选修四化学反应原理第二章第四节20111028.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学反应原理,新课标人教版选修四,第二章化学反应速率和化学平衡,第四节化学反应进行的方向,一课时,一、化学反应原理的重要组成部分,反应的快慢程度,化学反应原理 化学反应的限度,反应进行的方向,如何判断反应能否发生？,化学反应进行的方向是一个复杂问题，如果反应已经发生了，方向其实也已确定；但如果反应还没有发生，我们则要通过互相关联的能量（,H,）,判据（力图使自身,能量趋于最低,）和熵判据（,由有序变为无序,的现象）。,?,自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程,高山流水,自由落体,能量趋于最低,酸碱中和,二、反应焓变与反应方向,日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律,能量判据,体系趋向于从,高能状态,转变为,低能状态,（这时体系会,对外做功,或者,释放,热量,H 0,）。,多数能自发进行的化学反应是放热反应,，,如常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热,4Fe,（,OH,）,2,（,s,）,+2H,2,O,（,l,）,+O,2,（,g,）,=4Fe,（,OH,）,3,（,s,）；,H=,444.3KJ/mol,但是，有不少吸热反应也能自发进行,，如,NH,4,HCO,3,（,s,）,+CH,3,COOH,（,aq,）,=CO,2,（,g,）,+CH,3,COONH,4,（,aq,）,+H,2,O,（,l,）；,H,（,298K,）,=,37.3KJ/mol,还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行,，但在,较高温度下则能自发进行,，,如在室温下吸热反应的碳酸钙分解反应不能自发进行,，但,同样是这个吸热反应在较高温度,（,1200K,）,下则能,自发进行,。,放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,-,焓（,H,）判据,由此可见,运用,焓判据,主要依据反应焓变，而焓变（,H,）的确是一个与反应能否自发进行的因素，但不是决定反应能否自发进行的,唯一因素。,火柴棒散落,墨水扩散,由有序变为无序,同一种物质，其气态时会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物,硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中扩散,三、反应熵变与反应方向,为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素,1,、,在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向,称为,熵,。,由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度，,2,、符号用,S,表示。,3,、熵,值越大，,体系混乱度越大,。,同一物质,，,S,（,g,）,S,（,l,）,S,（,s,）。,4,、熵变和熵增原理,（,1,）熵变（,S,）,化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化,，,因此存在着熵变。,S=S,反应产物,S,反应物,产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（,S,0,），为熵增加,反应,。许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。,（,2,）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做,熵增原理,。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，,又称为,熵判据,。,-10,的液态水能自动结冰成为固态,铝热反应是熵减反应，它在一定条件下也可自发进行。,因此熵判据判断过程的方向也是不全面的,讨论：课本,P37,学与问,四、焓变与熵变对反应方向的共同影响,（复合判据,-,自由能,）,在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变（,H,）有关,，又,可能与反应熵变（,S,）有关,。,在温度,、,压强一定的条件下,，,我们要判别化学反应的方向要考虑,H,、,S,共同影响的结果。,反应焓变（能量判据）,反应方向,反应熵变（熵判据）,H,T S0,，则反应自发进行，,反应到达平衡状态，,反应不能自发进行。（,T,为绝对温度）,复合判据,焓判据和熵判据的应用,1,、由焓判据知,放热过程（,H0,）常常是容易自发进行；,2,、由熵判据知,若干熵增加（,S0,）的过程是自发的；,3,、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据,兼顾,。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的,复合判据自由能,将更适合于所有的反应过程。,4,、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。如,钢制器件腐蚀、装在不同地方的气体等例子,。,5,、在讨论过程的方向时，我们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，就可能出现相反的结果。,例如水、石灰石分解、石墨转化为金刚石。,6,、反应的自发性也受外界条件的影响。如石灰石分解，常温下是非自发的，但在,1273K,时是自发的反应。,典,例,剖析,例,1,下列过程是非自发的是,（）,A,、,水由高处向低处流；,B,、天然气的燃烧；,C,、,铁在,潮湿空气中生锈；,D,、室温下水结成冰例,2,碳酸铵,（,NH,4,）,2,CO,3,在,室温下就能自发地分解产生氨气,，对其,说法中正确的是,A,、其分解是因为生成了易挥发的气体,，使,体系的熵增大；,B,、,其,分解,是,因为外界给予了能量；,C,、,其,分解是吸热反应,，据,能量判据不能自发分解；,D,、碳酸盐都不稳定,，都能,自发分解,。,D,A,练习与探究,1,、,下列说法正确的是,（）,A,、凡是放热反应都是自发的,，,由于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少或不变；,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。,2,、自发进行的反应一定是,（）,A,、吸热反应；,B,、放热反应；,C,、,熵,增加反应；,D,、,熵,增加或者放热反应,。,C,D,3,、下列说法正确的是,（）,A,、放热反应一定是自发进行的反应；,B,、吸热反应一定是非自发进行的；,C,、自发进行的反应一定容易发生；,D,、有些吸热反应也能自发进行。,4,、,25,0,C,和,1.0110,5,Pa,时，,反应,2N,2,O,5,（,g,）,=4NO,2,（,g,）,+O,2,（,g,）；,H=,56.76kJ/mol,，自发进行的原因是,A,、,是,吸热反应；,B,、,是,放热反应；,C,、,是熵,减少的反应；,D,、,熵,增大效应大于能量效应,。,D,D,再见！,