人教版化学选修四2.4《化学反应进行的方向》课件
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高中化学人教版选修四2.4 化学反应进行的方向 课件(共27张PPT)
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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(ΔH < 0)。
对于化学反应而言,绝大多数的放热反应能自发进行,且 放出的热量越多,体系能量降低越多,反应越完全.
焓变(ΔH)是决定反应能否自发进行的因素之一,但不 是唯一因素。
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如: CaCO3(s)高温CaO(s) CO2 (g)
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有序 混乱
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三、熵变与反应方向
研究表明,除热效应外,决定反应能否自发进行的另 一因素——体系的混乱度(熵S ) 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)
说明:
(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应 (2)有些吸热反应也能自发进行 如:
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+H2O(l)+CO2(g) ΔH=+37.3 kJ/mol;
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(3)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。
度越大,熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关
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2.下列反应中,熵减小的是( D )
A. (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) C. MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g) D. 2CO(g)=2C(s)+O2(g)
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
人教版高中化学选修4第2章第4节《化学反应进行的方向》ppt课件
●典例透析
(2015·经典习题选萃)下列过程均为自发过程的 是( ) ①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn与稀H2SO4反应 ⑥铝热反应 ⑦ ⑤ Mg在空气中燃烧 B.⑤⑥⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦
④氢气在氧气中燃烧
墨水在水中的扩散
A.①②③④ C.②④⑥⑧
⑧电解熔融的氯化钠
【解析】
行,不能自发。 【答案】 【点评】
②熵变大小规律
对于有气体参与的化学反应 ( 气体参与反应时气体既可以
是反应物也可以是产物 ) ,气态物质的物质的量增大的化学反 应,其熵变通常是正值,是熵增大的反应;反之,气态物质的 物质的量减小的化学反应,其熵变通常是负值,是熵减小的反 应。所以离子反应的条件之一是有气体产生,即为熵值增大的 反应。 当然物质在发生三态变化时,由固态到液态、由液态到气 态或由固态到气态(升华)过程都是熵增加过程。
4硝酸铵溶于水为什么吸热?
提示:体系具有向熵值变大的方向进行变化的倾向,因此 硝酸铵溶于水首先要进行扩散,而扩散过程是一个吸热过程, 一般情况下,含铵根离子的化合物,溶解于水时扩散过程表现 得更为剧烈所以明显吸热,离子需要从溶剂中吸收热量来完成 自己的扩散过程。所以溶液温度降低是离子扩散过程,不是溶 液吸热。就是说铵根从水中带走热量,所以水温降低,溶液温 度降低。
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 大于 零。 __________ ,即熵变(符号△S)__________ ④熵判据
增大 熵增 体系有自发地向混乱度 __________( 即 __________) 的方向 熵变 来判断反应进行的方向。 转变的倾向,因此可用______
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
15
减小的过程。
答案:(1)A (2)D (3)B
13
知识点1 知识点2 知识点3
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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。
14
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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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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(人教版选修4)
-
ΔH=H 生成物-H 反应物,其中 H 生成物表示生成物的焓的总量;H 反
应物
表示反应物的焓的总量。
知
新
互动探究
自发过程和非自发过程
1.自发过程 (1)在一定条件下,不用借助于 外力 就可以自动进行的过程。 反之为非自发过程。 (2)自发过程的特点 ①体系趋向于从 高能 状态转变为低能 状态(这时体系会对外 部做功或者 释放 热量)。 ②在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向。与 有序体系相比,无序体系“更加 稳定 ”。
下列过程属非自发的是( A.水由高处向低处流 B.室温下结成冰
)
C.气体从高密度处向低密度处扩散 D.煤气的燃烧 解析:自然界中水由高处向低处流、煤气的燃烧、气体从高密 度处向低密度处扩散、室温下冰的融化都是自发过程,其逆向 都是非自发的。 答案:B
化学反应方向的判据
1.焓判据 用 焓变 来判断反应进行的方向。 2.熵判据 (1)熵:用来度量体系 混乱度 的物理量,用符号 S 表示。熵值 越大, 混乱度 越大 。 熵的大小: 同一种物质的三种不同状态, 熵值的大小是气态 > 液态 > 固态 。 (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 熵增大,即熵变(符号 ΔS) 大于 零。
2.问题探究 合成氨反应是一个可逆反应: N2(g)+ 3H2(g) =-92.2 kJ· mol
-1
2NH3(g)
ΔH
ΔS=-198.2 J· mol 1· K 1。
- -
(1)请你根据正反应的焓变和熵变分析 298 K 下合成氨反应能 否自发进行。 (2)小明查阅资料发现工业上合成氨时采用的温度是 700 K。 可 是他按照上述数据计算的结果却是反应无法自发向正反应方 向进行,你认为这是为什么?
