化学反应进行的方向 PPT

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度高二上学期化学《化学反应进行的方向》-优秀课件PPT

自发过程的共同特点:
高能状态
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高能状态
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能量由高到低
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自发过程的共同特点:
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➢生活中的自发过程
水往低处流
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高空降伞
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上述问题是化学反应的方向的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前面三节的学习和讨论，我们已经初步解决了后面两个问题，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应进行的方向问题。
化化学反应进行的快慢学反应化学反应的限度原理化学反应进行的方向
化化学反应进行的快慢 ——化学反应速率学反应化学反应的限度原理化学反应进行的方向
共同点——放热反应 △H＜0 ，E反＞E生
一、自发过程与自发反应

化学反应进行的方向-寻找反应能否自发进行的判据课件

2.试根据熵的定义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
△S<0
(2)CaCO3(S)=CaO(S)+CO2(g) △S>0
(3)乙烯聚合成聚乙烯
△S<0
(4)气体在催化剂上吸附 △S<0 (5)碳水化合物在生物体内分解 △S>0
【思考与交流】
自发反应一定是熵增加的反应吗？
【思考与交流】
1.高山流水为什么是自发过程？ 2.酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的反应，有何共同特点？从能量角度分析它们为什么可以自发？
共同特点： 1.体系趋向于从高能状态转变为低能状态 2.△H < 0 即放热反应
一、焓判据（能量判据）
反应物的总能量高
放
热
△H＜0
反
应
生成物的总能量低
一、焓判据（能量判据）
(2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。
例如:涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现；又如装在不同地方的气体等例子。
(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。
2.焓变是反应能否自发进行的因素之一,但不是唯一因素。
【思考与交流】
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
△H= ＋56.7kJ/mol
(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H= ＋74.9kJ/mol
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) △H= ＋37.30kJ/mol

化学选修4第2章第4节化学反应进行的方向(共83张PPT)

例1、正误判断 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( ) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数( ) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动( ) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化( ) (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度( ) (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热( )
常数表达式为Kp＝ pNp22N·pH33H 2。
三、化学反应原理在物质制备中的调控作用
1、化学反应方向的判定 (1)自发反应在一定条件下
就能自发进行的反应称为自发反应。
(2)熵和熵变的含义 ①熵的含义
熵是衡量一个体系
的物理量。用符号表示。同一条件下，不同物质有
不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是
mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)
c始/mol·L－1 a
b
c转/mol·L－1 mx
nx
c平/mol·L－1 a－mx b－nx
0
0
px qx
px qx
K＝a－mpxxpm··qbx－q nxn
Hale Waihona Puke 2、明确三个量的关系 (1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。 (2)关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
思考：一个可逆反应进行的程度与平衡状态时各物质的浓度有何关系？
H2(g ) + I2(g) ⇌2HI(g)，根据平衡时的数据分析出中的规律。
序
起始时浓度mol/L
号
c0 (H2)
c0(I2)

化学反应的方向ppt课件

化学反应进行的方向与熵变的关系
【思考】下列自发过程的熵变有何特点？
(1)冰→ 液态水 → 水蒸气 (2)氯化钠晶体溶于水
ΔS=S产物总熵－S反应物总熵
(3)自发进行的吸热反应：
N2O5分解：2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7kJ/mol 碳酸铵的分解：(NH4 )2CO3(s) NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ/mol
PS：
1.自发反应具有方向性：即在一定条件下反应的某个方向是自发进行的，其逆方向在相同条件下一定不能自发进行
2.自发反应是指该反应过程有自发进行的倾向：但不一定能够实际发生，发生时速率也不一定大，非自发反应在一定条件下也可能发生。如煤的燃烧是自发反应，但在常温下不能自发进行。
自发过程与自发反应
共同点：熵（S）增加
化学反应进行的方向与熵变的关系
2.熵变与反应方向
熵变（△S） △S=S(产物）-S(反应物）
△S>0,熵增反应 △S<0,熵减反应
体系趋向于从有序状态转变为无序状态，
因此熵增反应(△S>0 )具有自发进行的倾向。
熵变只是判别反应能否自发进行的一个因素，但也不是唯一因素。
自由能与化学反应的方向
第二章化学反应速率与化学平衡
第三节化学反应的方向第一课时化学反应的方向
新课导入
自然界中水总是自动从高处往低处流；电流总是从自动电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水自动扩散；食盐自动溶解于水；火柴棒自动散落等。
上述过程有何共同点？
有明显的自发性
如何理解自发性了？
放热反应(△H<0 )具有自发进行的倾向

