刘万成四节化学反应进行方向章节件1市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

新课标人教版选修四新课标人教版选修四10 十月 第四节化学反应进行方向第四节化学反应进行方向一课时一课时第第1页页一、化学反应原理主要组成部分一、化学反应原理主要组成部分 反应快慢程度反应快慢程度 化学反应原理化学反应原理 化学反应程度化学反应程度 反应进行方向反应进行方向 怎样判断反应能否发生？怎样判断反应能否发生？化学反应进行方向是一个复杂问题，假化学反应进行方向是一个复杂问题，假如反应已经发生了，方向其实也已确定；如反应已经发生了，方向其实也已确定；但假如反应还没有发生，我们则要经过相但假如反应还没有发生，我们则要经过相互关联能量（互关联能量（H）判据（力图使本身）判据（力图使本身能量能量趋于最低趋于最低）和熵判据（）和熵判据（由有序变为无序由有序变为无序现现象）。象）。?第第2页页水总是自发地由高处往低处流水总是自发地由高处往低处流自自然然界界中中有有许许多多自自然然而而然然发发生生现现象象，请请同同学学们们联联络络生生活活知知识识，列列举举一一些些能能自自动动发发生生例子？例子？第第3页页自然界中水总是从高处往低处流；自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高地方向电位低地方流动；电流总是从电位高地方向电位低地方流动；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；酸碱中和；酸碱中和；锌与锌与CuSO4溶液会自动反应生成溶液会自动反应生成Cu和和ZnSO4第第4页页自自发发过过程程：在在一一定定条条件件下下，不不借借助助外外部部力量就能自动进行过程力量就能自动进行过程.【归纳小结】【归纳小结】怎样判断一个过程，一个反应能否怎样判断一个过程，一个反应能否自发进行？自发进行？能量趋向怎样？能量趋向怎样？第第5页页酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生反酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生反应，有何共同特点？应，有何共同特点？【思索与交流】【思索与交流】共同特点：共同特点：从能量角度分析它们为何能够自发？从能量角度分析它们为何能够自发？体系倾向于从体系倾向于从高能态高能态转变为转变为低能态低能态H 0 H 0 有利于反应自发进行有利于反应自发进行H 0 有利于反应自发进行。有利于反应自发进行。第第15页页（2 2）自发反应一定是熵增加反应吗？）自发反应一定是熵增加反应吗？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)S=39.35Jmol-1K-1 结论：结论：S 0S 0有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，自发反应不一定要自发反应不一定要S 0S 0【思索与交流】【思索与交流】熵变是反应能否自发进行一个原因熵变是反应能否自发进行一个原因,但不是惟一原因。但不是惟一原因。依据熵判椐，在密闭条件下，体系有由有序依据熵判椐，在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序倾向。气态熵值大，反应沿着自发地变为无序倾向。气态熵值大，反应沿着从有序到无序方向进行。从有序到无序方向进行。（1 1）发生离子反应条件之一是产生气体，利用熵）发生离子反应条件之一是产生气体，利用熵判椐进行解释？判椐进行解释？第第16页页练习练习1以下反应中，在高温下不能自发进行是（以下反应中，在高温下不能自发进行是（）D.CO(g)C(s)1/2O2B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵减熵减熵增熵增熵增熵增熵增熵增点拨：反应后气体分子数大于反应前气体分点拨：反应后气体分子数大于反应前气体分子数，故熵增加子数，故熵增加第第17页页1 1、放热自发过程可能是熵减小过程，如铁生、放热自发过程可能是熵减小过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无显著改变或增锈、氢气燃烧等；也可能是熵无显著改变或增加过程，如金刚石和石墨互变熵不变；活泼金加过程，如金刚石和石墨互变熵不变；活泼金属与酸置换反应熵增等属与酸置换反应熵增等2 2、吸热自发过程应为熵增加过程，如冰融化、吸热自发过程应为熵增加过程，如冰融化、硝酸铵溶于水等。硝酸铵溶于水等。3 3、无热效应自发过程是熵增加过程，如两种、无热效应自发过程是熵增加过程，如两种理想气体混合等。理想气体混合等。自发反应中焓变和熵变关系自发反应中焓变和熵变关系第第18页页n-10液态水能自动结冰成为固态液态水能自动结冰成为固态n铝热反应是熵减反应，它在一定条件下也铝热反应是熵减反应，它在一定条件下也可自发进行。可自发进行。n所以熵判据判断过程方向也是不全方面所以熵判据判断过程方向也是不全方面讨论：书本P35学与问第第19页页CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)这个这个反应能否自发进行？反应能否自发进行？已知：已知：H(298K)=+178.2KJmol-1,S(298K)=+169.6Jmol-1K-1第第20页页四、复合判据四、复合判据正确判断一个化学反应正确判断一个化学反应 是否能够自发进行是否能够自发进行必须综合考虑反应必须综合考虑反应焓变焓变和和熵变熵变恒温恒压时判断反应是否能够自发进行恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 H H 0 S00 S0 H 0 S H 0 S 0 0 H H 0 S 0 S 0 0 H 0 S0 H 0 S0自发自发非自发非自发不一定不一定不一定不一定第第21页页G=HT S五、五、自由能改变自由能改变 当当G0时，反应不自发进行时，反应不自发进行当当G=0时，可逆反应抵达平衡状态时，可逆反应抵达平衡状态NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)H 0 S 0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H 0 S0判断这两个反判断这两个反应什么条件下应什么条件下自发进行？