單元 第一課時 化學反應的方向課件 蘇教版選修4