高中化学精品课件：化学反应的方向

已知体系自由能变△ G = △ H - T△ S，△ G < 0 时反应自发进行。二个氢化反应的△ G与温度的关系如图所示，反应①能自发进行的最低温度是 1000 ℃；
相同温度下，反应②比反应①的△ G小，主要原因是
由△ H1 > 0，△ H2 < 0 推出△ H2 < △ H1 ，所以△ G2 < △ G1
化学反应吸热使烧杯与木片间的水凝结成冰 △H＞0
N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g)
△ H = ＋56.7 kJ/mol
NaHCO3(s) +HCl(aq) = CO2(g) +NaCl(aq) + H2O(l) △ H = ＋31.4 kJ/mol
有的吸热反应也能自发进行
焓判据并不是判断反应自发进行的唯一标准
2CO(g) = 2C(s) + O2(g) △ H > 0，△ S < 0 △ G = △ H - T△ S △ G > 0，不能自发进行
【学以致用】
后来人们又提出通过如下反应来处理尾气的方法 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 已知：在 298 K、100 kPa，△ H = -746.8 kJ/mol △ H < 0，△ S < 0 △ G = △ H - T△ S 室温下，△ G < 0，反应能正向自发进行反应需要催化剂来加速利用这个装置人们有效地将汽车尾气中的污染物NO和CO同时除去
△G = △H −T △S
△S
任何温度下均能自发
△H<0 △S>0
（第二象限）
△H>0 △S>0

化学反应进行的方向公开课课件

)
• (3)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行( (4)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的( )
ΔS＝＋1110 J·mol－1·K－1
)
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
• (4)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的( 2．能自发进行的反应一定能实际发生吗？
(4)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的( )
在任何温度下反应均非自发进行
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
＋＋ B．所有的自发反应都是放热的
36 J·mol－1·K－1
低温为正，高温为负
低温时非自发，高温时自发
－－低温为负，高温为正低温时自发，高温时非自发 ΔS＝＋1110 J·mol－1·K－1
①熵的大小：熵同种物质的熵值：气态＞液态＞固态判 — ②熵判据：体系的据混乱度增加即熵增，ΔS ＞ 0，反应有自发进行的倾向，但有些熵减
的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应进行的方向也不全面
复合判据
—
ΔG＝ΔH－TΔS
①当ΔH＜0，ΔS＞0，反应一定能自发进行 ②当ΔH＞0，ΔS＜0，反应一定不能自发进行 ③当ΔH＜0，ΔS＜0，低温下，反应能自发进行 ④当ΔH＞0，ΔS＞0，高温下，反应能自发进行
• ①___体__系__趋_或向_于__从_________高热_能__量_状)。态转变为__低__能____状态(体系对外部做功
• ②释放在密闭条件下，体系有从________转变为________的倾向性(无序体
系更加稳定)。
有序
无序
• 2．判断化学反应方向的依据

《化学反应的方向》课件

焓变的影响因素
01
02
03
物质的种类
不同物质具有不同的能量，因此具有不同的焓变。
物质的量
物质的量越大，具有的能量越高，因此具有的焓变越大。
温度
温度越高，具有的能量越高，因此具有的焓变越大。
03
CATALOGUE
熵变与化学反应方向
熵变的概念
熵
表示系统混乱度或无序度的物理量，符号为S。
熵变
《化学反应的方向》ppt课件
contents
目录
• 化学反应的方向概述 • 焓变与化学反应方向 • 熵变与化学反应方向 • 温度与化学反应方向 • 综合分析化学反应的方向
01
CATALOGUE
化学反应的方向概述
定义与概念
化学反应方向
指化学反应过程中反应物向生成物转化的方向。
反应自发进行
在没有外界作用的情况下，化学反应总是向着能量降低、熵增加的方向进行。
综合分析化学反应方向的实例
实例一
氢气与氧气反应生成水：这是一个放热反应，ΔH为负值；同时，该反应熵减， ΔS为负值。根据ΔH-TΔS判据，该反应在常温下自发向右进行。
实例二
碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳：这是一个吸热反应，ΔH为正值；同时，该反应熵增，ΔS为正值。根据ΔH-TΔS判据，该反应在高温下自发向右进行。
综合分析化学反应方向的注意事项
注意温度的影响
在应用ΔH-TΔS判据时，需要考虑到温度的影响。在高温下，放热反应也可能不自发进行；在低温下，吸热反应也可能自发进行。
注意熵变的正负号
熵变ΔS的正负号对判断反应方向至关重要。熵增有利于自发反应的进行，而熵减则不利于自发反应的进行。

