第二单元化学反应的方向和限度-(4).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,*,化学反应进行的方向,张家口市第一中学 熊 丹,自由落体,高山流水,生活中的自发过程,水泵抽水,音乐喷泉,生活中的非自发过程,一、自发过程,和自发反应,1,、,自发过程：,在一定,条件下，不,需要外力作用就能自动进行的,过程。,非自发过程：,在一定条件下，需持续借助人为作用才能进行的过程。,一、自发过程,和自发反应,2,、,自发反应：,在给定,的条件,下,，可以,自发地进行到显著,程度的化学反应。,自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。,木柴燃烧,钢铁生锈,铁丝燃烧,化学反应中的自发过程,(1)钠与水反应：,2Na(s)+2H,2,O(l)=2NaOH+H,2,(g),H,=,368 kJ/mol,(2),氢氧化钠溶液和盐酸反应：,NaOH(aq)+HCl(aq,)=NaCl(aq)+2H,2,O(l),H,=,114.6kJ/mol,(3),氢气和氧气反应：,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),H,=,571.6kJ/mol,共同点,化学反应中的自发过程,放热反应,H,0,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,或释,放热,量，,H,0,）,。,所以，放热反应（,H,0,）,有自发的倾向,二、焓判据（能量判据）,思考：,（一）,以上自然界中自发的过程或反应有什么共同点,?,（能量越低越稳定）,（二）自发反应一定是,H,0,吗？,例如以下反应在常温下能自发进行：,(1),Ba(OH),2,8H,2,O(s),+,2NH,4,Cl(s),BaCl,2,(s)+,2NH,3,(g)+10H,2,O(l),H,0,(2)2N,2,O,5,(g),4NO,2,(g)+O,2,(g),H,=+56.7kJ/mol,(3)(NH,4,),2,CO,3,(s),NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),H,=+74.9kJ/mol,结论：,单独运用焓判据不能完全确定反应的方向,生活中的自发过程,天气回暖,冰雪融化,品红在水,中扩散,蒸汽扩散,火柴散落,生活中的自发过程,有序,无序,(,混乱,),生活中的自发过程,思考：,以上自发过程的共同特点是什么？,结论：,体系有从有序自发地变为无序的倾向，,即,混乱度自发增大的倾向。,1,、混乱度：,表示体系的不规则或无序状态。,混乱度的增加意味着体系变得更加无序,2,、熵：,热力学上用来表示混乱度的状态函数，单位为,J,mol,-1,K,-1,，符号为,S,体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大。,三、熵判据,3,、熵变,S,：,S=S,产物,S,反应物,4,、熵判据：,在密闭条件下，体系有从有序自发地变为无序的倾向，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做,熵增原理,。,即：,熵增（S,0,）的反应是具有自发倾向的。,三、,熵判据,思考：,如何判断化学反应的熵变,S,呢？,熵值最大,熵值最小,【,规律,1】,同一物质的熵值：,气态液态固态,【,规律,2】,同一状态的物质，其熵值大小与物质的量成正比。,练习：,判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零,(1),水蒸气冷凝成水,(2)CaCO,3,(S)=CaO(S)+CO,2,(g),(3),2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),(4)2N,2,O,5,(g)=4NO,2,(g)+O,2,(g),(5)(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),S,0,S,0,S,0,思考：,（一）为什么绝大多数自发反应会朝着熵增的方向进行？,（,无序比有序稳定）,（二）自发反应一定是,S,0,吗？,例如以下反应在常温下能自发进行：,1,、,NaCl(aq,),与,AgNO,3,(aq),反应。,NaCl(aq)+AgNO,3,(aq)=AgCl(s)+NaNO,3,(aq),S,0,2,、,Cl,2,与,NH,3,反应。,3Cl,2,(g)+8NH,3,(g)=N,2,(g)+6NH,4,Cl(s),S,0,结论：,单独运用熵判据也不能完全确定反应的方向,方向,NH,4,Cl(s)=NH,3,(g)+,HCl(g,),NH,3,(g)+,HCl(g,)=NH,4,Cls),加热,思考：,根据你已有的知识和经验,分析下列过程。,常温自发,加热自发,改变,温度,可以改变自发反应进行的方向,四、复合判据,自由能变化,吉,布,斯,阅读课本,P36,，,科学视野,G,H,T,S,(,kJ,/mol),G0,，反应不能自发进行,（,G,是自由能，,T,是热力学温度，恒为正值）,四、复合判据,自由能变化,H,S,G,反应的自发性,0,0,0,0,0,0,G,H,T,S,（,T,恒为正值）,？,？,0,任何温度都不自发,四、复合判据,自由能变化,G,H,T,S,（,T,恒为正值）,四、复合判据,自由能变化,H,S,G,反应的自发性,0,0,0,0,0,0,0,任何温度都不自发,高温,0,高温,0,低温,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,，任何温度下均不自发。,汽车尾气的主要污染物是,一氧化氮,以及燃烧不完全所产生的,一氧化碳,，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染,有人提出通过,2NO(g)+2CO(g)=N,2,(g)+2CO,2,(g),来处理汽车尾气。,已知室温（,298K,、,101KPa,）下：,H=-113.0 KJ,mol,-1,S=-143.5 J,mol,-1,K,-1,请问：,室温下，该反应能自发进行吗？,思考：如何加快反应速率一种汽车尾气净化器。,H-TS=-70.237 KJ,mol,-1,0,因此，室温下反应能自发进行。,但该反应速率极慢。,1,、,反应的自发性只能用于判断反应的方向,，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率，且反应是否能实现，还要看具体的条件。,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,。,注意,练习：,1.,下列说法正确的是（）,A.,凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的,B.,反应速率快的一定是自发进行的,C.,自发反应在恰当条件下才能实现,D.,非自发反应在任何条件下都不能实现,C,练习：,2.,下列反应中，熵减小的是（）,A.(NH,4,),2,CO,3,(s),N,H,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),D,练习：,3.,已知反应,2C(g)=A(g)+2B(g),H,0,S,0,H,0,S,0,S,0,高温下自发,影响因素：,化学反应的方向,反应焓变,反应熵变,共同影响,吸热,放热,熵增,熵减,小结：,焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发,课后作业：作业七,谢谢指导，再见,