ΔH=H 生成物-H 反应物,其中 H 生成物表示生成物的焓的总量;H 反
应物
表示反应物的焓的总量。
知
新
互动探究
自发过程和非自发过程
1.自发过程 (1)在一定条件下,不用借助于 外力 就可以自动进行的过程。 反之为非自发过程。 (2)自发过程的特点 ①体系趋向于从 高能 状态转变为低能 状态(这时体系会对外 部做功或者 释放 热量)。 ②在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向。与 有序体系相比,无序体系“更加 稳定 ”。
下列过程属非自发的是( A.水由高处向低处流 B.室温下结成冰
)
C.气体从高密度处向低密度处扩散 D.煤气的燃烧 解析:自然界中水由高处向低处流、煤气的燃烧、气体从高密 度处向低密度处扩散、室温下冰的融化都是自发过程,其逆向 都是非自发的。 答案:B
化学反应方向的判据
1.焓判据 用 焓变 来判断反应进行的方向。 2.熵判据 (1)熵:用来度量体系 混乱度 的物理量,用符号 S 表示。熵值 越大, 混乱度 越大 。 熵的大小: 同一种物质的三种不同状态, 熵值的大小是气态 > 液态 > 固态 。 (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 熵增大,即熵变(符号 ΔS) 大于 零。
2.问题探究 合成氨反应是一个可逆反应: N2(g)+ 3H2(g) =-92.2 kJ· mol
-1
2NH3(g)
ΔH
ΔS=-198.2 J· mol 1· K 1。
- -
(1)请你根据正反应的焓变和熵变分析 298 K 下合成氨反应能 否自发进行。 (2)小明查阅资料发现工业上合成氨时采用的温度是 700 K。 可 是他按照上述数据计算的结果却是反应无法自发向正反应方 向进行,你认为这是为什么?
2019-2020年人教版高中化学选修四课件:2.4 化学反应进行的方向(共52张PPT)
第四节 化学反应进行的方向
1.自发过程与自发反应的比较:
自发过程
自发反应
含 义
在一定条件下, _不__需__借__助__外__力__就能
自发进行的过程
在给定的条件下,可以 _自__发__进行到显著程度
的化学反应
特 征
具有方向性,即过程的某个方向在一定条件下
自发进行,而该过程逆方向在该条件下肯定 _不__能__自__发__进__行__
【预习自测】
1.下列过程均为自发过程的是 ( )
①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn与稀硫酸反
应
④氢气在氧气中燃烧 ⑤Mg在空气中燃烧 ⑥铝热反
应
⑦墨水在水中的扩散 ⑧电解熔融的氯化钠
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧
C.②④⑥⑧
D.①②③④⑤⑥⑦
【解析】选D。自发过程指在一般条件下能自动发生的 过程,它包括自发反应。而电解熔融的氯化钠要在直流 电作用下进行,不能自发。
使反应有自发进行的趋势。而从熵变角度看,该反应的
正反应物质的混乱度降低,是熵减小的反应。
5.一定条件下,温度也是决定反应是否自发进行的一个 条件吗? 提示:Δ H-TΔ S为判断反应自发性的复合判据,当Δ H 和Δ S符号一致时,T决定Δ H-TΔ S的正负。
【探究总结】 自由能判断反应进行方向的规律
【解析】选C。体系都有从有序自发转变为无序的倾向, 此过程为熵增过程,故C错误。
探究:化学反应进行的方向
【问题探究】 1.已知:2H2+O2 点==燃== 2H2O、2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O ====BaCl2+2NH3↑+10H2O均为自发反应。
问题思考: (1)自发反应不需要任何条件就能自发进行吗? 提示:不是,如H2和O2反应需要点燃。
1.自发过程与自发反应的比较:
自发过程
自发反应
含 义
在一定条件下, _不__需__借__助__外__力__就能
自发进行的过程
在给定的条件下,可以 _自__发__进行到显著程度
的化学反应
特 征
具有方向性,即过程的某个方向在一定条件下
自发进行,而该过程逆方向在该条件下肯定 _不__能__自__发__进__行__
【预习自测】
1.下列过程均为自发过程的是 ( )
①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn与稀硫酸反
应
④氢气在氧气中燃烧 ⑤Mg在空气中燃烧 ⑥铝热反
应
⑦墨水在水中的扩散 ⑧电解熔融的氯化钠
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧
C.②④⑥⑧
D.①②③④⑤⑥⑦
【解析】选D。自发过程指在一般条件下能自动发生的 过程,它包括自发反应。而电解熔融的氯化钠要在直流 电作用下进行,不能自发。
使反应有自发进行的趋势。而从熵变角度看,该反应的
正反应物质的混乱度降低,是熵减小的反应。
5.一定条件下,温度也是决定反应是否自发进行的一个 条件吗? 提示:Δ H-TΔ S为判断反应自发性的复合判据,当Δ H 和Δ S符号一致时,T决定Δ H-TΔ S的正负。
