化学反应进行的方向.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,*,1,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,2,化学反应进行的快慢,化学反应的限度,化学反应进行的方向,化学反应速率,化学平衡,?,化学反应原理的组成部分,3,自发反应：在,一定条件（温度、压强等）,下,不,需外界帮助就能,自动,进行的反应，称为自发反应。,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。,一、自发过程的定义,4,Company Logo,自然界中水总是从高处往低处流；,电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；,室温下冰块自动融化；,墨水扩散；,食盐溶解于水；,火柴棒散落等。,思,与,题,问,考,这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性,其中是否蕴藏了一定的科学原理？,能量由高到低,5,下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？,C,3,H,8,(g)+5O,2,(g)=3CO,2,(g)+4H,2,O(l),H=-2217.5 kJ,mol,-1,2Na(s)+Cl,2,(g)=2NaCl(s),H=-822 kJ,mol,-1,4Fe(s)+3O,2,(g)=Fe,2,O,3,(s),H=-1648.4 kJ,mol,-1,H,2,(g)+F,2,(g)=2HF(g),H,=,-546.6 kJ,mol,-1,放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，,H O,有利于反应自发进行,二、能否自发进行的判据,1,、焓判据,共同特点：,H O,即放热反应,6,1,、焓判据,反应物的总能量高,生成物的总能量低,放热反应,H,0,二、能否自发进行的判据,1,、焓判据,思考：是不是所有自发进行的化学,反应都是放热的？,7,2NH,4,Cl(s)+Ba(OH),2,8 H,2,O(s)=NH,3,(g)+BaCl,2,(s)+10H,2,O(l),2N,2,O,5,(g)=4NO,2,(g)+O,2,(g),(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),注意：焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。,思,与,察,观,考,H,O,结论：,H O,有利于反应自发进行，,但自发反应不一定要,H 0,有利于反应自发进行。,【归纳与总结】,自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做,熵增原理,，也就是反应方向判断的,熵判据,11,1,、同一物质气态时熵值,最大,，液态,较小,，固态时,最小,.,2,、固体的,溶解,过程、墨水,扩散,过程和气体,扩散,过程,.,3,、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应,.,导致体系熵增（,S,0,）的因素：,清,识,知,单,【练习】下列反应中，在高温下不能自发进行的是,D.CO(g,),C(s,),1/2O,2,B.2N,2,O,5,(g),4NO,2,(g),O,2,(g),A.(NH,4,),2,CO,3,(s),NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),C.MgCO,3,(s),MgO(s),CO,2,(g),D,S,0,S,0,S,0,S,0,12,Company Logo,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),-10,。,C,的水会自动结冰,熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。,结论：,S O,有利于反应自发进行，,自发反应不一定要,S O,13,CaCO,3,(s)=CaO,(s)+CO,2,(g),这个,反应能否自发进行？,已知：,H,(298K),=178.2KJ,mol ,S,(298K),=169.6J,mol,-1,K,-1,思考,反应能否,自发还与,温度,有关,化学反应的最终判据到底是什么呢？,14,G,H,T,S,当,H,0,，,S,0,时，,G,0,反应自发进行；,当,H,0,，,S,0,时，,G,0,反应不能自发进行；,当,H,0,，,S,0,或,H,0,，,S,0,时，,反应是否自发与温度有关。,视,学,科,野,自由能变化：,3,、复合判据（自由能变化）,15,2KClO,3,(s)=2KCl(s)+3O,2,(g),H=-78.03 kJmol,-1,S=494.4 Jmol,-1,K,-1,CO(g)=C(s,石墨,)+1/2O,2,(g),H=110.5 kJmol,-1,S=-89.36 Jmol,-1,K,-1,练习：判断下列反应能否自发进行,不能,能,16,H(298K)=178.2 kJmol,-1,S(298K)=169.6 Jmol,-1,K,-1,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g),G,H,T,S,G,0,，能,17,化学反应进行方向的判据,、能量判据,(,焓判据）：,是判断化学反应进行方向的判据之一。,2,、熵判据：,能量最低原理。,熵增原理。,是判断化学反应进行方向的另一判据。,3,、复合判据：,能量判据结合,熵判据。,总结,18,1,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。,2,在讨论过程的方向时，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，就可能出现相反的结果。,例如：石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。,例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。,注意,19,【课堂达标测试,】,1.,能用能量判据判断下列过程的方向的是（）,A.,水总是自发的由高处往低处流,B.,放热反应容易自发进行，吸热反应不能,自发进行,C.,有序排列的火柴散落时成为无序排列,D.,多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱,排列的几率大,A,20,2.,已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式,C(,金刚石,、,s)+O,2,(g),CO,2,(g),H,1,395.41kJ/mol,C(,石墨,、,s)+O,2,(g),CO,2,(g),H,2,393.51kJ/mol,关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是,A.,金刚石转化成石墨是自发进行的过程,B.,石墨转化成金刚石是自发进行的过程,C.,石墨比金刚石能量低,D.,金刚石比石墨能量低,A C,21,3.,下列说法中，正确的是（）,A.,自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是,熵减小或不变,B.,自发反应在恰当条件下才能实现,C.,自发反应在任何条件下均能实现,D.,同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同,B,22,4,、,在电子工业中清洗硅片上的,SiO,2,(s),的反应是：,SiO,2,(s),4HF(aq)=SiF,4,(g),2H,2,O(g),H,(298.15 K),94.0 kJ/mol,S,(298.15 K),75.8 J/(mol,K),设,H,和,S,不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。,G,H,T,S,0,23,Company Logo,D,5,、下列反应中，熵减小的是（）,A.(NH,4,),2,CO,3,(s),NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),B.2N,2,O,5,(g),4NO,2,(g),O,2,(g),C.MgCO,3,(s),MgO(s,),CO,2,(g),D.2CO(g),2C(s),O,2,(g),24,Company Logo,6,、某化学反应其,H=,122 kJ,mol,-1,，,S=231 J,mol,-1,K,-1,，则此反应在下列哪种情况下可自发进行,(),A,在任何温度下都能自发进行,B,在任何温度下都不能自发进行,C,仅在高温下自发进行,D,仅在低温下自发进行,A,