高中化学选修4第二章-第四节课件.ppt

1、第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向1PPT课件学习目标学习目标1.了解自发过程和化学反应的自发性了解自发过程和化学反应的自发性2.通过通过“有序有序”和和“无序无序”的对比，了解熵和的对比，了解熵和熵变的概念熵变的概念3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。能用焓变和熵变说明化学反应的方向。2PPT课件 有关化学反应进行的有关化学反应进行的 、和和 是是化学反应原理的三个重要化学反应原理的三个重要 组成部分。组成部分。科学家科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于根据体系存在着力图使自身能量趋于“”和由

2、和由“”变为变为“”的自然现象，的自然现象，提出了相互关联的提出了相互关联的 判据和判据和 判据，为最判据，为最终解决上述问题提供了必要的依据。终解决上述问题提供了必要的依据。方向方向快慢快慢限度限度最低最低有序有序无序无序焓焓熵熵3PPT课件列举：列举：你所知的常见的自发过程和自发反应你所知的常见的自发过程和自发反应自然界中的水由高处往低处流。自然界中的水由高处往低处流。自由落体运动自由落体运动铁器暴露于潮湿的空气中会生锈铁器暴露于潮湿的空气中会生锈 H0NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)H0CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq)H0体系从高能状态体

3、系从高能状态低能状低能状态态特点：特点：特点：特点：放热反应放热反应4PPT课件一、自发过程和自发反应一、自发过程和自发反应1.自发过程自发过程(1)含义含义外力外力自动进行自动进行在一定条件下，不用借助于在一定条件下，不用借助于_就可以就可以_的过的过程。程。(2)特点特点高能高能无序无序体系趋于从体系趋于从_状态转变为状态转变为_状态状态(体系对外体系对外部部_或者或者_热量热量)。在密闭条件下，体系有从在密闭条件下，体系有从_自发转变为自发转变为_的的倾向。倾向。低能低能做功做功释放释放有序有序5PPT课件2.自发反应自发反应自发自发 在给定的一组条件下，可以在给定的一组条件下，可以_地

4、进行到显著程度地进行到显著程度的化学反应。的化学反应。讨论：讨论：是否可以根据一个反应的焓变来判断反应进行的方向？是否可以根据一个反应的焓变来判断反应进行的方向？即：当即：当H0时该反应自发进行？时该反应自发进行？不能不能6PPT课件结论：结论：用焓判据判断化学反应进行的方向存在用焓判据判断化学反应进行的方向存在 局限性。局限性。N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H0下列反应可以自发进行：下列反应可以自发进行：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H0（NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)H0 说明：说明：有些吸热反应也可以自发进行，有些放热反应不有些吸热反应

5、也可以自发进行，有些放热反应不能自发进行。如：能自发进行。如：7PPT课件在自然界中还存在着一些与能量状态的高低无关的在自然界中还存在着一些与能量状态的高低无关的自发进行的过程：自发进行的过程：气温升高，冰雪自动融化。气温升高，冰雪自动融化。硝酸铵溶于水硝酸铵溶于水 十里桂花香十里桂花香 酒香不怕巷子深酒香不怕巷子深思考：思考：是什么因素推动体系变化呢？是什么因素推动体系变化呢？在密闭条件下，体系有从有序自发地转化为无序的在密闭条件下，体系有从有序自发地转化为无序的倾向，与有序体系相比，无序体系倾向，与有序体系相比，无序体系“更加稳定更加稳定”。8PPT课件二、化学反应进行方向的判据1.焓判据

6、焓判据焓变焓变放热反应过程中体系能量放热反应过程中体系能量 ，具有自发进行的倾向，因此可，具有自发进行的倾向，因此可用用_来来判断反应进行的方向。判断反应进行的方向。2.熵判据熵判据降低降低 (1)熵：熵：用来度量体系用来度量体系 程度的物理量，熵值越大，程度的物理量，熵值越大，程程度越大，符号为度越大，符号为 ，单位：，单位：“Jmol1K1”。(2)熵值大小的比较：熵值大小的比较：同一种物质不同状态时熵值大小为：同一种物质不同状态时熵值大小为：S(g)S(l)S(s)。混乱混乱混乱混乱S9PPT课件 (3)熵增原理：熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵在与外界隔绝的体系中