【探究总结】 自由能判断反应进行方向的规律
【解析】选C。体系都有从有序自发转变为无序的倾向, 此过程为熵增过程,故C错误。
探究:化学反应进行的方向
【问题探究】 1.已知:2H2+O2 点==燃== 2H2O、2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O ====BaCl2+2NH3↑+10H2O均为自发反应。
问题思考: (1)自发反应不需要任何条件就能自发进行吗? 提示:不是,如H2和O2反应需要点燃。
化学选修ⅳ人教新课标化学反应进行的方向课件(共43张PPT)
2.下列对熵的理解不正确的是( )
A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小
B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大 C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小 D.25 ℃、1.01×105 Pa时,2N2O5(g) ==== 4NO2(g) +O2(g)是熵增的反应 【解析】选C。熵指的是混乱程度,越混乱其熵值越大;对于 同一物质,固→液→气三态熵值逐渐增大,故A、B正确;自 发过程是熵增的过程,故C错误;对于D选项中的反应,由于反
件下白锡会变为灰锡。
第38页,共43页。
2.(5分)对于化学反应能否自发进行,下列说法中错误的是
()
A.若ΔH<0,ΔS<0低温时可自发进行 B.若ΔH>0,ΔS>0低温时可自发进行 C.若ΔH>0,ΔS<0任何温度下都不能自发进行 D.若ΔH<0,ΔS>0任何温度下都能自发进行
第39页,共43页。
应。
第30页,共43页。
第31页,共43页。
4.某化学反应其ΔH=-122 kJ·mol-1,ΔS=231 kJ·mol1·K-1,则此反应在下列哪种情况下可自发进行( ) A.在任何温度下都能自发进行 B.在任何温度下都不能自发进行 C.仅在高温下自发进行 D.仅在低温下自发进行 【解析】选A。当ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发进行,所以 该反应在任何温度下都能自发进行。
B.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
第33页,共43页。
C.金刚石比石墨更稳定 D.金刚石比石墨能量低 【解析】选B。由热化学方程式可知,石墨比金刚石能量低, 1 mol石墨转化为1 mol金刚石需吸收1.9 kJ的热量,金刚 石转化为石墨是放热反应,因此金刚石转化为石墨是自发 进行的过程。物质所具有的能量越低越稳定。
人教版选修4 化学:2.4 化学反应进行的方向 课件(共31张PPT)
关于金刚石和石墨的相互转化,下列说法正确的是(BC) A.石墨转化为金刚石是自发进行的过程
B.金刚石转化为石墨是自发进行的过程
C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低
3.下列过程属于熵增加的是(AB ) A.固体的溶解过程 B.气体扩散过程 C.水蒸气变为液态水 D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) 4.下列说法中,正确的是( B ) A.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定
发进行 C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列 D. 多次洗牌后,扑克牌的毫无规律的混乱排
列的几率大
2.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为: C(石墨,s)+O2(g)=CO2 (g)
△H=-393.5kJ/mol
C(金刚石,s)+O2 (g) =CO2 (g)
△H=-395.4kJ/mol
是熵减小或不变 B.自发反应在恰当条件下才能实现 C.自发反应在任何条件下均能实现 D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相
同
5.下列反应中在高温下不能自发进行 的是( A )
A.CO(g)=C(s) +1/2O2(g)
B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
C.(NH4) 2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
④ 生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地 方流动,其反方向也不会自动进行;
高 山 流 水
冰雪融化
花开花谢
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。
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?
