化学专题2第二单元第1课时化学反应的方向课件(苏教版选修4)

1、第第1课时课时 化学反应的方向化学反应的方向美丽的瀑布为何总是从高处落向低处？为什么室温下冰会融化？美丽的瀑布为何总是从高处落向低处？为什么室温下冰会融化？ 水流方向水流方向 高水位高水位 到到 低水位低水位 水位相等为止水位相等为止 气体扩散气体扩散 高压处高压处 到到 低压处低压处 压力相等为止压力相等为止 热量传导热量传导 高温处高温处 到到 低温处温度相同为止低温处温度相同为止 渗透作用渗透作用 高浓度高浓度 到到 低浓度低浓度 渗透平衡为止渗透平衡为止 在一定条件下在一定条件下就能就能的过程。的过程。非自发反应非自发反应铁在潮湿的空气中锈蚀：铁在潮湿的空气中锈蚀： 4fe(s)+ 3

2、o2(g)=2fe2o3 (s)锌与硫酸铜溶液反应：锌与硫酸铜溶液反应：zn(s)+cu2+(aq) = zn2+(aq)+cu(s)酸碱中和反应：酸碱中和反应：oh-+h+ =h2o 自发反应自发反应n一定条件下一定条件下就能就能的化学反应的化学反应注意：注意：n一定条件下不需外力作用就不能发生的化学反应。一定条件下不需外力作用就不能发生的化学反应。下列反应在室温下能否自发进行？下列反应在室温下能否自发进行？如能，请写出相应的化学方程式。如能，请写出相应的化学方程式。1.水分解成水分解成h2和和o2的反应的反应2.氯气与溴化钾溶液的反应氯气与溴化钾溶液的反应3.乙烯与溴单质的四氯化碳溶液的反

3、应乙烯与溴单质的四氯化碳溶液的反应4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应氮气和氧气生成一氧化氮的反应非自发非自发自发自发非自发非自发自发自发cl2+2kbr=2kcl+br2n2+o2=2noch2ch2+ br2 ch2ch2brbr下列反应在一定条件下都能自发进行，下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的原因吗？你知道这些反应能自发进行的原因吗？ c3h8(g) +5 o2(g) = 3co2(g) + 4h2o(l) h=-2217.5kj/mol 2na(s)+cl2(g)=2nacl(s) h=-882kj/mol 4fe(s)+ 3o2(g)=2fe2o3 (s) h

4、 =-1648.4kj/mol h2 (g) +f2(g) = 2hf(g) h =-546.6kj/mol 绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。原因：原因：反应放热，体系能量下降，反应放热，体系能量下降，能量越低越稳定能量越低越稳定反应放热越多，体系能量降低得越多，反应越完全反应放热越多，体系能量降低得越多，反应越完全实验现象实验现象:小木块上的水结冰，将小木块和锥形瓶粘在一起。小木块上的水结冰，将小木块和锥形瓶粘在一起。实验结论实验结论:2nh4cl(s) +ca(oh)2(s)= cacl2(s)+2nh3(g)+2h2o(l) 该反应是吸热反应，

5、且在常温下能自发进行。该反应是吸热反应，且在常温下能自发进行。【】向干燥的锥形瓶中加入约向干燥的锥形瓶中加入约20gnh4cl晶体。在一小木晶体。在一小木块上洒少量水，将锥形瓶放在木块上。再向其中加入约块上洒少量水，将锥形瓶放在木块上。再向其中加入约40 g消石灰，用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。片刻后拿起消石灰，用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。片刻后拿起锥形瓶，观察实验现象。锥形瓶，观察实验现象。吸热反应常温下能自发进行吗？吸热反应常温下能自发进行吗？有些吸热过程也能自发进行，如水的蒸发，有些吸热过程也能自发进行，如水的蒸发，nh4cl、kno3溶于水（吸热）及溶于水（吸热）及caco3

