化学选修四思维导图：2-4化学反应进行的方向

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2.4 化学反应进行的方向人教版高中化学选修4课件(共22张PPT)

(3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。
如：水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解；高温高压石墨转化为金刚石的例子，实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。
小结：
化学反应的方向
（2）熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增加（即混乱程度越大），即熵变（符号△S）大于零。
(3)熵值判断 ①同一种物质不同状态其熵值不同，S(s)小于S(l) 小于S(g)
②化学反应在密闭容器中反应，当气体的物质的量增加，其熵值增加。
(4)化学反应方向与熵变的关系反应的熵变△S为生成物的总熵与反应物的总熵的差值，许多熵增加的化学反应在常温常压条件下能自发进行，如产生气体的反应，气体物质的量增加的反应，熵变通常为正值，为熵增加的反应。
（2）一般熵增加的化学反应在常温常压下能自发进行，但是有一些熵减小的化学反应在一定条件下也能发生化学反应，如铝热反应 2Al+Fe2O3==Al2O3+2Fe是熵减小的化学反应，但是在加热条件下能自发进行。
总之：焓减小的化学反应不一定自Fra bibliotek反应，焓增大的化学反应不一定不自发反应。
熵增加的化学反应不一定自发反应，熵减小的化学反应不一定不自发进行。
（2）当△H > 0 △S<0时，△G> 0 ,反应不能自发进行。
（3）当△H > 0 △S>0时，或当△H < 0 △S<0时，反应能否自发进行与温度有关系，一般低温时焓变影响为主，高温时熵变影响为主。
规律：在一定条件下，放热的熵增反应一定能自发进行。在一定条件下，吸热的熵减反应一定不能自发进行。当焓变和熵变的作用相反时，与反应的温度有关系，高于某一温

高中化学人教版选修四 2-4 化学反应进行的方向课件(21张)

第四节
化学反应进行的方向
4、化学反应进行的方向
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
如何判断反应能否发生？需要我们去解决。化学反应进行的方向是一个复杂问题，如果反应已经发生了，方向其实也已确定；但如果反应还没有发生，我们则要通过互相关联的能量（△H）判据（力图使自身能量趋于最低）和熵判据（由有序变为无序的现象）进行判断。
A．某反应低温条件下能自发进行，那么高温条件下也一定能自发进行
B．某反应高温条件下不能自发进行，那么低温条件下也不能自发进行 C．反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与反应温度无关 D．温度有可能对反应的方向起决定性的作用
4、下列变化过程中，ΔS<0的是（ B） A．氯化钠溶于水中
B．NH3(g)和HCl(g)反应生成NH4Cl(s) C．干冰的升华 D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)
帮助就能自动进行的反应化学反应中的自发过程自身能量趋于最低、由有序变为无序
观察与思考？（ P34 共同特点？共同特点：△ H ＜方程式） 0，即体系趋向于从高
能状态转变为低能状态
二、焓变与反应方向

能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状
态（△H 数的放热反应能自发

熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s）熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。
△S=S生成物总熵－S反应物总熵
反应的△S越大,越有利于反应自发进行

熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ △S＞0）。且△S越大，越有利于反应自发进行。

高中化学选修4人教版2.4化学反应进行的方向用ppt

4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)
△H = -444.3kJ·mol-1
△S = -280.1 J·mol-1·K-1
当堂巩固
1、下列反应中，在高温下不能自发进行的是（ D ） A、(NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B、2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C、MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D、CO(g)＝C(s)＋1/2O2 (g)
3、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（）
A
A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B、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 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解
当堂巩固
结论：
△H < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < 0 焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一
因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
PART 3
熵判据
熵判据
交流讨论
固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠、蔗糖都能溶解于水，他们的溶解过程与焓变有关吗？是什么因素决定他们的溶解过程能自发进行？
吸热
熵增
高温自发，低温不自发
判断下列反应能否自发进行 2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)
△H = -78.03 kJ·mol-1
CO(g)==C(s，石墨)+1/2O2(g) △H =+110.5 kJ·mol-1
交流讨论
△S = +494.4 J·mol-1·K-1 △S = -89.36 J·mol-1·K-1

高中化学人教版选修四 2-4 化学反应进行的方向课件(13张)

