人教版高中化学选修四课件:2.4 化学反应进行的方向

上传人:可** 文档编号:56663 上传时间:2019-04-12 格式:PPTX 页数:42 大小:738.60KB
下载 相关 举报
人教版高中化学选修四课件:2.4 化学反应进行的方向_第1页
第1页 / 共42页
人教版高中化学选修四课件:2.4 化学反应进行的方向_第2页
第2页 / 共42页
人教版高中化学选修四课件:2.4 化学反应进行的方向_第3页
第3页 / 共42页
人教版高中化学选修四课件:2.4 化学反应进行的方向_第4页
第4页 / 共42页
人教版高中化学选修四课件:2.4 化学反应进行的方向_第5页
第5页 / 共42页
点击查看更多>>
资源描述

1、第四节 化学反应进行的方向,第二章 化学反应速率和化学平衡,学习目标定位 了解自发过程和自发反应的主要特点,了解焓判据、熵判据的含义,会用焓变和熵变判断反应进行的方向。,一 自发过程和自发反应,达标检测 提升技能,二 化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系,内容索引,三 化学反应进行的方向与自由能变化的关系,一 自发过程和自发反应,1.根据是否有外力作用,过程可分为自发过程和非自发过程。自发过程是在一定条件下,不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题: (1)下列现象的发生,你认为是自发过程的是_(填字母)。 A.水由高处往低处流 B.气温升高冰雪融化 C.室温下,水自动结成冰 D.生锈的铁变光

2、亮,新知导学,答案,(2)自发过程具有的特点 能量角度 体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部做功或者 热量)。 混乱度角度 体系趋向于从 状态转变为 状态。 2.有下列化学反应:白磷自燃、氯化氢分解、煤燃烧、钠与水反应、酸碱中和反应,其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是 ,属于放热反应的是 。,低能,释放,无序,高能,有序,自发反应可被用来完成有用功;非自发反应要想发生,必须对它做功,关于自发反应的理解,不能,自发反应,含义,在给定条件下可以自发进行的反应,特征,具有方向性。即反应的某个方向在一定条件下是自发的,而其逆方向在该条件下是肯定 自发进行的,应用,二 化学反应进行的

3、方向与焓变、熵变的关系,1.化学反应进行的方向与焓变的关系 (1)分析下列反应进行的方向与H之间的关系: NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l),酸碱中和反应是 热反应,H 0,常温下 自发进行。 2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g),该反应是 热反应,H 0,常温下 自发进行。,新知导学,放,放,0,该反应在常温下能自发进行。 CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H0,该反应在常温下 自发进行,但在较高温度下 自发进行。 (2)自发反应与焓变的关系 多数自发进行的化学反应是放热反应,但也有很多吸热反应能自发进行,因此,反应焓变是与反应进行的方

4、向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。,不能,能,2.化学反应进行的方向与熵变的关系 (1)熵的概念 自发过程的体系趋向于由 转变为 ,体系的混乱度 。体系的混乱度常用熵来描述,熵的概念是表示体系的 程度的物理量,其符号为S。熵值越大,体系的 越大。 (2)影响熵大小的因素 同一条件下,不同的物质熵值 。 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关,如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g) S(l) S(s)。 物质的量越大,分子数越多,熵值越 。,增大,有序,无序,混乱或无序,混乱度,不同,大,(3)熵判据 在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵 ,即熵变(符号S)零,

5、这个原理叫做 。在用 来判断过程的方向时,就称为熵判据。 当S0时,反应为 反应,在一定条件下 自发进行。 当S0时,反应为 反应,在一定条件下 自发进行。,增大,熵增原理,熵增,熵减,能,不能,大于,熵变,(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如:2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s) S39.35 Jmol1K1,上述反应为熵减少的反应,但在一定条件下,该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。,化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系 (1)从焓变(能量)角度:H0,有利于反应自发进行。 (3)在实际的化学反应中

6、,若H与S符号相同时,对化学反应的方向的影响作用出现矛盾,因此,在分析一个具体化学反应自发进行的方向时,不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析,否则,可能会得出错误的结论。,1.下列自发反应可用焓判据来解释的是 A.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) H56.7 kJmol1 B.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g) H74.9 kJmol1 C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1 D.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H178.2 kJmol1,活学活用,答案,解析,从焓变的角度分析,化学反应由高能状态向低能状态转化,使体系

7、能量降低的趋势,表现为放热反应较易进行。,2.下列说法正确的是 A.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行 B.NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g) H185.57 kJmol1,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的倾向 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向,答案,解析,A项错误,有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行; C项错误,焓变和熵变均不能单独作为反应自发性的判据; D项中使用催化剂只能降低反应的活化能,增大反应速率,不

8、能改变反应的方向。,三 化学反应进行的方向与自由能变化的关系,1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向 (1)由焓判据知 反应是易进行的;由熵判据知熵值 是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应,可能会出现相反的判断结果。 (2)体系的自由能变化(符号为G,单位为kJmol1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,可用于化学反应自发进行的方向的判断,G_。,新知导学,放热,增加,H,S,(3)在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向GHTS 0的方向进行,直到达平衡状态。 HTS 0 反应能自发进行 HTS 0 反应达到平衡状态 HTS 0 反应不能自发进行,2.已知反应:2NO(g)2CO