6、分解等都是吸热过程。分解等都是吸热过程。仅把焓变作为化学反应自发性的普遍判据不全面。仅把焓变作为化学反应自发性的普遍判据不全面。观察与思考观察与思考nh4no3(s) = nh4+ (aq) no3- (aq) caco3(s) =cao (s) +co2 (g)n2o4(g)=2no2(g)cuso45h2o(s) = cuso4(s) +5h2o(l)nh4hco3(s) = nh3(g) + h2o(l)+ co2(g) ba(oh)28h2o(s)+2nh4cl(s) = bacl2(s)+2nh3(g)+10h2o(l) 下列过程均为吸热过程，且在一定下列过程均为吸热过程，且在一定条

7、件下都能自发进行，请分析其共条件下都能自发进行，请分析其共同特点，找出原因。同特点，找出原因。不自由变自由不自由变自由( (有序变无序有序变无序) )固体变气体固体变气体气体少变成气体多气体少变成气体多固体变液体固体变液体固体变液体和气体固体变液体和气体固体变液体和气体固体变液体和气体【共同点共同点】生成物微粒的活动范围变大，活动范围大的微粒增多生成物微粒的活动范围变大，活动范围大的微粒增多体系的体系的变大变大。除除热效应热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系体系的混乱度的混乱度，。体系倾向于取得最大的混乱度（即无序性），混乱体系倾向于取

8、得最大的混乱度（即无序性），混乱度增大的过程可以自发进行，混乱度减小的过程不度增大的过程可以自发进行，混乱度减小的过程不可能自发进行，除非借助外力。可能自发进行，除非借助外力。如如:nh4no3、ki、蔗糖等溶于水、冰融化成水、水、蔗糖等溶于水、冰融化成水、水蒸发为水蒸气等都是吸热的，但都是自发过程，其蒸发为水蒸气等都是吸热的，但都是自发过程，其原因是体系中的质点数（分子、离子）可在更大的原因是体系中的质点数（分子、离子）可在更大的空间范围内自由运动，体系混乱度增加。空间范围内自由运动，体系混乱度增加。许多化学反应是吸热的，但能够自发进行。反应后许多化学反应是吸热的，但能够自发进行。反应后总的

9、分子数目增加很多，特别是反应有气体分子产总的分子数目增加很多，特别是反应有气体分子产物生成，气体分子运动自由度大得多，混乱度增加。物生成，气体分子运动自由度大得多，混乱度增加。熵熵(s)衡量体系混乱度的物理量衡量体系混乱度的物理量在一个由大量微粒所构成的体系中，微粒之间无规在一个由大量微粒所构成的体系中，微粒之间无规则排列的程度越大，系统的混乱度就越大，熵越大。则排列的程度越大，系统的混乱度就越大，熵越大。 对一定量的某物质而言：对一定量的某物质而言： s（g） s（l） s（s） s（高温）（高温） s（低温）（低温） s（低压）（低压） s(高压高压) 不同物质，分子结构越复杂，熵值越大不

10、同物质，分子结构越复杂，熵值越大 s（复杂分子）（复杂分子） s（简单分子）（简单分子） 同一物质，聚集态不同、温度不同，熵不同同一物质，聚集态不同、温度不同，熵不同 熵变熵变(s)反应前后体系熵的变化反应前后体系熵的变化若：若：s0，变化前后体系的混乱度增大，变化前后体系的混乱度增大若：若：s0，变化前后体系的混乱度减小，变化前后体系的混乱度减小化学反应的化学反应的s越大，越有利于反应的自发进行。越大，越有利于反应的自发进行。体系混乱度增大即体系混乱度增大即s 0，有利于反应，有利于反应正向自发进行。正向自发进行。熵增原理熵增原理 h2o (s) h2o (l) h2o (g) caco3(

11、s) =cao (s) +co2 (g) naoh(s) = na+ (aq) oh- (aq) n2 (g) + 3h2 (g) = 2nh3 (g) 2hgo (s) = 2 hg (l) + o2 (g) ag+ (aq) + cl- (aq) = agcl (s) s0s0s0s0s0s0判断下列过程是熵增还是熵减？判断下列过程是熵增还是熵减？二、判断化学反应方向的依据二、判断化学反应方向的依据影响化学反应影响化学反应方向的因素方向的因素综合考虑：综合考虑：进行；反应是自发的，能正向 0g处于平衡状态。反应 0g向进行反应是非自发的，能逆 0g高温时，高温时，go，反应正向自发进行，反

