1、教师：XX老师 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 第4节 化学反应进行的方向 第二章 化学反应速率和化学平衡 人 教 版 高 中 化 学 选 修 4 （ 高 二 ） 知识目标： 1.通过日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性。 2.通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念。 3.通过日常生活中的见闻，明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反 应是否一定发生或反应速率的大小。 能力目标： 1.通过已有知识及日常生活中的见闻，构建化学反应方向的判据。 2.学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式
2、，构建新知识。 学习重难点 重点：熵判据。 难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系。 课前导入 生活中的自发过程 课前导入 自发过程的共同特点: 课前导入 高能状态高能状态 低能状态低能状态 水总是自发地从高处往水总是自发地从高处往 低处流低处流有趋向于最低能有趋向于最低能 量状态的倾向。量状态的倾向。 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。 3.非自发反应 ：在一定条件下，需要外界做功才能进行的反应。 4.关系：条件改变，非自发反应可能转变为自发反应 一. 化学反应的方向 1、自发
3、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。 【解析】不对，某些自发反应需要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。例如甲烷燃烧是自发反应，但需要点燃或加热才能发生； 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。 【思考与交流】 下列过程和反应属于自发进行的是 A、物体由高处自由下落 B、电解水 C、钠与水反应 D. 电动水泵将水由低抽到高处 E、氢气与氧气点燃生成水 F、在室温下水结成冰 G、一缕花香可以溢满居室 I、一滴墨水染红一盆清水 J、铁在潮湿空气中发生锈蚀 K、石灰石的分解 自发过程： A CE G I J 非自
4、发过程 B D F K 【思考与交流】 如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？ 二. 化学反应进行方向的判断 酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下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？ 【思维建模】 日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律能量判据（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）。 结论：（1）放热反应过程中体系能量降低, 因此具有自发进行的倾向。 （2）焓减的反应（放热）一般自发进行，但也有一些吸热反应能自发进行。 如：2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+1
5、0H2O(l) 1.从能量判断（焓判据） 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： C(金刚石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是（ ） 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 A C 课堂练习 只能判断一定条件下化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关 H 0，有利于反应自发进行，但自发反应不一定H 0。 条件改变，自发反应和非自发反应可能相互转化（某一条件
6、下的自发反应在另一条件下可能是 非自发反应）如： CaO+CO2 = CaCO3；常温下为自发反应，高温条件下其逆反应是自发反应。 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol H 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要H 0 有利于反应自发进行。 2、反应自发进行的熵判据 1、判断下列反应的熵变 D. CO(g)C(s)1/2O2 B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) C. MgCO3(s)Mg
7、O(s)CO2(g) 熵减 熵增 熵增 熵增 课堂练习 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol 这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？ 两个反应都是混乱度增大的反应。 2、反应自发进行的熵判据 2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1 结论：S 0 有利于反应自发进行,自发反应不 一定要S 0 . 熵变是反应能否自发进行一个 因素，但不是唯一因素。 -10的液态水能自动结冰成为固态, S 0 . 自发反
8、应一定是熵增加的反应吗？ 因此,熵判据判断过程的方向也是不全面的 2、反应自发进行的熵判据 3、自由能判据 正确判断一个化学反应 是否能够自发进行，必须综合考虑反应的焓变和熵变 （1）自由能（恒温、恒压） G=H - T S 符号：G ；单位：Jmol1 T(K)=273+t() （2）自由能大小判断依据： 当G0时，反应不自发进行； 当G=0时，可逆反应到达平衡状态。 2、反应自发进行的熵判据 1、恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 （1）H 0； S 0 （2）H 0； S 0 （3）H 0； S 0 （4）H 0； S 0 自发 非自发 不一定 不一定 2、判断这两个反应什么条件下自发进
9、行？ （1）NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H 0；S 0 （2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H(298K)= + 178.2kJmol-1, S(298K)= + 169.6Jmol-1K-1 低温可行 高温可行 课堂练习 H S H0 S0 高温下 反应自发进行 H0 S0 所有温度下 反应不能自发进行 H0 所有温度下 反应自发进行 H0 S0, S0 ,或H0 ,S0 时,反应是否自发进行与温度有关，一般低温时 焓变影响为主，高温时，熵变影响为主，而温度影响的大小要H、S的具体 数值而定。 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
10、程 发生的速率。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。 【注意】 1. 25和1.01105Pa时,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.76 kJ/mol, 自发进行的原因是( ) A.是吸热反应 B.是放热反应 C.是熵减少的反应 D.熵增大效应大于能量效应 D D 课堂练习 、能量判据(焓判据）： 判据之一 、熵判据： 能量最低原理焓减小有利于反应自发。 熵增原理。判据之一 、复合判据：焓判据结合熵判据 当G0时，反应不自发进行； 当G=0时，可逆反应到达平衡状态 G=H - T S 小结 1、 下列说法中正确的是
11、（ ） A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 C.熵增加且放热的反应一定是自发反应 D.非自发反应在任何条件下都不能实现 C 2、以下自发反应可用焓判据来解释的是( ) 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 D 课堂练习 教师：XX老师 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 感谢各位的仔细聆听 第二章 化学反应速率和化学平衡 人 教 版 高 中 化 学 选 修 4 （ 高 二 ）