7、，自发过程将导致体系的熵 ，即熵变即熵变(符号符号S)零。零。(4)熵判据：熵判据：体系有自发地向混乱度体系有自发地向混乱度 (即即 )的方向转变的倾的方向转变的倾向，因此可用向，因此可用 来判断反应进行的方向。来判断反应进行的方向。增加增加大于大于增大增大熵增加熵增加熵变熵变思考：思考：如果一个反应的熵变大于零，该反应是否一定自发进行？如果一个反应的熵变大于零，该反应是否一定自发进行？不一定。不一定。10PPT课件自发自发反应反应与熵与熵变的变的关系关系结论结论熵判据熵判据反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的

8、唯一因素。定反应能否自发进行的唯一因素。许多熵增的反应在常温、许多熵增的反应在常温、常压下可以自发进行。常压下可以自发进行。有些熵增的反应在常温、有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行常压下不能自发进行常温常压下熵减的反应常温常压下熵减的反应也可以自发进行也可以自发进行11PPT课件3.复合判据复合判据焓判据焓判据熵判据熵判据焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，判据，_和和_组合成的复合判据将更适合于所有的过程组合成的复合判据将更适合于所有的过程。热的熵热的熵 的反应一定能自发进行。气体分子总数增多的反应一

9、定能自发进行。气体分子总数增多的反应，一般都是的反应，一般都是 的反应。的反应。是否一定会发生是否一定会发生发生的速率发生的速率二、大量事实告诉我们，过程的自发性只能用于判断过程的方向，二、大量事实告诉我们，过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程不能确定过程 和过程和过程 。注意注意一、在讨论过程的方向问题时，指的是没有外界干扰时体系的性质。一、在讨论过程的方向问题时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用（输入能量），就可能出现相如果允许外界对体系施加某种作用（输入能量），就可能出现相反的结果。如用水泵从低处抽水、高温时石灰石分解等。反的结果。如用水泵从低处

10、抽水、高温时石灰石分解等。放放增加增加熵增熵增12PPT课件已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为G=HTSHTS0 反应不能自发进行A.高于 409 K B.低于 136 KC.高于 136 K 而低于 409 KD.低于 409 KA设反应 A(s)D(g)E(g)，HTS(4 50011T)J/mol，要防止反应发生，温度必须（）名师点拨：名师点拨：要防止反应发生，需满足要防止反应发生，需满足HTS0，解不等式，解不等式4 50011T0，得，得 T409 K。利用自由能判断化学反应进行的方向利用自由能判断化学反应进行的方向13PPT课件自发反应与非自发反应的理解【例 1】下列关于反

11、应的说法正确的是()。A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变C.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C14PPT课件判断化学反应进行的方向【例 2】已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为HTS0 反应不能自发进行A.高于 409 K B.低于 136 KC.高于 136 K 而低于 409 KD.低于 409 KA设反应 A(s)D(g)E(g)，HTS(4 50011T)J/mol，要防止反应发生，温度必须（）名师点拨：名师点拨：要防止反应发生，需满足要防止反应发生，需满足HTS0，解不等式，解不等式

12、4 50011T0，得，得 T409 K。15PPT课件例例3.下列关于下列关于HTS 说法中正确的是（说法中正确的是（）A.HTS 可用于判断所有条件下的反应能否自发进行B.HTS 只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行C.HTS 只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行D.HTS0 的反应，在该条件下一定剧烈反应C解析：HTS 这个判据只能用于一定温度和压强条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应，所以选项 A、B 都不正确，C 正确。HTS0 能判定反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，不能说明反应是否剧烈，所以 D 错。16PPT课件DA.吸热反应B.放热反应C.熵增加的反应D.熵减少且吸热的反应17PPT课件2.下列关于判断过程的方向的说法正确的是()。A.所有自发进行的化学反应都是放热反应B.高温高压下使石墨转化为金刚石是自发的化学反应C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据适合所有的过程D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同C18PPT课件3.对于化学反应方向的确定，下列说法中正确的是()。A.放热的熵减小的反应一定能自发进行B.熵因素决定正反应能否发生，焓因素决定逆反应能否发生C.化学反应能否发生的唯一判据是焓变D.固体的溶解、参与反应的过程与熵变有关D19PPT课件返回返回20PPT课件