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(共20張PPT)
第三節：化學反應進行的方向
如果還沒發生，就需要依據科學依據，判斷是否能夠發生？
以及在什么條件下發生？
化學反應限度
化學反應速率
動力學
熱力學
反應已經發生
反應還未發生
化學反應方向
熱力學
高處
低處
自發
非自發
高溫物體
低溫物體
自發
非自發
高電勢
低電勢
自發
非自發
體系的能量
有降低的趨勢
從能量上看，以上三個實例有什么共同點？
任務 1
解釋自發過程與自發反應的含義
自發反應：在一定條件下，不需外界幫助就能自動進行的化學反應。
自發過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動進行的過程。
一定條件指的是？
外界幫助指的是？
外界幫助包括升溫、加壓等
而“點燃”不屬于
外界
幫助
對體系做有用功
水的電解
2H2+O2===2H2O
自發
非自發
在一定條件下，如果一個過程是自發的，那么它的逆過程通常是非自發的。
“自發”只是有發生的趨勢，
并不代表實際發生，
更不能確定發生的速率。
氫氧燃料電池
任務 2
基于能量視角，歸納自發反應的特點
H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l)
Zn(s) + CuSO4(aq)=ZnSO4(aq) + Cu(s)
2Fe(s) + O2(g)=Fe2O3 (s)
ΔH =-824 kJ/mol
ΔH =-285.8 kJ/mol
ΔH = -216.8kJ/mol
HCl(aq) + NaOH(aq)=NaCl(aq) + H2O(l)
ΔH =-57.3 kJ/mol
Na(s) + H2O(l) =NaOH(aq) +1/2H2 (g)
ΔH =-184 kJ/mol
體系的能量
有降低的趨勢
自發反應
有利于
能自發的化學反應，只能是放熱反應嗎？
一定可以發生
焓判據
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH = +109.8kJ/mol
(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH = +74.9kJ/mol
NaHCO3(s)+ HCl(aq)= NaCl (aq)+ H2O (l)+ CO2(g) ΔH = +34.1kJ/mol
Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) ΔH ＞0
(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH ＞0
自發反應也有可能是吸熱反應
只根據焓判據來判斷反應進行的方向，是不全面的
有序
無序
任務 2
認識熵及熵變
1850年, 克勞修斯提出用熵用來衡量體系
混亂(無序)程度的物理量，用S表示。
體系越混亂（無序），熵值越大，
單位是J·mol-1·K-1。
ΔS=S(產物)－S(反應物)
ΔS＞0，熵增反應
ΔS＜0，熵減反應
①同一物質在不同狀態下熵值不同，
一般規律是 S(g)>S(l)>S(s)
②在化學反應中，氣態物質的系數增大，
則熵增大。反之，則熵減小
孤立/絕熱體系
熵值增大
自發反應
有利于
熵判據
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
NaHCO3(s)+ HCl(aq)= NaCl (aq)+ H2O (l)+ CO2(g)
Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
能自發進行的反應，ΔS 都大于 0 嗎？
4Na(s) + O2(g)=2Na2O(s)
ΔS =-259.86J·mol-1·K-1
ΔH =-828.44 kJ·mol-1
焓判據
ΔH<0
熵判據
ΔS<0
自發反應
有利于
不利于
矛盾
主要方面
次要方面
綜合考慮體系的焓變與熵變
任務 3
認識自發反應的綜合判據
1876年，吉布斯（美）提出自由能變化 ΔG，并認為化學反應總是向著自由能減小（ ΔG < 0）的方向進行，直至達到平衡。
ΔG = ΔH-T ΔS
ΔG = ΔH—TΔS < 0 反應能自發進行
ΔG=ΔH—TΔS = 0 反應達到平衡狀態
ΔG=ΔH—TΔS > 0 反應不能自發進行
ΔG的正負除了與焓變、熵變有關，還與什么有關？
ΔH
ΔS
能自發
不能自發
高溫自發
低溫自發
ΔG = ΔH（+）-T（↑） ΔS（+）< 0
ΔG = ΔH（-）-T（↓） ΔS（-）< 0
ΔG = ΔH（+）-T ΔS（-）> 0
ΔG = ΔH（-）-T ΔS（+）<0

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