复分氧化解还原
一、能量判据（焓判据）
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者释放热量～△H ﹤0）。能量判据（焓判据）：
放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行趋势。
自发反应一定要△H < O ？
NH HCO (s)+CH CO 4 3下，上述反应(△H 3 ＞ O) 在25℃， 101KPa 能自发进行。 OH(aq)=CO (g)+CH 2 3 结论: △H < O有利于反应自发进行，自发反应不一定要△ H < O COONH (aq)+H O(l) 4 2 ,但不焓变是反应能否自发进行的一个因素
【归纳小结】
1、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
2、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑ HCl+NaOH=NaCl+H2O Zn+H2SO4自发反应在低温是非自发反应在高温是自发反应
小结：
化学反应的方向
影响因素：
反应焓变
吸热
放热
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
共同影响
反应熵变
熵增
熵减
导致混乱度增加的一些因素
1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。 3、反应过程中气体物质的量增加的反应。 4. 生成气体的反应。 5. 升高温度。
二、熵判据：体系有自发地向混乱度增加（即熵增）方向转变的趋势。混乱度增加意味着体系变得更加无序。体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小。有序变无序—— 熵增的过程

(选修4)2-4化学反应进行的方向

高二化学教学案一、课标解读：1．了解熵的基本涵义，理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；2．能用焓变和熵变说明化学反应的方向。

重点难点：化学反应的焓变与熵变对反应进行方向的影响。

二、复习巩固：1．对于可逆反应：A （g ）+ 2B （g） 2C （g ）△H ＞0，图中正确的是（）2．在容积固定的4L 密闭容器中，进行可逆反应：X（气）+2Y （气） 2Z（气）并达到平衡，在此过程中，以Y 的浓度改变表示的反应速率υ(正)、υ(逆)与时间t 的关系如右图，如图中阴影部分面积表示（）A ．X 的浓度的减少B ．Y 的物质的量的减少C ．Z 的浓度的增加D ．X 的物质的量的减少 3．一真空密闭容器中盛有１molPCl 5,加热到200℃时发生反应PCl 5(g) PCl 3(g)＋Cl 2(g),反应达到平衡时,PCl 5所占体积百分数为M%。

若在同一温度和同一容器中,最初投入的是2molPCl 5,反应达平衡时,PCl 5所占体积百分数为N%,则M 和N 的正确关系是( )A ．M ＞NB ．M ＜NC ．M ＝ND ．无法比较4．可逆反应：2X+Y 2Z （g ），△H ＜0，气体的平均摩尔质量（M ）随温度变化如图所示，则下列说法正确的是（）A ．X 和Y 可能都是固体B ．X 和Y 一定都是气体C ．若Y 为固体，X 一定是气体D ．X 和Y 不可能都是气体三、教学互动【思考与交流】汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO （g ）+ 2CO （g ）= N 2（g ）+ 2CO 2（g ），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？A D CB K ）水由高处往低处流，自由落体，电流由电位高的地方向电位低的地方流，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化，……这些都是在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程——自发过程。

高中化学人教版选修四 2-4 化学反应进行的方向课件(14张)2

（一）膨胀过程
设在定温下，一定量理想气体在活塞筒中克服外压p外，经4 种不同途径，体积从V1膨胀到V2
p外
所作的功。
理想气体的等温膨胀： ∆T=0： ∆U=0, Q+W=0
（1）自由膨胀
→
∵ 体系向真空膨胀，p外＝0
∴ δW = - p外dV = 0
保持不变）
’)+
多次等外压膨胀 W = - [p’ (V
’
- V1)+ p’’(V
’’
– V
’)+
外压差距越小，膨胀次数越多，做的功也越多。
（4）可逆膨胀
P1
V1
P2
V2
p外 p内 dp
W P外dV
外压比内压小一个无穷小的值，相当于一杯水，水不断蒸发，这样的膨胀过程是无限缓慢的，每一步都接近于平衡态。
第二章化学反应速率和化学平衡（四）化学反应进行的方向
热力学第一定律
能量守恒与转换定律能量之间数量的关系一定条件下变化过程能否自动发生，以及进行到什么程度
发生化学或物理变化过程中变化的方向和限度问题
4.1 自发变化
自然界的一切过程都是有方向性的

