化學(xué)：《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》：課件六（18張PPT）（人教版選修4）

《化學(xué)：《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》：課件六（18張PPT）（人教版選修4）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化學(xué)：《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》：課件六（18張PPT）（人教版選修4）（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢 化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡 一 自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng) 1 自發(fā)過程 在一定條件下不需要外力作用就能自動進(jìn)行的過程 自發(fā)過程的特征 有明確的方向性 要逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功 具有做功的本領(lǐng) 2 自發(fā)反應(yīng) 在給定的一組條件下 一個反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度 就稱為自發(fā)反應(yīng) 1 生活中的自發(fā)過程 1 自然界中水由高處往低處流 而不會自動從低處往高處流 2 生活中電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動 其反方向也不會自動進(jìn)行 3 生活中一般在室溫下 冰塊會融化 鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹 甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒 這些過程都是自發(fā)的 其逆過程就是非自發(fā)的 2 放熱的自發(fā)反應(yīng) 1 甲烷燃燒 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 802 3kJ mol 2 鐵生銹 3Fe s 3 2O2 g Fe2O3 s H 824kJ mol 3 氫氣和氧氣反應(yīng) 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 3 吸熱的自發(fā)過程 1 室溫下冰塊的融化 硝酸鹽類的溶解等都是自發(fā)的吸熱過程 2 N2O5分解 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7kJ mol 3 碳銨的分解 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ mol 4 既不吸熱也不放熱的自發(fā)過程 兩種理想氣體的混合等 說明 1 自然界中水由高處往低處流是自發(fā)過程 其逆過程就是非自發(fā)過程 甲烷與氧氣混合遇火就燃燒是自發(fā)反應(yīng) 其逆向是非自發(fā)反應(yīng) 2 自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)可被利用來完成有用功 如向下流動的水可推動機(jī)器 甲烷燃燒可在內(nèi)燃機(jī)中被利用來做功 可將氫氣燃燒反應(yīng)設(shè)計成燃燒電池等 3 非自發(fā)過程要想發(fā)生 則必須對它做功 如利用水泵可將水從低處流向高處 通電可將水分解生成氫氣和氧氣 二 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù) 1 能量判據(jù) 自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 這時體系會對外部做功或釋放熱量 這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是能量判據(jù) 2 熵判據(jù) 自發(fā)過程的本質(zhì)取向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序 導(dǎo)致體系的熵增大 這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理 是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù) 2 在密閉條件下 體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向 這種推動體系變化的因素稱作熵 熵越大 排列越無序 3 同一物質(zhì) Sg Sl Ss 說明 1 自發(fā)過程取向于最低能量狀態(tài)的傾向 即能量判據(jù) 自發(fā)過程取向于最大混亂度的傾向 即熵判據(jù) 4 結(jié)構(gòu)相似的同一類型的物質(zhì) M越大 S越大 5 相對分子質(zhì)量相同的不同物質(zhì) 結(jié)構(gòu)越大 S越大 物質(zhì)的混亂度趨于增加 物質(zhì)具有的能量趨于降低 H 焓變 S 熵變 0 放熱反應(yīng) 自發(fā)進(jìn)行 不自發(fā)進(jìn)行 不能定性判斷 不能定性判斷 H 0 H 0 H 0 H 0 S 0 S 0 S 0 S 0 熵增原理 0 3 能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用 判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 很多情況下 簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同一個反應(yīng) 可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果 所以應(yīng)兩個判據(jù)兼顧 由能量判據(jù) 以焓變?yōu)榛A(chǔ) 和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù) 吉布斯自由能變 G 將更適合于所有的過程 信息 體系吉布斯自由能變化 G 綜合考慮了焓變和熵變對反應(yīng)體系的影響 G H T S 為熱力學(xué)溫度 均為正值 在恒溫 恒壓下 用 G判斷化學(xué)反應(yīng)在該狀況時自發(fā)進(jìn)行的方向顯得更為科學(xué) 當(dāng) G 0時可自發(fā)進(jìn)行 請閱讀所給信息 然后回答問題 自發(fā)進(jìn)行 不自發(fā)進(jìn)行 低溫時 高溫時 低溫時 高溫時 低溫不自發(fā) 高溫自發(fā) 低溫自發(fā) 高溫不自發(fā) H 在討論過程的方向時 指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì) 如果允許外界對體系施加某種作用 就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果 如水泵可以把水從低水位升至高水位 用高溫可使石灰石分解 實(shí)現(xiàn)后者的先決條件是要向體系中輸入能量 該過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的 過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向 不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率 如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件 其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的 但只有后者可以實(shí)現(xiàn) 例1 下列過程是非自發(fā)性的是 A 水由高處向低處流B 天然氣的燃燒C 鐵在潮濕空氣中生銹D 室溫下水結(jié)成冰 例2 碳銨 NH4 2CO3 在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣 對其說法中正確的是 A 碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體 使體系的熵增大 B 碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C 碳銨分解是吸熱反應(yīng) 根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解D 碳酸鹽都不穩(wěn)定 都能自發(fā)分解 D A 例3 下列說法正確的是 A 凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的 由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)性的 B 自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大 非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變C 自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn) D 自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn) C 例4 知道了某過程有自發(fā)性之后 則 可判斷出過程的方向可確定過程是否一定會發(fā)生可預(yù)測過程發(fā)生完成的快慢可判斷過程的熱效應(yīng) A 例題5 已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 C 金剛石 s O2 g CO2 g H1 395 41kJ mol C 石墨 s O2 g CO2 g H2 393 51kJ mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化 下列說法正確的是A 金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程B 石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程C 石墨比金剛石能量低D 金剛石比石墨能量低 AC 例題6 下列反應(yīng)中 在高溫下不能自發(fā)進(jìn)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 s D 熵減 熵增 熵增 熵增 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全