《化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向課件 魯科版選修4》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向課件 魯科版選修4(36頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率學(xué)習(xí)目標定位1.了解熵和熵變的概念。2.理解焓變與反應(yīng)方向、熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系。3.能綜合運用焓變與熵變判斷反應(yīng)進行的方向。新知導(dǎo)學(xué)達標檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)一、反應(yīng)焓變、熵變與反應(yīng)方向 1.反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向(1)分析下列反應(yīng)進行的方向與H之間的關(guān)系NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l),酸堿中和反應(yīng)是 熱反應(yīng),H 0,常溫下 自發(fā)進行。2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g),該反應(yīng)是 熱反應(yīng),H 0,常溫下 自發(fā)進行。NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3C
2、OONH4(aq)H2O(l)H0,該反應(yīng)在常溫下 自發(fā)進行。放 能放0,該反應(yīng)在常溫下 自發(fā)進行,但在較高溫度下 自發(fā)進行。(2)反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系能自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)多數(shù)是 反應(yīng),H 0。有些 反應(yīng)在室溫下能自發(fā)進行。反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的一個因素,但不是 因素。不能能放熱(3)反應(yīng)熵變概念:和 之差稱為反應(yīng)熵變,符號為S。正負判斷依據(jù)a.氣體體積增大的反應(yīng),熵變通常都是 ,是熵 的反應(yīng)。b.氣體體積減小的反應(yīng),熵變通常都是 ,是熵 的反應(yīng)。(4)反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向熵 有利于反應(yīng)的自發(fā)進行。某些熵減小的反應(yīng)在一定條件下也能自發(fā)進行。熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的一個因素,
3、但不是 因素。反應(yīng)產(chǎn)物總熵反應(yīng)物總熵正值增加負值減小增加唯一歸納總結(jié)歸納總結(jié)化學(xué)反應(yīng)方向與焓變、熵變的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)方向與焓變、熵變的關(guān)系(1)從焓變(能量)角度:H 0,有利于反應(yīng)自發(fā)進行。(2)從熵變角度:S 0,有利于反應(yīng)自發(fā)進行。(3)在實際的化學(xué)反應(yīng)中,若H與S符號相同時,對化學(xué)反應(yīng)的方向的影響作用出現(xiàn)矛盾,因此,在分析一個具體化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的方向時,不能孤立地使用焓判據(jù)或熵判據(jù)來分析,否則,可能會得出錯誤的結(jié)論。解析解析焓判據(jù)是指H0,按焓判據(jù)反應(yīng)不能自發(fā)進行,而題給條件是能自發(fā)進行,所以不能用“焓判據(jù)”解釋該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)。例例1已知下列過程都能自發(fā)進行,其中不能用“焓判據(jù)”解釋
4、的是A.2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)H0B.C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H0D.2Mg(s)O2(g)=2MgO(s)H0答案解析規(guī)律總結(jié)一般常溫下自發(fā)進行的放熱反應(yīng),焓變對反應(yīng)方向起決定性作用。例例2碳銨(NH4HCO3)在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣,下列有關(guān)說法中正確的是A.碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體,使體系的熵增大B.碳銨分解是因為外界給予了能量C.碳銨分解是吸熱反應(yīng),根據(jù)焓判據(jù),不能自發(fā)分解D.碳酸鹽都不穩(wěn)定,都能自發(fā)分解解析解析放熱反應(yīng)常常是容易進行的過程,吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)反應(yīng);自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大,可能減小,也可能不變。過程的
5、自發(fā)性只能用于判斷過程的方向,是否能實現(xiàn)還要看具體的條件。答案解析規(guī)律總結(jié)一般常溫下自發(fā)進行的吸熱反應(yīng),熵變對反應(yīng)方向起決定性作用。二、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響 1.用焓變和熵變的復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)的方向(1)由焓判據(jù)知 熱反應(yīng)是易進行的;由熵判據(jù)知熵值 是自發(fā)的。很多情況下用不同的判據(jù)判定同一個反應(yīng),可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果。(2)在溫度、壓強一定的條件下,自發(fā)反應(yīng)總是向HTS 0的方向進行,直至達到平衡狀態(tài)。HTS 0反應(yīng)能自發(fā)進行HTS 0反應(yīng)達到平衡狀態(tài)HTS 0反應(yīng)不能自發(fā)進行放增加(3)溫度與反應(yīng)方向的關(guān)系圖為任意 高任意 低2.已知反應(yīng):2NO(g)2CO(g)=N2(g)2
6、CO2(g)在298 K、101 kPa的條件下,其H113.0 kJmol1,S145.3 Jmol1K1。該反應(yīng)_(填“能”或“不能”)用于消除汽車尾氣中的NO,理由為_。解析解析HTS113.0 kJmol1298 K(145.3103 kJmol1K1)69.7 kJmol10,故理論上該反應(yīng)能自發(fā)進行。 答案解析能該反應(yīng)的HTS69.7 kJmol10,說明該反應(yīng)在理論上可自發(fā)進行 歸納總結(jié)歸納總結(jié)(1)放熱和熵增加都對HTS0有所貢獻,因此放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進行,吸熱的熵減小反應(yīng)一定不能自發(fā)進行。(2)當(dāng)反應(yīng)的焓變和熵變的影響相反,且二者大小相差懸殊時,某一因素可能占主導(dǎo)地
7、位。(3)如果反應(yīng)的焓變和熵變的影響相反且相差不大時,溫度可能對反應(yīng)的方向起決定性作用。特別提醒特別提醒(1)反應(yīng)發(fā)生的條件有多種,HTS這個判據(jù)只能用于溫度、壓強一定下的反應(yīng),不能用于其他條件(如溫度、體積一定)下的反應(yīng)。(2)反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向,不能確定反應(yīng)是否實際發(fā)生及反應(yīng)的速率大小。例例3下列反應(yīng)中,一定不能自發(fā)進行的是A.2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H78.03 kJmol1 S1 110 Jmol1K1B.CO(g)=C(s,石墨) O2(g)H110.5 kJmol1 S89.36 Jmol1K1C.4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)