化学反应进行的方向课件

B. H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g)
B. CO(g)+2H2 (g) = CH3OH (g) 减小不变
C. C(s)+O2 (g) = CO2 (g) 减小
D. 2HgO (s) = 2Hg (l)+O2 (g)
三.焓变与熵变对反应方向的共同影响 (自由能判据)
1. 体系自由能变化（△G、单位：KJ/mol）恒温恒压下：吉布斯-亥姆霍兹方程
值（2）反应熵变△S= S反应产物-S反应物总熵
物质种
（3）S(g)＞S(l)＞S(s)
类
（4）与物质的量成正比
无关
产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，
△S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。
【典题】属于熵值增大的变化过程是（ AD ）
A. 干冰升华
2. 反应物用量的影响 (1)反应物只有一种 aA (g) bB(g)+cC(g)
A的浓度增大，平衡向正反应方向移动，此种情况等效于加压。
a=b+c A的转化率不变，
a＞b+c A的转化率增大，
a＜b+c A的转化率减小，
(2)反应物不止一种 aA (g) + bB(g) cC(g) + dD(g)
点燃
2H2 + O2
2H20 ；
NaOH + HCl = NaCl + H2O
3. 非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种
外力才能进行的反应。
通电
2H2O
2H2+O2
二、化学反应进行方向的判据 1.焓判据：用焓变来判断反应进行的方向
反应物的总能量高放热 △H＜0 反应

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但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。
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。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。
例如：石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。
(2)铁生锈：
△H=－802.3 kJ/mol
3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=－571.6 kJ/mol
共同点—— ? 放热反应 E反 >E生, △H<0
一、自发过程与焓判据
☆共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。
△H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确
的是 A C
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
有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用焓判据却无法解释清楚，例如：
这些过程都是在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程,叫做自发过程，其逆过程就是非自发过程。
具有什么特点的过程才能自发进行？
①自然界中水总是从高处往低处流； ②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；
共同点—— ? 能量由高到底
➢化学反应中的自发过程
(1)甲烷燃烧：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
△H=+74.9 kJ/mol
小结
一、化学反应进行方向的判据
1．焓判据 2．熵判据
二、理解熵的含义和熵的变化
1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无
明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等……
2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。
1、焓判据：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。
ห้องสมุดไป่ตู้ 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) ② C(石墨、s)+O△2H(g1)＝＝－C3O952(.4g1) kJ/mol
三、焓判据和熵判据的应用
➢焓判据中，自发过程取向于最低能量状态的倾向。
➢熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的倾向。
化学反应进行的方向判据：体系总是要向着使自身能量降低（焓减）、混乱度增大（即熵增）（由有序趋向无序）的方向转变
很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由焓判据和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。
3、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。
思考：（1）有序排列的火柴散落时成为无序排列的原因? （2）自发过程是否一定能发生？非自发过程是否一定不能发生？举例说明。
（3）什么条件下非自发过程也能发生？
注意
1．过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。例如：金刚石有向石墨转化的倾向，
(6)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=－571.6 kJ/mol
（7）两种理想气体的混合可顺利自发进行
H2
O2
（8）室温下冰块的融化；
O2 H2
（9）硝酸盐类的溶解；
（10）常温常压下N2O5的分解 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g)；
△H=+56.7kJ/mol （11）碳铵的分解 (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);
化学反应进行的方向
化学反应进行的方向
【教学目标】了解反应的自发性与反应过程中能量变化及熵值变化的关系；能够用熵增原
理判断化学反应进行的方向。【教学重难点】
能够用熵增原理判断化学反应进行的方向
①自然界中水总是从高处往低处流； ②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； ③室温下冰块自动融化； ④铁器暴露在潮湿空气中会生锈； ⑤煤气与空气点燃就燃烧；
（1）既不吸热也不放热的自发过程
两种理想气体的混合可顺利自发进行
H2
O2
O2 H2
（2）吸热的自发过程
室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解；常温常压下N2O5的分解
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g)； △H=+56.7kJ/mol
碳铵的分解
(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol
解释下列过程为什么能够自发进行？
①自然界中水总是从高处往低处流； ②室温下冰块自动融化； ③煤气与空气点燃就燃烧；
(4)甲烷燃烧：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
(5)铁生锈：
△H=－802.3 kJ/mol
3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
二、熵、熵增原理、熵判据
1．熵（混乱度）：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。
2过、程熵将判导据致：体在系体加与的系的外熵界混倾增隔乱向大离度，的有这体一增系经中验，规自律发
叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。 3．同一物质在不同状态时熵值大小：在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。