化学人教必修四课件：第二章-化学反应速率和化学平衡2-4

第四节

化学反应进行的方向第四节化学反应进行的方向目标导航预习导引1.知道自发过程和化学反应的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比,能说出熵和熵变的概念。3.能说出焓变和熵变对化学反应方向的影响,能用焓变和熵变判断化学反应的方向。目标导航预习导引1.知道自发过程和化学反应的自发性。目标导航预习导引一二一、自发过程和自发反应1.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。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。目标导航预习导引一二一、自发过程和自发反应目标导航预习导引一二二、化学反应进行方向的判据1.焓判据放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用焓变来判断反应进行的方向。2.熵判据(1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越大。符号:S。单位:J·(mol·K)-1。(2)熵值大小的比较。同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。(3)熵增原理。在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变(符号ΔS)大于零。目标导航预习导引一二二、化学反应进行方向的判据目标导航预习导引一二(4)熵判据。体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。3.复合判据(1)复合判据。化学反应的方向是焓变和熵变共同影响的结果,判断依据为ΔH-TΔS,又称自由能变化,符号为ΔG。(2)反应能否自发进行的判断。在恒温恒压下,自由能变化(ΔG)的正负决定着化学反应自发进行的方向。目标导航预习导引一二(4)熵判据。目标导航预习导引一二为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,而铁锈不会变为铁,铜绿不会变为铜呢?提示：金属腐蚀是一个放热的自发过程,而金属化合物变为单质是一个非自发过程。目标导航预习导引一二为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,目标导航预习导引一二“自发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。提示：不对。某些自发反应需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。如甲烷燃烧是自发反应,但需点燃或加热才能反应;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。目标导航预习导引一二“自发反应一定能自动进行,而非自发反应一知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二二、化学反应进行的方向与自由能变化的关系1.自由能变化ΔG的判断方法ΔG=ΔH-TΔS

ΔG<0,反应正向自发进行。ΔG=0,反应处于平衡状态。ΔG>0,反应逆向自发进行。2.注意几种情况知识梳理典例透析一二二、化学反应进行的方向与自由能变化的关系知识梳理典例透析一二(1)放热的熵增反应,能自发进行。ΔH<0,ΔS>0,ΔG<0(2)吸热的熵减反应,不能自发进行。ΔH>0,ΔS<0,ΔG>0(3)放热的熵减反应,降低温度,有利于反应自发进行。ΔH<0,ΔS<0,要保证ΔG<0,T要降低。(4)吸热的熵增反应,升高温度,有利于反应自发进行。ΔH>0,ΔS>0,要保证ΔG<0,T要升高得足够高。知识梳理典例透析一二(1)放热的熵增反应,能自发进行。知识梳理典例透析一二特别提醒①焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立地作为自发性的判据,要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变。②根据ΔH-TΔS<0判断的只是反应能否自发进行的可能性,具体的反应能否实际发生,还涉及化学反应速率的问题。知识梳理典例透析一二特别提醒①焓变和熵变都与反应的自发性有关知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3自发过程和自发反应

【例题1】

下列说法中不正确的是(

)A.体系有序性越高,熵值就越低B.自发过程不一定导致体系的熵增大C.吸热反应不可能自发进行D.同种物质气态时熵值最大答案：C知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3自发过程和自发反应知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3熵增、熵减的判断

知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3熵增、熵减的判断知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3解析：(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应:(2+4+1)-0>0,因此该过程是熵增加的过程;(2)水煤气转化反应,气态物质的物质的量在反应前后未发生变化:(1+1)-(1+1)=0,估计该过程的熵变很小;(3)生成臭氧后,气态物质的物质的量减小:2-3<0,因此该过程是熵减小的过程。答案：(1)A

(2)D

(3)B知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3解析：(1)NH4N知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3点拨

①常见的熵增大过程有:固体的溶解,气体的扩散,水的汽化过程等。②常见的熵增加的反应有:产生气体的反应,气体物质的量增大的反应。知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3点拨①常见的熵增大知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3化学反应方向的判断

【例题3】

已知:(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)

ΔH=+74.9kJ·mol-1,下列说法中正确的是

(

)A.该反应中熵变、焓变皆大于0B.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应解析：该反应ΔH>0,ΔS>0,高温下能自发进行;ΔS>0的反应不一定能自发进行;反应放热有利于反应自发进行,但能自发进行的反应不一定是放热反应,不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。答案：A知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3化学反应方向的判断第四节

