hxkx424第4节　化学反应方向1.ppt

学习要求 1 理解能量判据 熵的概念2 利用能量判据判断反应进行的方向3 利用熵变判断反应进行的方向 1 高山流水是一个自动进行的自然过程 高处水一定会流到低处吗 2 低处水可以流至高处么 3 在 低水高流 的过程中一旦外界停止做功 该过程还能继续进行下去吗 可采取什么措施 思考与交流 自发过程 在一定条件下 不需要外力作用就能自动进行的过程 非自发过程 在一定条件下 需持续借助人为作用才能进行的过程 讨论 请尽可能多地列举你熟知的自发过程 知识巩固 下列哪个过程非自发过程 a 钠与水反应 2na s 2h2o l 2naoh h2 g h 368kj mol b 铁生锈 3fe s 3 2o2 g fe2o3 s h 824kj mol c 氢气和氧气反应 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 自发过程共同点 放热反应 h 0 d d 水由低处往高处流 一 自发过程的能量判据 能量判据 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 这一经验规律就是能量判据 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 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 c 金刚石 s o2 g co2 g h1 395 41kj mol c 石墨 s o2 g co2 g h2 393 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 ac 练习2 知道了某过程有自发性之后 则可判断出过程的方向可确定过程是否一定会发生可预测过程发生完成的快慢可判断过程的热效应 a 判断下列过程中能量的变化情况 1 冰 液态水 水蒸气 2 氯化钠晶体溶于水 吸热 那么这些物质的规则性 有序性有没有改变呢 混乱度 表示体系的不规则或无序状态 混乱度的增加意味着体系变得更加无序 混乱度与熵 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 分析刚才两个自发过程中混乱度的变化情况 1 冰 液态水 水蒸气 2 氯化钠晶体溶于水 同一物质 气态时熵最大 液态时次之 固态时最小 归纳 熵增 在密闭条件下 体系有由有序自发地转变为无序的倾向 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 二 自发过程的熵判据 熵判据 在与外界隔离的体系中 自发过程将导致体系的熵增大 这一经验规律叫做熵增原理 是判断化学反应方向的另一判据 熵判据 小结 自发过程的变化趋势 1 能量趋于降低 2 混乱度趋于增加 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 两种理想气体的混合可顺利自发进行 1 既不吸热也不放热的自发过程 h2 o2 o2h2 2 吸热的自发过程 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 三 化学反应自发进行的方向 2 物质的混乱度趋于增加 1 物质具有的能量趋于降低 h 焓变 s 熵变 0 放热反应 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断 h 0 h 0 h 0 h 0 s 0 s 0 s 0 s 0 熵增原理 0 练习3碳铵 nh4 2co3 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 碳铵分解是因为生成了易挥发的气体 使体系的熵增大 b 碳铵分解是因为外界给予了能量c 碳铵分解是吸热反应 根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 a 练习4 下列反应中 在高温下不能自发进行的是 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 mgo s co2 g d 熵减 熵增 熵增 熵增 信息 体系自由能变化 g 综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响 g h t s 为热力学温度 均为正值 在恒温 恒压下 用 g判断化学反应在该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 请阅读所给信息 然后回答问题 自发进行 不自发进行 低温时 高温时 低温时 高温时 低温不自发 高温自发 低温自发 高温不自发 h 一 自发过程的变化趋势 1 能量趋于降低 2 混乱度趋于增加 二 化学反应自发进行的方向 2 物质的混乱度趋于增加 1 物质具有的能量趋于降低 h 焓变 0 s 熵变 0 放热反应 熵增原理 化学反应进行的方向 小结 注意 过程的自发性