人教版化学选修四化学反应进行的方向(课堂PPT).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,*,自然界中有许多能自然而然发生的现象，,请同学们联系生活知识，,列举一些能自发进行的例子？,1,生活中的自发过程,高山流水,电流,2,生活中的自发过程,高山流水,高能状态,低能状态,水总是自发地从高处往低处流,有趋向于最低能量状态的倾向。,利用水泵可将水从低处流向高处,3,生活中的自发过程,高电势状态,低电势状态,电流总是自发地从高电势流向低电势,有趋向于最低电势状态的倾向。,4,Na投入H,2,O中,铁生锈,生活中的自发反应,5,Cu和AgNO,3,反应,NaOH和HCl反应,生活中的自发反应,6,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,在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到,显著程度,，就称为自发反应。,如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？,自发反应：,非自发过程：,在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。,7,寻找反应能否自发进行的判据,第四节 化学反应进行的方向,8,Cu和AgNO,3,反应,NaOH和HCl反应,Na投入H,2,O中,铁生锈,Cu(s)+2AgNO,3,(aq)=Cu(NO,3,),2,(aq)+2Ag(s),H=-181.75 kJmol,-1,NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H,2,O(l),H=-57.3 kJmol,-1,2Na(s)+2H,2,O(l)=2NaOH(aq)+H,2,(g),H=-636.1 kJmol,-1,Fe(s)Fe,2,O,3,(aq),H=-790.7 kJmol,-1,自发反应,共同点放热反应H0,9,二、化学反应进行方向的判据,1、能量判据（焓判据）,能量判据（焓判据）,自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态（H 0）。,即H0的反应有自发进行的倾向。,多数,能,自发,进行的化学,反应,是,放热,反应,反应物的总能量,高,生成物的总能量,低,放热反应,H,0,焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。,10,注意：,（1）焓判据只能用于判断,过程的方向,，能否实现要看具体条件；,（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，,与化学反应速率,无关。,（3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素,11,2N,2,O,5,(g),4NO,2,(g)+O,2,(g),H,=+56.7kJ/mol,(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),H,=+74.9 kJ/mol,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,结论：,H O有利于反应自发进行,但自发反应不一定要H O,焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。,自发反应一定要H S(l)S(s)。,18,2N,2,O,5,(g),4NO,2,(g)+O,2,(g),H,=+56.7kJ/mol,(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),H,=+74.9 kJ/mol,思考:,两个反应都是混乱度增大的反应。,熵增，S0，有利于自发反应,这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？,19,1、同一物质状态改变：,2、固体的,溶解,过程、墨水,扩散,过程和气体,扩散,过程。,3、反应过程中气体物质的量,增多,的反应。,4.生成气体的反应。,导致熵增,(,S0）,的一些因素,固态,液态,气态,熵增,熵增,20,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2Al(s)+Fe,2,O,3,(s)=Al,2,O,3,(s)+2Fe(s)S=39.35Jmol,-1,K,-1,结论：,S O，有利于反应自发进行，,自发反应不一定要S O。,熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是唯一因素。,铝热反应（S0）也能自发反应。,21,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g)这个反应能否自发进行？,已知：,H,(298K),=+178.2KJmol,-1,S,(298K),=+169.6Jmol,-1,K,-1,思考,总结：,自发过程的变化趋势,1.能量趋于降低 2.混乱度趋于增加,22,美国物理化学家吉布斯,自由能,研究表明：在温度、压强一定的条件下，,化学反应自发进行方向的判据是,G=H-TS,（G 吉布斯自由能 T 绝对温度+),G=H-TS 0 反应能自发进行,G=H-TS 0 反应不能自发进行,G=H-TS 0 反应达到平衡状态,反应进行方向的判断方法：,23,2、,物质的混乱度趋于增加,1、,物质具有的能量趋于降低,H,(焓变),S,(熵变)0,焓(,H,)判据,熵(,S,)判据,放热反应,焓变,熵变,化学反应能否自发进行,自发进行,不自发进行,不能定性判断,不能定性判断,H,0,H,0,H,0,S,0,S,0,S,0,S,0,熵增原理,0,S0,高温下,反应自发进行,H0,S0,所有温度下,反应不能自发进行,H0,所有温度下,反应自发进行,H0,S0,低温下,反应自发进行,25,1）H,+,(aq)+OH,-,(aq)=H,2,O,(l),S,=,+,80.7Jmol,-1,K,-1,放热,熵增,吸热,熵减,放热,熵减,吸热,熵增,2）TiO,2,(s,)+2Cl,2,(g)=TiCl,4,(l)+O,2,(g),H,=,+,161.9kJmol,-1,3）NH,3,(g,)+HCl(g)=NH,4,Cl(s),H,=,-,176.9kJmol,-1,S,=,-,38.4Jmol,-1,K,-1,S,=,-,284.3Jmol,-1,K,-1,S,=,+,169.6Jmol,-1,K,-1,4）CaCO,3,(s,)=CaO(s)+CO,2,(g),应用判据解决问题,根据你,已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变与是能否自发进行,H,=,+,178.2kJmol,-1,H,=,-,57.3kJmol,-1,自发,不自发,自发,高温自发，低温不自发,26,从“,熵,”的角度看世界,薛定谔所著生命是什么？,“热力学第二定律是一个最深刻、最普遍的定律。它有着自身忧郁的美，象所有重要定律一样，引起人们的崇敬之情。”,英国作家 C.P.Snow,正如“能”的观点被人们普遍接受一样，“熵”的观点也越来越多地被人们用来解释物理、化学、生命、信息、生活中的诸多行为与现象。,27,熵与环境,在环境学家看来熵增就是污染,熵在其他领域的应用,28,衰老是生命系统的熵的一种长期的缓慢的增加，也就是说随着生命的衰老，生命系统的混乱度增大，当熵值达极大值时即死亡，这是一个不可抗拒的自然规律。,熵与生命：,熵在其他领域的应用,29,