《2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向課件8 魯科版選修4.ppt》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向課件8 魯科版選修4.ppt（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、聯(lián)想質(zhì)疑 汽車(chē)尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全 燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代城市中的大氣污染物， 為了減輕大氣污染，人們提出通過(guò)以下反應(yīng) 來(lái)處理汽車(chē)尾氣： 2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g）， 你能否判斷這一方案是否可行？理論依據(jù)是什么？,化學(xué)反應(yīng)的方向,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.通過(guò)分析焓變與熵變對(duì)反應(yīng)的共同影響，能總結(jié)出這兩個(gè)因素的影響不是孤立的而是相互關(guān)聯(lián)的。 2.能通過(guò)關(guān)系式H-TS由給定的S數(shù)據(jù)定量判斷反應(yīng)的方向 3.通過(guò)分析關(guān)系式H-TS，能夠根據(jù)反應(yīng)焓變的吸熱或放熱、反應(yīng)熵變的熵增或熵減來(lái)定性判斷焓變和反應(yīng)熵變對(duì)反應(yīng)方向的影響。,1.高山流水是一

2、個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的自然過(guò)程。 高處水一定會(huì)流到低處嗎？,2.低處水可以流至高處么？,3.在“低水高流”的過(guò)程中一旦外界停止做 功，該過(guò)程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎？,可采取什么措施？,思考與交流,自發(fā)過(guò)程：在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，不 借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程；,非自發(fā)過(guò)程：在溫度和壓強(qiáng)一定條件下， 需持續(xù)借助外部力量才能進(jìn)行的過(guò)程。,【討論】請(qǐng)列舉你熟知的自發(fā)過(guò)程。,自然界中水總是自發(fā)地從高處往低處流； 電流從電勢(shì)高的地方向電勢(shì)低的地方流； 熱由高溫物體導(dǎo)向低溫物體等；,（1） 體系趨于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄虻湍軤顟B(tài)（能量越低越穩(wěn)定），體系對(duì)外部做功或釋放熱量,,自發(fā)過(guò)程的兩大變化趨勢(shì)：,火

3、柴棒散落等。,（2） 密閉體系趨于從有序趨于無(wú)序（無(wú)序體系更穩(wěn)定）， 即混亂度趨于增大,墨水、氣體擴(kuò)散； 食鹽溶解于水等；,【探究】以“物體由高處自由下落”為代表，探究自發(fā)過(guò)程中有哪些變化趨勢(shì)。,自發(fā)過(guò)程,共同點(diǎn)：2.體系混亂度趨于增大。,熵（S）： 1.描述體系混亂度的物理量 2.符號(hào)：S 單位：Jmol-1K-1,克勞修斯（德國(guó)）,S,熵,3.特點(diǎn)（1）熵值越大，體系混亂度越大。,共同點(diǎn)：2.體系混亂度趨于增大，即熵增加。,標(biāo)準(zhǔn)狀況下：1mol不同物質(zhì)的熵S(Jmol-1K-1),（2）同一條件：不同物質(zhì)的熵值不同,69.9Jmol-1K-1,47.9Jmol-1K-1,188.7Jmol

4、-1K-1,同一物質(zhì)：S(g)S(l)S(s),三種狀態(tài)下水的熵,冰 水 水蒸氣,4.反應(yīng)熵變 (1)符號(hào)：S (2)表達(dá)式:S = S總和(生成物) S總和(反應(yīng)物) (3)正負(fù)判斷： 氣體體積增大的反應(yīng)： S 0,熵增加反應(yīng) 氣體體積減小的反應(yīng)： S< 0,熵減小反應(yīng),自發(fā)過(guò)程： 在一定溫度、壓強(qiáng)條件下，不借助(光、電能等）外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。 自發(fā)反應(yīng)：,在一定溫度、壓強(qiáng)下，不借助(光、電能等）外部力量即能進(jìn)行，或具有發(fā)生的可能性的反應(yīng)稱(chēng)為自發(fā)反應(yīng)。 發(fā)反應(yīng)是從屬于自發(fā)過(guò)程的，是屬于自發(fā)過(guò)程的一部分。,那么我們?cè)撊绾闻袛嘁粋€(gè)過(guò)程，一個(gè)反應(yīng)能否

5、自發(fā)進(jìn)行呢？一個(gè)過(guò)程或者一個(gè)反應(yīng)要自發(fā)的進(jìn)行是否要符合什么條件呢？,自發(fā)過(guò)程的兩大變化趨勢(shì)： （1）體系能量降低，對(duì)外部做功或釋放熱量 （2）體系混亂度增大，即熵增加,那么自發(fā)反應(yīng)呢？,【探究】以“物體由高處自由下落”為代表，探究自發(fā)過(guò)程中有哪些變化趨勢(shì)。,自發(fā)過(guò)程,觀察下列幾個(gè)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，找出它們的共同之處: (1)鈉與水反應(yīng)2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)H=368 kJ/mol (2)鐵生銹：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) H=824 kJ/mol (3)氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6