9、(g)=N2(g)2CO2(g)在298 K、101 kPa的条件下,其H113.0 kJmol1,S145.3 Jmol1K1。 该反应_(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO,理由为_ _。,能,该反应的HTS69.7 kJmol10,说明该反应在理论上是可行的,所以能用于消除汽车尾气中的NO,GHTS113.0 kJmol1298 K(145.3103 kJmol1K1)69.7 kJmol10,S0或H0,S0时,反应能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。,(2)反应发生的条件有多种,GHTS这个判据只能用于温度、压强一定条件下的反应,不能用于其他

10、条件(如温度、体积一定)下的反应。 (3)反应的自发性只能判断方向性,反应能否实现,还要看具体的反应条件。,3.下列判断错误的是 反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的H0 CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的H”“”“,不能,该反应为吸热反应,化学反应后气体的化学计量数之和增加,所以H0,S0,故低温下GHTS0,反应不能自发进行。,答案,解析,(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式为2NO2CO=2CO2N2。反应在常温

11、下能够自发进行,则反应的H_(填“”“”或“”)0。,因为S0,且GHTS0,故H0,S0,则: 该反应常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。 据本题反应数据分析,温度_(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。,不能,能,常温下石灰石不分解。 该反应的H0,S0,属于熵增加的吸热反应,故在高温下该反应能够自发进行。,答案,解析,(4)已知CaSO4(s)CO(g) =CaO(s)SO2(g)CO2(g) H218 kJmol1,该反应能够自发进行的反应条件是_。,高温,自发反应的条件是HTS0,故T ,即T值较大,该反应应在高温下进行。,答案,解析,(5)某吸热反应能自发进行,则该反应

12、的S_(填“”或“,吸热反应能自发进行,即H0,HTS0,故S0。,答案,解析,达标检测 提升技能,1.下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是 A.化学反应的焓变与其反应的方向无关 B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C.反应焓变为正值时不利于反应自发进行 D.焓变为负值的反应都能自发进行,1,2,3,4,5,答案,解析,1,2,3,4,5,可逆反应的两个反应其焓变的数值相等,但是符号(变化趋势)相反,故A项错误; 焓变对反应方向有直接影响,但不能决定反应进行的方向,B项错误; 焓变为负值的反应多数能自发进行,但有的也不是自发反应,D项错误; 焓变为正值,吸收热量,体系能量升高,不利于反应

13、自发进行,C项正确。,2.下列说法完全正确的是 A.自发进行的反应均是放热反应 B.S为正值的反应均能自发进行 C.物质的量增加的反应,S为正值 D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g):S0,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,有些吸热反应也可以自发进行,如(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g),故A错; 熵变与反应的自发性有关,但不能独立地作为反应是否自发的判据,故B错; 物质的量增加的反应,其混乱度不一定增加,即S不一定为正值,如2H2S(g)O2(g)=2H2O(l)2S(s),故C错; CaCO3(s)的分解产生了气体,为熵增加反应

14、,故D正确。,要防止反应发生需满足HTS0的条件,解不等式得T409 K,故A正确。,3.已知在等温等压条件下,化学反应方向的判据为 HTS0 反应不能自发进行 设反应A=DE HTS(4 50011T) Jmol1,要防止反应发生,温度必须 A.高于409 K B.低于136 K C.高于136 K而低于409 K D.低于409 K,答案,解析,1,2,3,4,5,4.在25 、1.01105 Pa下,反应2N2O5(g) =4NO2(g)O2(g) H56.7 kJmol1能自发进行的合理解释是 A.该反应是分解反应 B.该反应的熵增效应大于焓变效应 C.该反应是熵减反应 D.该反应是放

15、热反应,答案,解析,该反应是吸热反应,不能只用焓判据来判断反应进行的方向,该反应过程中熵增大,是熵增反应。该反应能够自发进行,说明该反应的熵增效应大于焓变效应。,1,2,3,4,5,5.回答下列问题: (1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知该反应的H0,简述该设想能否实现的依据: _。,答案,解析,1,2,3,4,5,该反应H0、S0,故不能实现该反应。,该反应是H0、S0,b、c、d反应的S0,HTS0,所以在高温时该反应不能自发进行。,a,(3)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。 生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s) H2O(g) =H2(g)CO(g) H131.3 kJmol1,S133.7 Jmol1K1,该反应在低温下_(填“能”或“不能”)自发进行。,答案,解析,1,2,3,4,5,根据GHTS0为自发反应知,现H131.3 kJmol1,S 133.7 Jmol1K10.133 7 kJmol1K1,解得在T982.0 K时该反应能自发进行,由此可知该反应在低温下不能自发进行。,不能,本课结束,

展开阅读全文
相关资源
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 高中 > 高中化学 > 人教版 > 选修4