化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四

第二章化学反应与能量

2.4化学反应进行的方向人教版选修四

Cu和AgNO3反应红墨水扩散1.自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程(2)特点①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。自发过程和自发反应一2.自发反应(1)定义：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。(2)自发反应的特征①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）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主要原因吗？C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-822kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)△H=-1648.4kJ·mol-1H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-546.6kJ·mol-1

共同特点：△H<0，即放热反应化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）1.能量判据（焓判据）反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应△H＜0(1)体系趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外做功或者释放热量即△H<0)——能量判据（焓判据）化学反应进行方向的判据二化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）(2)焓变与化学反应进行方向的关系①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。②有些吸热反应，也可以自发进行，如：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋56.7kJ·mol－1。说明：△H<0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）2.熵判据(1)熵：用来度量体系混乱程度的物理量。(2)符号：S

单位：J•mol-1•K-1(3)体系混乱度越大，熵值越大。(4)熵变和熵增原理

①熵变(△S)：产生新物质或物质状态有变化就存在着熵变。

△S=S产物－S反应物②在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。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。化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）S(水)：69.9J

mol-1K-1S(冰)

：47.9J

mol-1K-1S(水蒸气)：188.7J

mol-1K-1①同一物质：S(g)＞S(l)＞S(s)

②固体的溶解、气体的扩散过程等都是混乱度增加的过程。化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）(5)熵变与化学反应进行方向的关系①许多熵增的反应是自发的，如：2KClO3

2KCl＋3O2↑；CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。②有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)。化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）3.复合判据(1)复合判据为体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ·mol－1)，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方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。(2)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔG＝ΔH－TΔS＜0的方向进行，直到达平衡状态。△H△S△H>0△S>0△H<0△S>0△H<0△S<0△H>0△S<0一定自发高温自发低温自发一定不自发化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）放热熵增吸热熵增△S=+169.6J·mol-1·K-1(2)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.2kJ·mol-1△H=

-

57.3kJ·mol-1(1)H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)△S=+80.7J·mol-1·K-1分析下列过程是否能自发进行？化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）(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。归纳总结化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）(1)2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)

△H=-78.03kJ·mol-1

△S=+494.4J·mol-1·K-1(2)CO(g)=C(s，石墨)+1/2O2(g)

△H=+110.5kJ·mol-1△S=-89.36J·mol-1·K-11.判断下列反应能否自发进行？(3)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)

△H=-444.3kJ·mol-1

△S=-280.1J·mol-1·K-1化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）2.下列说法不正确的是（）A.焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应B.在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大C.一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热D.一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）(1)对反应进行方向判断的讨论类型ΔHΔS反应的自发性1＜0＞0ΔH－TΔS＜0，一定能自发进行2＞0＜0ΔH－TΔS＞0，一定不能自发进行3＜0＜0(ΔH－TΔS)因温度的变化而可能大于0或小于0，反应自发性也因温度变化而改变。一般来说，低温时焓变影响为主，高温时熵变影响为主，ΔH＜0，ΔS＜0的反应在较低温度下能自发进行；ΔH＞0，ΔS＞0的反应在较高温度下能自发进行4＞0＞0相关链接化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）化学反应进行的方向课件人教版高中化学选修四（优秀课件）(2)温度对反应进行方向的影响根据复合判据ΔH－TΔS可知，反应熵变ΔS对化学反应方向的影响是与温度相关联的，因此温度也可以影