高中化学 2.4《化学反应进行的方向》课件2 新人教版选修4
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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,高山流水,冰雪融化,花开花谢,一、化学反应原理的重要组成部分 反应的快慢程度 化学反应原理 化学反应的限度 反应进行的方向,自然界中水总是从高处往低处流; 室温下冰块自动融化; 墨水扩散;气体扩散; 食盐溶解于水;,墨水滴入水中,气体的扩散,固体的溶解,化学反应的方向,1.自发过程:在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程. 2.非自发过程 :在一定条件下,需要外界做功才能进行的过程。 3.自发过程的特征:有明确的方向性,要逆转必须借助外界做功;具有做功的本领。,练习:判断自发与非自发(室温下) (1)打开活塞,分液漏斗中的水流进烧
2、杯 (2)镁带燃烧 (3)氢气燃烧 (4)水分解成H2和O2过程,自发,自发,自发,非自发,如何判断一个过程,一个反应能否自发进行?,自发过程和非自发过程,自发反应: 镁条燃烧:Mg(s)+O2(g)=MgO(s) 酸碱中和:H+OH-=H2O 铁器暴露在潮湿空气中会生锈:3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) 甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g),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。 自发反应: 在一定温度、压强下,不借助(光、电能等)外部力量 即能进行,或具有发生的可能性的反应称为自发反应。,自发反应
3、是从属于自发过程的,是属于自发过程的一部分。,那么我们该如何判断一个过程,一个反应能否自发进行呢?一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件呢?,【探究】以“物体由高处自由下落”为代表,探究自发过程中有哪些变化趋势。,1。自然界中水总是从高处往地处流; 2。电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动;,观察下列几个自发进行的化学反应,找出它们的共同之处 1.钠与水反应2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) H=368 kJ/mol 2.铁生锈:3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) H=824 kJ/mol 3.氢气和氧气反应:2H2(g)+O2(g
4、)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol,共同点:H0,放热反应,高能向低能转化。,共同点:高能向低能转化。,一、反应焓变与反应方向 :,注意: (1)焓判据只能用于判断过程的方向,能否实现要看具体条件; (2)焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行,与化学反应速率无关。 (3)反应焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素,自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量,焓变小于0),这一经验规律就是焓判据,是判断化学反应进行方向的判据之一。,交流 研讨,19世纪,化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热:放热反应可以自发进行,而吸热
5、反应则不能自发进行。你同意这种观点吗?请举例说明。,举例:,吸热反应,但是,有不少吸热反应也能自发进行, 如 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)= CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l) H=+37.3kJ/mol 还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行,但在较高温度下则能自发进行,如在室温下吸热反应的碳酸钙分解反应不能自发进行,但同样是这个吸热反应在较高温度(1200K)下则能自发进行。,放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,- 焓(H)判据,由此可见:,1。运用能量判据主要依据反应焓变,而 焓变(H)的确是一个与反应能否自发进行 的因素之一,但不是
6、决定反应能否自发进行 的唯一因素。 2。对于某些反应而言: 若 H0,正向反应不能自发进行,而逆向 反应能自发进行。,一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样? 如果没有法律的制约,世界会怎样? 下课铃一响教室里会怎样? 你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗?,克劳修斯 (德国),熵,S,3。火柴棒散落,4。墨水扩散,由有序变为无序,1。同一种物质,其气态时会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物,2。硝酸铵溶于水要吸热,但它能自发向水中扩散,为了解释这样一类与能量状态的高低无关 的过程的自发性,提出了在自然界还存在 着另一种能够推动体系变化的因素,二、熵(S): 1.描述体系混乱度的物理量 2.符号:
7、S 单位:Jmol-1K-1,3.大小判据: (1)物质的混乱度:体系混乱度越大,熵值越大; (2)同一条件:不同物质的熵值不同;,(3)物质的存在状态:S(g) S(l) S(s)。,69.9Jmol-1K-1,47.9Jmol-1K-1,188.7Jmol-1K-1,S(g)S(l)S(s),三种状态下水的熵,冰 水 水蒸气,标准状况下:1mol不同物质的熵S(Jmol-1K-1),4.反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差 (1)符号:S (2)表达式:S =S(生成物) S (反应物) (3)正负判断: 气体体积增大的反应,S0,熵增加反应 气体体积减小的反应,S0,熵减小反应,练习
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