化学反应进行的方向第四节化学反应进行的方向目标导航预习导引1.知道自发过程和化学反应的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比,能说出熵和熵变的概念。3.能说出焓变和熵变对化学反应方向的影响,能用焓变和熵变判断化学反应的方向。目标导航预习导引1.知道自发过程和化学反应的自发性。目标导航预习导引一二一、自发过程和自发反应1.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。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。目标导航预习导引一二一、自发过程和自发反应目标导航预习导引一二二、化学反应进行方向的判据1.焓判据放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用焓变来判断反应进行的方向。2.熵判据(1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越大。符号:S。单位:J·(mol·K)-1。(2)熵值大小的比较。同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。(3)熵增原理。在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变(符号ΔS)大于零。目标导航预习导引一二二、化学反应进行方向的判据目标导航预习导引一二(4)熵判据。体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。3.复合判据(1)复合判据。化学反应的方向是焓变和熵变共同影响的结果,判断依据为ΔH-TΔS,又称自由能变化,符号为ΔG。(2)反应能否自发进行的判断。在恒温恒压下,自由能变化(ΔG)的正负决定着化学反应自发进行的方向。目标导航预习导引一二(4)熵判据。目标导航预习导引一二为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,而铁锈不会变为铁,铜绿不会变为铜呢?提示：金属腐蚀是一个放热的自发过程,而金属化合物变为单质是一个非自发过程。目标导航预习导引一二为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,目标导航预习导引一二“自发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。提示：不对。某些自发反应需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。如甲烷燃烧是自发反应,但需点燃或加热才能反应;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。目标导航预习导引一二“自发反应一定能自动进行,而非自发反应一知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二知识梳理典例透析一二二、化学反应进行的方向与自由能变化的关系1.自由能变化ΔG的判断方法ΔG=ΔH-TΔS

ΔG<0,反应正向自发进行。ΔG=0,反应处于平衡状态。ΔG>0,反应逆向自发进行。2.注意几种情况知识梳理典例透析一二二、化学反应进行的方向与自由能变化的关系知识梳理典例透析一二(1)放热的熵增反应,能自发进行。ΔH<0,ΔS>0,ΔG<0(2)吸热的熵减反应,不能自发进行。ΔH>0,ΔS<0,ΔG>0(3)放热的熵减反应,降低温度,有利于反应自发进行。ΔH<0,ΔS<0,要保证ΔG<0,T要降低。(4)吸热的熵增反应,升高温度,有利于反应自发进行。ΔH>0,ΔS>0,要保证ΔG<0,T要升高得足够高。知识梳理典例透析一二(1)放热的熵增反应,能自发进行。知识梳理典例透析一二特别提醒①焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立地作为自发性的判据,要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变。②根据ΔH-TΔS<0判断的只是反应能否自发进行的可能性,具体的反应能否实际发生,还涉及化学反应速率的问题。知识梳理典例透析一二特别提醒①焓变和熵变都与反应的自发性有关知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3自发过程和自发反应

【例题1】

下列说法中不正确的是(

)A.体系有序性越高,熵值就越低B.自发过程不一定导致体系的熵增大C.吸热反应不可能自发进行D.同种物质气态时熵值最大答案：C知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3自发过程和自发反应知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3熵增、熵减的判断

知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3熵增、熵减的判断知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3解析：(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应:(2+4+1)-0>0,因此该过程是熵增加的过程;(2)水煤气转化反应,气态物质的物质的量在反应前后未发生变化:(1+1)-(1+1)=0,估计该过程的熵变很小;(3)生成臭氧后,气态物质的物质的量减小:2-3<0,因此该过程是熵减小的过程。答案：(1)A

(2)D

(3)B知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3解析：(1)NH4N知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3点拨

①常见的熵增大过程有:固体的溶解,气体的扩散,水的汽化过程等。②常见的熵增加的反应有:产生气体的反应,气体物质的量增大的反应。知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3点拨①常见的熵增大知识梳理典例透析知识点1知识点2知识点3化学反应方向的判断

【例题3】

已知:(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)

ΔH=+74.9kJ·mo