热量由高温物体传向低温物体
水自动地由高处向低处流动
可逆膨胀
抗恒外压膨胀可逆膨胀
多次等外压膨胀
始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同。可逆膨胀，体系对环境作最大功。

电流自动地由高电势流向低电势
气体从高压向低压流动
自发变化：某种变化有自动发生的趋势，在给定条件下无需借助外力就可以自动进行，这种变化称为自发变化。
4.2 可逆过程和最大功

人教版高中化学选修四课件：2.4 化学反应进行的方向

反应原理:N2(g)+3H2(g)
Δ H=-92.2 kJ·mol-1
2NH3(g) 298K时
Δ S=-198.2 J·mol-1·K-1。
课题任务:利用所学的化学原理知识,探究合成氨工业条件选择。
【素养解读】 1.素养要求: (1)变化观念与平衡思想:能多角度、动态地分析化学变化,运用化学反应原理解决简单的实际问题。 (2)证据推理与模型认知:建立认知模型,并能运用模型解释化学现象。
+H2O(l) Δ H>0
2.化学反应进行的方向与熵变的关系: (1)自发反应的特点: 自发进行的反应有趋向最大混乱度的倾向。
(2)与焓变的关系: ①许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。如:
2H2O2(aq)====2H2O(l)+O2(g) Δ S>0
CaCO3(s)+2HCl(aq)====CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)
定_____________
不能自发进行
自发过程
举例
高山流水,自由落体, 冰雪融化
自发反应钢铁生锈
(1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成
应用
原电池 (2)非自发过程要想发生,必须对它做功。如通
电将水分解为H2和O2
二、化学反应进行方向的判据 1.焓判据: (1)含义。
(2)应用。
由焓判据可知:_放__热__反应具有自发进行的倾向。 (3)局限性。
在低温下是自发反应; 在高温下是非自发反应
在低温下是非自发反应;在高温下是自发反应
【知识拓展】 (1)反应能否自发进行与反应速率的快慢、反应进行的限度是不同的问题,三者没有必然的联系。 (2)注意“自发反应”与“自发过程”的区别。 (3)反应的焓变可以与自发反应进行的条件互为印证。即可以通过反应的特点推测反应自发进行的条件,通过自发进行的条件推测反应的特点。

人教版高中化学选修4课件：2.4 化学反应进行的方向

典例透析
一二
思考感悟1 为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,而铁锈不会变为铁, 铜绿不会变为铜呢? 提示:金属腐蚀是一个放热的自发过程,而金属化合物变为单质是一个非自发过程。思考感悟2 “自发反应一定能自动进行,而非自发反应一定不能发生”,这句话对吗?说明理由。提示:不对。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行,非自发反应具备了一定条件也能发生。如甲烷燃烧是自发反应,但需点燃或加热才能反应;石灰石分解为氧化钙和二氧化碳常温下为非自发反应,在高温下可以发生。
解析:该反应ΔH>0,ΔS>0,高温下能自发进行;ΔS>0的反应不一定
能自发进行;反应放热有利于反应自发进行,但能自发进行的反应
不一定是放热反应,不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。
答案:A
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减小的过程。
答案:(1)A (2)D (3)B
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典例透析
点拨(1)常见的熵增大过程有:固体的溶解,气体的扩散,水的汽化过程等。
(2)常见的熵增加的反应有:产生气体的反应,气体物质的量增大的反应。
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3
一二
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典例透析
二、化学反应进行方向的判据 1.焓判据放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用焓变来判断反应进行的方向。
4
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重难聚焦
典例透析
一二
2.熵判据 (1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越大。符号:S。单位:J·(mol·K)-1。 (2)熵值大小的比较。同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。 (3)熵增原理。在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变 (符号ΔS)大于零。 (4)熵判据。体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。

2.4化学反应进行的方向课件人教选修4

练习1:
已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是( AC )
A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低
△G=△H－T△S
反应熵变 △S
影响因素：反应焓变 △H
吸热
放热
熵增
熵减
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
规律方法总结
自发反应中的焓变和熵变的关系
1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自发进行 2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定不能自发进行 3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位 4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可能对反应的方向起决定性作用 5、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。
D
5、以下自发反应可用能量判据来解释的是( D ) A、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/mol
当△ G<0时，反应自发进行当△ G>0时，反应不自发进行当△ G=0时，平衡状态
三、化学反应自发进行的方向