8、=4Fe(OH)3(s) H444.3 kJmol1 S280.1 Jmol1K1D.NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l) H37.301 kJmol1S184.05 Jmol1K1答案解析解析解析A項為放熱的熵增加反應(yīng),在任何溫度下都有HTS0,故該反應(yīng)一定不能自發(fā)進行;C項為放熱的熵減小反應(yīng),在低溫時可能有HTS0,因此該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行;D項為吸熱的熵增加反應(yīng),在高溫時可能有HTS”“0,S0,故低溫下HTS0,反應(yīng)不能自發(fā)進行。 答案解析不能(2)超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技
9、術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學(xué)方程式為2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)。該反應(yīng)在常溫下能夠自發(fā)進行,則反應(yīng)的H_(填“”“”或“”)0。解析解析因為S0,且HTS0,故H0。答案解析0,S0,則:該反應(yīng)常溫下_(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。據(jù)本題反應(yīng)數(shù)據(jù)分析,溫度_(填“能”或“不能”)成為反應(yīng)方向的決定因素。解析解析該反應(yīng)的H0,S0,屬于熵增加的吸熱反應(yīng),故在高溫下該反應(yīng)能夠自發(fā)進行。答案解析不能能解析解析常溫下石灰石不分解。(4)已知CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g) H218 kJmol1,該反應(yīng)能夠自發(fā)進行的反應(yīng)條件是_。
10、解析解析自發(fā)反應(yīng)的條件是HTS0,即H0,故T 即T值較大,該反應(yīng)應(yīng)在高溫下自發(fā)進行。答案解析高溫(5)某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的S_(填“”或“0,HTS0,故S0。(6)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)常溫下可自發(fā)進行,則影響反應(yīng)方向的主要因素是_。焓變方法總結(jié)(1)根據(jù)常見的放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)推知H符號。(2)根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)狀態(tài)的變化及系數(shù)的變化推知S的符號。(3)利用反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù),HTS0答案解析123456解析解析由復(fù)合判據(jù)HTS綜合考慮反應(yīng)能否自發(fā)進行。當(dāng)H0,S0時,不能判斷HTS的正負,與T有關(guān);當(dāng)H0,S0,非自發(fā)反應(yīng);當(dāng)H0時,HTS0,一定是自發(fā)反
11、應(yīng);當(dāng)H0,S0時,不能判斷HTS的正負,與T有關(guān)。2.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性敘述正確的是A.焓變小于0而熵變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的B.焓變和熵變都小于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的C.焓變和熵變都大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的D.熵變小于0而焓變大于0的反應(yīng)肯定是自發(fā)的答案解析1234563.下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進行的是A.2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol1B.Ag(s) Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJmol1C.HgO(s)=Hg(l) O2(g)H91 kJmol1D.H2O2(l)= O2(g)H2O(l)H98 kJmol1解析解析HTS0時,反應(yīng)在
12、任何溫度下均自發(fā)進行,H0符合題意的要求,故選D。答案解析123456解析解析本反應(yīng)的H0,S0,故在一定溫度下有的吸熱反應(yīng)可自發(fā)進行。4.向平底燒瓶中放入氫氧化鋇晶體Ba(OH)28H2O和氯化銨晶體,塞緊瓶塞。在木板上滴少量水,如圖所示。一會兒,就會發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)固態(tài)物質(zhì)變成液體,瓶壁變冷,小木板上因少量水凍結(jié)而被燒瓶粘住,這時打開瓶塞,出來的氣體有氨味。這是自發(fā)地發(fā)生了反應(yīng):Ba(OH)28H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(s)2NH3(g)10H2O(l)。下列結(jié)論中正確的是答案解析123456A.自發(fā)反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)B.自發(fā)反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)C.有的吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行D.吸熱
13、反應(yīng)不能自發(fā)進行5.某反應(yīng)2AB(g)C(g)3D(g)在高溫時能自發(fā)進行,其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的H、S應(yīng)為A.H0,S0 B.H0,S0C.H0 D.H0,S0解析解析該反應(yīng)是一個氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),即S0,故其逆反應(yīng)S0;又知其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行,可知逆反應(yīng)的H0。答案解析1234566.回答下列問題:(1)汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO:2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知該反應(yīng)的H0,簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù):_。解析解析該反應(yīng)H0、S0,故不能實現(xiàn)該反應(yīng)。答案解析123456該反應(yīng)是H0、S0,b、c、d反應(yīng)的S0,HTS0時,
14、反應(yīng)才能自發(fā)進行,所以在高溫下才能自發(fā)進行。a項S0,所以在高溫時該反應(yīng)不能自發(fā)進行。答案解析12345a6(3)25 和1.01105 Pa時,反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H56.76 kJ mol1自發(fā)進行的原因是_。答案12345 該反應(yīng)是熵增反應(yīng),且常溫下熵變S對反應(yīng)的方向起決定作用 6解析解析要使反應(yīng)能夠自發(fā)進行,則HTS0,即94.0 kJmol1T75.8103 kJmol1K10,T 1 240 K,即只有在溫度低于1 240 K時反應(yīng)才能自發(fā)進行。(4)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)是SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(g) H(298.15 K)94.0 kJmol1,S(298.15 K)75.8 J mol1K1設(shè)H和S不隨溫度變化而變化,試求此反應(yīng)自發(fā)進行的溫度(T)條件_。答案解析12345T1 240 K6