B.金刚石转化为石墨是自发进行的过程
C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低
3.下列过程属于熵增加的是(AB ) A.固体的溶解过程 B.气体扩散过程 C.水蒸气变为液态水 D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) 4.下列说法中,正确的是( B ) A.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定
发进行 C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列 D. 多次洗牌后,扑克牌的毫无规律的混乱排
列的几率大
2.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为: C(石墨,s)+O2(g)=CO2 (g)
△H=-393.5kJ/mol
C(金刚石,s)+O2 (g) =CO2 (g)
△H=-395.4kJ/mol
是熵减小或不变 B.自发反应在恰当条件下才能实现 C.自发反应在任何条件下均能实现 D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相
同
5.下列反应中在高温下不能自发进行 的是( A )
A.CO(g)=C(s) +1/2O2(g)
B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
C.(NH4) 2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
④ 生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地 方流动,其反方向也不会自动进行;
高 山 流 水
冰雪融化
花开花谢
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。
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?
人教版化学《化学反应进行的方向》课件ppt
(4)熵变和熵增原理
总结感第悟11 页
①熵变(△S):产生新物质或物质状态有变化就存 在着熵变。
△S=S产物-S反应物 ②在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵 增大,这个原理叫做熵增原理。
该原理是用来判断过程方向的一个因素,又称为熵判据。
人教版高中化学选修4课件:2.4 化学反应进行的方向
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自发进行的主要原因吗?
C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·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
化学反应进行的方向
人教版高中化学选修4课件:2.4 化学反应进行的方向
第7 页
有序
混乱
人教版高中化学选修4课件:2.4 化学反应进行的方向
化学反应进行的方向
2、熵判据
(1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。 (2)符号:S 单位:J•mol-1•K-1 (3)体系混乱度越大,熵值越大。
总结感第悟8 页
化学反应进行的方向
交流讨第论12 页
分析下列过程的焓变、熵变与反应方向
焓变 熵变 能否自发
①NH3(g)+ HCl(g)=== NH4Cl(s) ﹤0
<0 能
②NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g) >0 >0 不能
③NH4Cl(s) =加=热= NH3(g)+ HCl(g) >0
总结感第悟11 页
①熵变(△S):产生新物质或物质状态有变化就存 在着熵变。
△S=S产物-S反应物 ②在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵 增大,这个原理叫做熵增原理。
该原理是用来判断过程方向的一个因素,又称为熵判据。
人教版高中化学选修4课件:2.4 化学反应进行的方向
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自发进行的主要原因吗?