自发进行？低温可行低温可行高温可行高温可行第第22页页1 1反应自发性只能用于判断反应方向反应自发性只能用于判断反应方向，不能，不能确定反应是否一定会发生和过程发生速率。比确定反应是否一定会发生和过程发生速率。比如金刚石有向石墨转化倾向，不过能否发生，如金刚石有向石墨转化倾向，不过能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能处理问题了。据和熵判据能处理问题了。注意注意2 2、反应自发性也受外界条件影响。、反应自发性也受外界条件影响。如常温下如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性，石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性，但在但在1273K1273K时，这一反应就是自发反应。时，这一反应就是自发反应。第第23页页注意注意3 3在讨论过程方向时，在讨论过程方向时，指是没有外界干扰时指是没有外界干扰时体系性质体系性质。假如允许外界对体系施加某种作用，。假如允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反结果。比如石墨经高温高压还就可能出现相反结果。比如石墨经高温高压还是能够变为金刚石，是能够变为金刚石，实现先决条件是要向体系实现先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质依然是非自发性。中输入能量，该过程本质依然是非自发性。第第24页页知道了某过程有自发性之后（）知道了某过程有自发性之后（）A.可判断出过程方向可判断出过程方向B.可确定过程是否一定会发生可确定过程是否一定会发生C.可预测过程发生完成快慢可预测过程发生完成快慢D.可判断过程热效应可判断过程热效应A练习练习2 2第第25页页【课堂达标测试】【课堂达标测试】1 1、以下说法不正确是（、以下说法不正确是（）A.A.焓变是一个与反应能否自发进行相关原因，多数焓变是一个与反应能否自发进行相关原因，多数能自发进行反应都是放热反应。能自发进行反应都是放热反应。B.B.在同一条件下不一样物质有不一样熵值，其体系在同一条件下不一样物质有不一样熵值，其体系混乱程度越大，熵值越大。混乱程度越大，熵值越大。C.C.一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热热D.D.一个反应能否自发进行，与焓变和熵变共同影响一个反应能否自发进行，与焓变和熵变共同影响相关相关C第第26页页3、250C和和1.01105Pa时，反应时，反应:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H=+56.76kJ/mol，自发进行原因是（自发进行原因是（）A、是吸热反应；是吸热反应；B、是放热反应；是放热反应；C、是熵降低反应；是熵降低反应；D、熵增大效应大于能量效应。熵增大效应大于能量效应。D2、碳酸铵、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确是（对其说法中正确是（）A、其分解是因为生成了易挥发气体，使体系熵增大；其分解是因为生成了易挥发气体，使体系熵增大；B、其分解是因为外界给予了能量；其分解是因为外界给予了能量；C、其分解是吸热反应，据能量判据能自发分解；其分解是吸热反应，据能量判据能自发分解；D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。碳酸盐都不稳定，都能自发分解。A第第27页页D5、以下反应中，熵减小是（、以下反应中，熵减小是（）A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)C.MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)D.2CO(g)2C(s)O2(g)4、以下自发反应可用能量判据来解释是、以下自发反应可用能量判据来解释是()A、硝酸铵自发地溶于水硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；H=+56.7kJ/mol C、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6 kJ/molD第第28页页填写下表：填写下表：物质所含有能量物质所含有能量H熵变熵变熵熵焓变焓变焓焓计算公式计算公式单位单位符号符号定义定义生成物总能量与反应生成物总能量与反应物总能量之差物总能量之差KJmol-1混乱度混乱度SJmol-1K-1Jmol-1K-1KJmol-1HSH=H(生成物生成物)H(反应物反应物)S=S(生成物生成物)S(反应物反应物)生成物总熵与反应生成物总熵与反应物总熵之差物总熵之差第第29页页化学反应进行方向判据化学反应进行方向判据 、能量判据、能量判据(焓判据）：焓判据）：是判断化学反应进行方向判据之一。是判断化学反应进行方向判据之一。、熵判据：、熵判据：能量最低原理。能量最低原理。熵增原理。熵增原理。是判断化学反应进行方向另一判据。是判断化学反应进行方向另一判据。、复合判据：、复合判据：能量判据结合能量判据结合熵判据熵判据GHT S小结：小结：4 4、过程自发性只能用于判断过程方向，不能确定过、过程自发性只能用于判断过程方向，不能确定过程一定会发生和过程发生速率程一定会发生和过程发生速率第第30页页影响原因：影响原因：化学反应方向化学反应方向 反应焓变反应焓变 反应熵变反应熵变共同影响共同影响吸热吸热放热放热熵增熵增熵减熵减小结：小结：焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发第第31页页