資源簡介

(共32張PPT)
章
二
第
化學反應速率與化學平衡
第三節
化學反應的方向
如何表示化學反應進行的快慢？
化學反應速率
如何表示化學反應的限度？
化學平衡
那么如何判斷化學反應進行的方向？
學完本節我們一起來揭曉答案
溫故知新
自然界中水總是從高處往低處流；
電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；
室溫下冰塊自動融化；
墨水擴散；
食鹽溶解于水；
火柴棒散落等。
思考時間
上述過程有何共同點？
有明顯的自發性
自發反應：在一定條件下不需外界幫助就能自動進行的反應，稱為自發反應。
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、自發過程與自發反應
講授新課
下列反應在一定條件下都能自發進行，你知道這些反應能自發進行的主要原因嗎？它們有何共同特點？
C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5kJ·mol-1
2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1
4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1
H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1
交流與思考
共同特點：
從能量角度分析它們為什么可以自發進行？
放熱反應使體系能量降低，能量越低越穩定
△H < 0 有利于反應自發進行
△H < 0 即放熱反應
交流與思考
二、化學反應進行方向的判據
1、能量判據（焓判據）
能量判據（焓判據）∶
自發過程的體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態（△H ﹤0）
即△H＜0的反應有自發進行的傾向
多數能自發進行的化學反應是放熱反應
反應物的總能量高
生成物的總能量低
放熱反應
△H＜0
焓判據是判斷化學反應進行方向的判據之一
講授新課
（1）焓判據只能用于判斷過程的方向，能否實現要看具體條件；
（2）焓判據只判斷一定條件化學反應能否自發進行，與化學反應速率無關。
（3）反應焓變是反應能否自發進行的一個因素，但不是唯一因素。
總結歸納
1、知道了某過程有自發性之后，則（ ）
可判斷出過程的方向
可確定過程是否一定會發生
可預測過程發生完成的快慢
可判斷過程的熱效應
A
隨堂小練
2、以下自發反應可用能量判據來解釋的是( )
A、硝酸銨自發地溶于水
B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol
C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ/mol
D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
D
隨堂小練
是不是所有自發進行的化學反應都是放熱的？
思考時間
講授新課
結論：△H <0有利于反應自發進行，但自發反應不一定要△H<0
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)
(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
△H >0
焓變只是反應能否自發進行的一個因素,但不是惟一因素。只根據焓變來判斷反應方向是不全面的。
講授新課
墨水擴散
撲克牌的多次洗牌
固體的溶解
火柴的散落
講授新課
你能發現這些看似不相干的事件之間的聯系嗎？
有序
混亂
講授新課
2、熵判據
（一）熵
a、定義：熵是衡量體系混亂度大小的物理量
b、符號：S
c、常用單位：J/(mol·K)
講授新課
①與物質的量的關系
物質的量越大→粒子數越多→熵值越大
②對于同一物質，當物質的量相同時，S(g)>S(l)>S(s)
③不同物質熵值的關系：
I、物質組成越復雜→熵值越大
II、對于原子種類相同的物質：分子中原子數越多→熵值越大
d、影響熵大小的因素：混亂度越大→體系越無序→熵值越大
講授新課
(二)熵變
（1）定義：發生化學反應時物質熵的變化成為熵變，符號為ΔS
（2）計算公式：ΔS=生成物總熵-反應物總熵
（三）熵判據——又稱熵增原理
體系有自發向混亂度增加的方向變化的傾向。(即熵增△S＞0)
△S越大，越有利于反應自發進行
講授新課
根據熵的定義判斷下列過程中體系的熵變大于零還是小于零。
(1)水蒸氣冷凝成水
(2)硫酸銅溶于水
(3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
(4) 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)
(5)2H2(g) + O2(g) ＝2H2O (l)
△S<0
△S>0
△S>0
△S>0
由“有序”變為“無序”
△S<0
隨堂一練
下列反應中，熵減小的是（ ）
D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)
D
隨堂一練
自發反應一定是熵增加的反應嗎？
結論：△S > 0有利于反應自發進行，自發反應不一定要△S > 0
思考與交流
熵變是反應能否自發進行的一個因素, 但不是唯一因素。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
思考：化學反應是否能夠自發進行的最終判斷依據是什么呢？
正確判斷一個化學反應是否能夠自發進行
必須綜合考慮體系的焓變和熵變
講授新課
研究表明：在溫度、壓強一定的條件下，化學反應自發進行方向的判據是
△G = △H - T△S
△G = △H - T△S ＜ 0 反應能自發進行
△G = △H - T△S ＞0 反應不能自發進行
△G = △H - T△S ＝0 反應達到平衡狀態
反應進行方向的判斷方法：
（四）復合判據
講授新課
2、物質的混亂度趨于增加
1、物質具有的能量趨于降低
H(焓變)
S(熵變)>0
焓(H)判據
熵(S)判據
放熱反應
熵增原理
<0
反應在該狀況下能否自發進行
＜０ ＞０
＞０ ＜０
＞０ ＞０
＜０ ＜０
＜０
自發進行
＞０
不自發進行
低溫時＞０,高溫時＜０
低溫時＜０,高溫時＞０
低溫自發,高溫不自發
H
Ｓ
Ｇ
低溫不自發,高溫自發
小結：“大大高溫，小小低溫”
講授新課
△H
△S
H>0
S>0
高溫下
反應自發進行
H>0
S<0
所有溫度下
反應不能自發進行
H<0
S>0
所有溫度下
反應自發進行
H<0
S<0
低溫下
反應自發進行
講授新課
應用判據時的注意事項
（1）在討論過程的方向問題時，我們指的是沒有外界干擾時體系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現相反的結果。
（2）過程的自發性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發生和過程發生的速率.
（3）只適用于沒有發生的反應
注：一般來說，如果一個過程是自發的，則其逆過程往往是非自發的
講授新課
2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)
△H = -78.03 kJ·mol-1
△S = 494.4 J·mol-1·K-1
CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)
△H = 110.5 kJ·mol-1
△S = -89.36 J·mol-1·K-1
判斷下列反應能否自發進行
△H (298K)= 178.2 kJ·mol-1
△S (298K)= 169.6 J·mol-1·K-1
CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)
講授新課
1、判斷下列反應什么條件下能自發進行？
(1) 鈉與水反應
(2) NH3(g)+HCl(g) =NH4Cl(s)
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
(4) 2CO(g)=2C(s)+O2(g)
△H <0 △S>0
自發進行
△H <0 △S <0
低溫自發進行
△H >0 △S>0
高溫自發進行
△H >0 △S<0
非自發進行
隨堂一練
下列說法不正確的是
A. 焓變是一個與反應能否自發進行有關的因素，多數的能自發進行的反應是放熱反應。
B. 在同一條件下不同物質有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。
C. 一個反應能否自發進行取決于該反應放熱還是吸熱
D. 一個反應能否自發進行，與焓變和熵變的共同影響有關
C
隨堂一練
250C和1.01×105Pa時，反應2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）； △H=＋56.76kJ/mol，自發進行的原因是∶（ ）
A、是吸熱反應；
B、是放熱反應；
C、是熵減少的反應；
D、熵增大效應大于能量效應。
D
隨堂一練
3. 復合判據：△G
△G =△H－T △ S; △G ＜0 反應能自發進行
△G =△H－T △ S ;△G ＞0 反應不能自發進行
2. 熵判據
1. 焓判據
化學反應進行方向的判據
課堂小結
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