C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·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
化学反应进行的方向
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第7 页
有序
混乱
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化学反应进行的方向
2、熵判据
(1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。 (2)符号:S 单位:J•mol-1•K-1 (3)体系混乱度越大,熵值越大。
总结感第悟8 页
化学反应进行的方向
交流讨第论12 页
分析下列过程的焓变、熵变与反应方向
焓变 熵变 能否自发
①NH3(g)+ HCl(g)=== NH4Cl(s) ﹤0
<0 能
②NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g) >0 >0 不能
③NH4Cl(s) =加=热= NH3(g)+ HCl(g) >0
人教版化学选修四《化学反应进行的方向》ppt课件(40页)
(2011· 山 东 省 实 验 中 学 高 二 质 检 ) 对反 应ΔH(298 K)= +178.2 kJ·mol-1 ΔS(298 K)=169.6 J·mol -1·K-1
(1)判断该反应室温下能否自发进行。 (2) 若不能自发进行,试提出自发进行的方法, 并进行计算。 思路指引: 利用判据 ΔH - TΔS 进行相关计算, 即可得出反应能否自发进行的结论。
你知道如何判断化学反应能否自发进行或反应 进行的方向吗?
1.了解自发过程和化学反应的自发性。 2.通过“有序”和“无序”的对比,了解熵和熵 变的概念。 3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响, 能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
有关化学反应进行的 方向、快慢和限度 是 化 学反应原理的三个重要组成部分。科学家根据 体系存在着力图使自身能量趋于 “最低”和由“有序”变为“无序” 的自然现象,提出了互相关联的焓判 熵 据和 判据,为最终解决上述问题提供了 必要的依据。
2.下列反应中,常温常压下一定不能自发进行的是 ( ) A.2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g) kJ/mol ΔS=+1 110 J/(mol· K) 1 B.CO(g)===C(s,石墨)+ O2(g) 2 ΔH=+110.5 kJ/mol ΔS=-89.36 J/(mol· K) ΔH=-78.03
1.下列对熵的理解不正确的是( ) A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小 B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大 C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的 熵减小 D . 25 ℃ 、 1.01×105 Pa 时 , 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增的反应 解析: 一般自发过程的熵值都增大,故选C。 答案: C
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江2
西05 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/
市4 第/
5、下列说法不正确的是( C)
一5
中 学
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,
桂 耀
多数的能自发进行的反应都是放热反应
荣
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系
的混乱程度越大,熵值越大
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是 吸热
省2
鹰1
潭/
市4 思考交流: 根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓
第/ 一5
变、熵变与反应方向
中 学
焓变 熵变 能否自发
桂 耀
①NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s)
﹤0
荣
②NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g)
加热
③NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g)
桂 耀
均为正值)。在恒温、恒压下,用G判断化学反应在该
荣
状况时自发进行的方向显得更为科学(当G <0时可自
发进行)。
H S
G
反应在该状况下能否自发 进行
<0
>0
<0
自发进行
>0
<0
>0
不自发进行
>0 >0 低温时>0,高温时<0 低温不自发,高温自发
<0 <0 低温时<0,高温时>0 低温自发,高温不自发
市4
第/ 一5 中
1、物质具有的能量趋于降低
学 桂 耀
H(焓变) <0
放热反应
荣 2、物质的混乱度趋于增加
S(熵变)>0
熵增原理
焓(H)判据 熵(S)判据
焓变
H<0 H>0 H<0 H>0
熵变
S>0 S<0 S<0 S>0
化学反应能否自发进行
自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断
江21
西06 化学反应进行的方向
C.仅在高温下自发进行
D.仅在低温下自发进行
谢谢大家
省2
鹰1
潭/
市4
第/ 一5
自发反应一定是熵增加的反应吗?
中
学
桂 耀 荣
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
结论:△S > O有利于反应自发进行, 自发反应不一定要△S > O
熵变是反应能否自发进行的 一个因素,但不是惟一因素。
江21
西05 化学反应进行的方向
省2 鹰1 潭/
化学反应自发进行的方向
➢食盐溶解于水;
➢火柴棒散落等。
能量由高到低
江24
西0 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/ 市4
下列反应在一定条件下都能自发进行,你知道这
第/
一5 些反应能自发进行的主要原因吗?