6、kJ/mol,共同點(diǎn)：H<0，放熱反應(yīng)， 反應(yīng)物的總能量生成物的總能量。,共同點(diǎn)：1.體系能量降低，對(duì)外部做功或釋放熱量,自發(fā)反應(yīng),吸熱,能,吸熱,不自發(fā),,自發(fā),結(jié)論：H<0，反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。但焓變僅是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素，不是唯一因素。,反應(yīng)的焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系？,一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向,注意： （1）焓判據(jù)只能用于判斷反應(yīng)的方向，能否實(shí)現(xiàn)要看具體條件；,自發(fā)過(guò)程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量) ，自發(fā)反應(yīng)中焓變小于0，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。,（2）焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)

7、進(jìn)行， 與化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)關(guān)；,（3）反應(yīng)焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素， 但不是唯一因素。,反應(yīng)的熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系？,增大,增大,自發(fā)過(guò)程,共同點(diǎn)：2.體系混亂度增大，即熵增加,自發(fā)反應(yīng),增大,增大,減小,結(jié)論：熵增加（S0）有利于反應(yīng)的進(jìn)行。但熵變僅是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素，不是唯一因素。,反應(yīng)的熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系？,注意： （1）熵變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一種因素； （2）熵變（S）只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變化的途徑無(wú)關(guān)； （3）熵判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)關(guān)。,二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一

8、經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理。在用來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)方向時(shí)就稱(chēng)為熵判據(jù) 。,科學(xué)家們總結(jié)出了一條公式： G HT S G代表的是體系自由能的變化， 用自由能變化來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是最全面最科學(xué)的。 當(dāng)G<0時(shí)，反應(yīng)就可以自發(fā)進(jìn)行 ，當(dāng)G0時(shí)，反應(yīng)就不能自發(fā)進(jìn)行 。,視野拓展,三、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響復(fù)合判據(jù) 1.判據(jù)：H-TS 2.判據(jù)與反應(yīng)的自發(fā)性： 0 反應(yīng)不能自發(fā) 3.適用判據(jù)應(yīng)注意的問(wèn)題： （1）判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合H和S， 利用H-TS （2）條件是一定溫度、壓強(qiáng)下 （3）反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說(shuō)明這個(gè)反應(yīng)有進(jìn)行的趨勢(shì)，但這個(gè)反應(yīng)到底能不能反應(yīng)，那還要看反應(yīng)進(jìn)行的限

9、度和反應(yīng)進(jìn)行的速率。,,,自發(fā)進(jìn)行,,不自發(fā)進(jìn)行,低溫時(shí),高溫時(shí),低溫時(shí),高溫時(shí),低溫不自發(fā),高溫自發(fā),低溫自發(fā),高溫不自發(fā),H,,H-TS,小結(jié)：溫度與反應(yīng)方向,判斷下列4個(gè)反應(yīng)在什么條件下自發(fā)進(jìn)行,1. 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) H0 S0 2. 2CO(g) = 2C(s,石墨) + O2(g) H0 S0 S0,汽車(chē)尾氣中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，為了減輕大氣污染，化學(xué)家提出通過(guò)以下反應(yīng)來(lái)處理汽車(chē)尾氣： 2NO（g）+2CO（g) =N2（g）+2CO2（g） 這一方案可行嗎？你需要哪些數(shù)據(jù)？,

10、,298K、100kPa下，該反應(yīng)的 H=-746.8 KJmol-1 ， S=-197.5 Jmol-1K-1,追根尋源,2NO（g）+2CO（g) =N2（g）+2CO2（g）298K、100kPa下，該反應(yīng)的 H=-746.8 KJmol-1 ， S=-197.5 Jmol-1K-1,計(jì)算得： H-T S=-746.8 KJmol-1 -298 K (-197.510-3 KJmol-1K-1) =-687.9 KJmol-1 <0 即： H-T S <0, 因此室溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。,注意：反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說(shuō)明這個(gè)反應(yīng)有 進(jìn)行的趨勢(shì)，但這個(gè)反應(yīng)到底能不能發(fā)生， 那還要看反應(yīng)的速率等

11、問(wèn)題。,1.某反應(yīng)AB(g)=C(g)+3D(g)在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行，其逆反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H、S應(yīng)為（ ） A.H 0 B. H 0，S 0 D. H 0，S < 0,C,達(dá)標(biāo)檢測(cè),2.(無(wú)錫高二檢測(cè))下列反應(yīng)在任意溫度下一定能自發(fā)進(jìn)行的是 (),D,達(dá)標(biāo)檢測(cè) 3.已知反應(yīng)CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） H=178.2KJmol-1 S=169.6Jmol-1K-1計(jì)算說(shuō)明此反應(yīng)在室溫下能否自發(fā)進(jìn)行？若不能需要在何溫度下才能自發(fā)進(jìn)行？ 4. P40 3,1.下列說(shuō)法完全正確的是（ ） A. 放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng) B. S為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng) C. 物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，S為正值 D. 如果H和S均為正值，當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)可能 自發(fā)進(jìn)行 2.下列反應(yīng)中，S最大的是（ ） A. CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) B. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) C. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) D. CuSO4(s)+5H2O(l)CuSO45H2O(s),達(dá)標(biāo)檢測(cè),4.化學(xué)反應(yīng)體系焓變減少(H0)都有利于反應(yīng)的進(jìn)行。焓變和熵變相差不大時(shí)，溫度可能對(duì)反應(yīng)方向起決定性的作用。 可以用象限法進(jìn)行判斷：,