12、应正向自发进行低温时，低温时，go，反应正向不能自发进行，反应正向不能自发进行在所有温度下，反应都能正向自发进行在所有温度下，反应都能正向自发进行例：例：c3h8(g) +5 o2(g) = 3co2(g) + 4h2o(g) 例：例：caco3(s) =cao (s) +co2 (g)低温时，低温时，go，反应正向自发进行，反应正向自发进行高温时，高温时，go，反应正向不能自发进行，反应正向不能自发进行例：例：nh3 (g) +hcl(g)nh4cl (s) 在所有温度下，反应不能正向自发进行在所有温度下，反应不能正向自发进行例：例： 2n2(g) + o2(g) =2n2o(g)二、判断化

13、学反应方向的依据二、判断化学反应方向的依据2.2.大多数吸热反应在常温下不能自发进行。高温仍吸热，但可大多数吸热反应在常温下不能自发进行。高温仍吸热，但可 以自发进行。例：以自发进行。例： cuso45h2o(s) = cuso4(s) +5h2o(l) h0nh4hco3(s) = nh3(g) + h2o(l)+ co2(g) h0 caco3(s) =cao (s) +co2 (g) h0 3.3.并不是所有吸热反应在常温下都不自发进行，如：并不是所有吸热反应在常温下都不自发进行，如： ba(oh)28h2o(s)+2nh4cl(s) = bacl2(s)+2nh3(g)+10h2o(l

14、) 常温下可自发进行的吸热反应常温下可自发进行的吸热反应 4.4.并不是所有反应，高温下都发生逆转并不是所有反应，高温下都发生逆转 1 . .绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。如：如：2 2n2(g) + o2(g) = 2n2o(g) h0 吸热反应，常温下不自发进行；高温下仍不自发进行。吸热反应，常温下不自发进行；高温下仍不自发进行。已知下列热化学方程式：已知下列热化学方程式：k(s)+h2o(l)=k+(aq)+oh-(aq)+1/2h2(g) h196.6kj/mol2mg(s)+o2(g)=2mgo(s) h1203.2kj/mol ag+

15、(aq) + cl- (aq) = agcl (s) h51.1kj/mol 根据你所学的知识及已有的生活经验，分析下表所示的变化根据你所学的知识及已有的生活经验，分析下表所示的变化在在是否能自发进行。这些变化过程的焓变和熵变是否是否能自发进行。这些变化过程的焓变和熵变是否有利于变化自发进行？将你的结论填入下表。有利于变化自发进行？将你的结论填入下表。变化变化焓变焓变h熵变熵变s方向性方向性co2 (s) co2 (g)有利有利有利有利正向自发正向自发有利有利不利不利正向自发正向自发有利有利不利不利正向自发正向自发不利不利有利有利正向自发正向自发类型类型 h s g反应的自发性反应的自发性12

16、34+ +永远是永远是永远是永远是+受温度影响受温度影响受温度影响受温度影响永远自发永远自发永远非自发永远非自发温度低时自发温度低时自发温度高时自发温度高时自发例例2：从定性的角度来说，从定性的角度来说，“熵熵”是一种无序性或混乱度是一种无序性或混乱度的量度。高度无序的物质具有高的熵值，低熵值总是和的量度。高度无序的物质具有高的熵值，低熵值总是和井然有序的物质联系在一起的。试判断下列过程熵值的井然有序的物质联系在一起的。试判断下列过程熵值的变化情况（增大，还是减小？）变化情况（增大，还是减小？）结晶结晶 ，气化气化 ，水电解生成氢气和氧气水电解生成氢气和氧气 。 减小减小增大增大增大增大 例例1下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ）a凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的凡是放热反应都是自发的，凡是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自发反应也需要一定的条件自发反应也需要一定的条件 d自发反应在任何条件下都能实现自发反应在任何条件下都能实现 c【课堂课堂巩固练习巩固练习】例例4恒温、恒压的变化过程在高温下不能自发进行，而在低恒温、恒压的变化过程在高温下不能自发进行，而在低温下可自发进行的条件是温下可自发进行的条件是 （ ） ah0，s0 bh0，s0 ch0，