中
学 桂 耀
C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)
荣
△H = -2217.5 kJ·mol-1
江2
西03 化学反应进行的方向
省2
【随堂训练】
鹰1
潭/
市4
第/
一5 中
1、下列过程是非自发的是∶( D)
学
桂 A.水由高处向低处流 B.天然气的燃烧
耀
荣 C.铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰
2、碳酸铵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,据能量判据不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解
江28
西0 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/
市4 第/
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
一5
中
学 桂
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)
耀
△H ﹥ O
荣
(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
结论:△H < O有利于反应自发进行, 但自发反应不一定要△H < O
自发反应:在一定条件下不需外界帮助就能自动 进行的反应,称为自发反应。
江23
西0 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/
市4
第/
一5
中
学
桂 耀 荣
➢自这然界些中生水总活是中从高的处现往低象处流将;向何方发
展➢,电流我总们是从非电常位高清的楚地方,向电因位为低的它地们方流有动; 明➢显室温的下自冰块发自性动融—化—; 其中是否蕴藏 了➢一墨水定扩的散;科学原理?
江21
西08 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/
市4 第/
3、复合判据—自由能变化△G
一5
中
学 桂 耀
△G=△H-T △S
荣
△G单位:kJ/mol
△ G<0,反应可自发进行
△ G=0,反应到达平衡状态
△ G>0,反应不能自发进行
江21
西09 化学反应进行的方向
省2
鹰1
△S
潭/
市4
第/
一5
中
学
桂
耀
荣
△H
省2
鹰1
潭/
市4
第/
一5
中
学 桂
共同特点:△H < O 即放热反应
耀
荣
放热反应使体系能量降低,能量越低越稳 定,△H < O 有利于反应自发进行
江26
西0 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/ 市4
1、能量判据(焓判据)
第/
一5
中 学
反应物的总能量高
桂
耀
荣
放
热 反
△H<0
应
生成物的总能量低
江27
西0 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/ 市4
日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经
第/
一5 中
验规律→能量判据(焓判据)∶体系趋向于从
学
桂 耀
高能状态转变为低能状态(这时体系会对外做
荣
功或者释放热量即△H ﹤0)。
能量判据又称焓判据,即△H<0的反应有自发进 行的倾向,焓判据是判断化学反应进行方向的判 据之一。
思考:是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的?
江2
西04 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/
市4
第/
一5
中 学
3、下列说法正确的是∶(
C)
桂 耀
A.凡是放热反应都是自发的,由于吸热反应都是非自发的
荣 B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减少或不变
C.自发反应在恰当条件下才能实现
D.自发反应在任何条件下都能实现
4、自发进行的反应一定是∶( D ) A.吸热反应 B.放热反应 C.熵增加反应 D.熵增加或者放热反应
江2
西0 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/ 市4
判断下列反应能否自发进行
第/
一5
中
学
桂 耀
2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)
△H = -78.03 kJ·mol-1
荣
△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
江21
西0 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/ 市4
化学反应原理的组成部分
第/
一5 中 学
化学反应进行的快慢
桂
耀 荣
——化学反应速率
化学反应的限度 ——化学平衡
化学反应进行的方向
—— ?
江2
西0 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/
市4
第/
一5
中
学 桂
自发过程:在一定条件下,不借助外部力量就能
耀
荣
自动进行的过程。
在密闭条件下,体系有由有序自 发地转变为无序的倾向--熵增
江21
西02 化学反应进行的方向
省2 鹰1
2、熵判据
潭/
市4
第/
一5
中 学
火柴散落过程混乱度如何变化?
桂
耀 荣
从混乱度角度分析它们为什么可以自发?
【归纳与总结】
自发过程的体系趋向于由有序转变为无序,导致体 系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理,也就是 反应方向的另一判据——熵判据
熵:
热力学上用来表示混乱度的状态函数,符号 为S
——体系的无序性越高,即混乱度越高,熵 值就越大
江21
西01 化学反应进行的方向
省2
鹰1
潭/ 市4
同一物质,在气态时熵最大,液
第/ 一5 中
态时次之,固态时最小。
学
桂
耀
荣 熵变△S:化学反应中要发生物质的
变化或物质状态的变化,因此存在着
熵变。 △S=S产物-S反应物
江2
西02 化学反应进行的方向
省2
【注意】
鹰1
潭/ 市4
1.反应的自发性只能用于判断反应的方向,不能确
第/
一5 中
定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如涂
学 桂
有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件,二者发生腐蚀