高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第四节化学反应进行的方向课件

【新课导入】小时候在玩玩具时,你是否有将所有玩具到处乱丢,使其乱七八糟的行为呢?就像“水往低处流”一样,化学反应也存在内能降低(焓减小),混乱度增大(熵增加)的趋势。未涂防锈漆的钢制器件会生锈、香水会扩散到空气中等,这些都是不用借助外力就可以自发进行的过程;用水泵把水从低水位升至高水位,高温高压可以使石墨转化为金刚石等,这些是必须在外界对体系施加某种作用时才能实现的过程。化学反应为什么有的能够自发进行,不需要借助外力,而有些反应或过程需要在特定条件下才能进行呢?同学们,让我们一起走进教材第四节:化学反应进行的方向。1【课标要求】1.了解自发过程和化学反应的自发性。2.了解熵和熵变的概念。3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响,能用焓变和熵变说明化学反应的方向。2探究点化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系一、自发过程与自发反应1.自发过程与自发反应的比较知识探究

梳理知识·点拨方法自发过程自发反应含义在给定的条件下,可以进行到显著程度的化学反应自发3特征具有

性,即过程的某个方向在一定条件下自发进行,而该过程逆方向在该条件下肯定

.举例高山流水,自由落体,冰雪融化酸碱中和,钢铁生锈,氨水分解应用(1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池(2)非自发过程要想发生,必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2方向不能自发进行42.自发过程的规律(1)自发过程的逆方向相同条件下

。(2)体系趋向于从

状态转变为

状态。(3)体系趋向于从

体系转变为

体系。〚思考1〛“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?提示:不对。某些自发反应需要在一定条件下才能进行,例如甲烷的燃烧,需要点燃才能反应。某些非自发反应具备了一定条件也能发生,例如石灰石分解为CaO和CO2的反应为非自发反应,但在高温条件下就可以发生。不自发进行高能低能有序无序5二、化学反应进行方向的判据1.焓判据放热吸热放热反应越多降低越多焓变62.熵和熵判据混乱>>混乱增大大于熵增熵减混乱度增73.复合判据焓判据和熵判据都不是判断反应自发性的唯一判据。综合考虑焓判据和熵判据的复合判据,将更适合于所有的过程,只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。〚思考2〛反应2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O2NH3↑+BaCl2+10H2O在常温下能自发进行,该过程体系的能量和熵如何变化?提示:该反应是吸热反应,体系的能量升高,其熵增大。8名师点拨1.焓变与熵变对反应方向的共同影响(1)化学反应的方向是由ΔH和ΔS共同决定的,利用ΔH-TΔS的符号可以判断恒温、恒压条件下的反应进行方向:ΔH-TΔS<0反应能自发进行;ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态;ΔH-TΔS>0反应不能自发进行。(2)当焓变和熵变相差不大时,温度可能对反应方向起决定性的作用,可以估算反应发生逆转的温度(转向温度):T=ΔH/ΔS。化学反应体系焓变减少(ΔH<0)和熵变增加(ΔS>0)都有利于反应的进行。92.温度对化学反应方向的影响10解析:只要ΔH-TΔS<0,反应就可以自发,此时可能ΔH>0,也可能ΔS<0,所以A、B错;气体分子总数增多,分子的混乱程度增大,也就是熵增大,C正确;同一物质的固、液、气三种状态的熵值固态最小、气态最大,D错误。1.下列说法正确的是(

)A.所有自发进行的化学反应都是放热反应B.熵减小的化学反应不能自发进行C.气体分子总数增多的反应是熵增大的反应D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同C过关演练

巩固知识·提升能力112.下列关于ΔH-TΔS的说法中正确的是(

)A.ΔH-TΔS可用于判断所有条件下的反应能否自发进行B.ΔH-TΔS只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行C.ΔH-TΔS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行D.ΔH-TΔS<0的反应,在该条件下一定剧烈反应C解析:ΔH-TΔS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行,A、B错误,C正确;ΔH-TΔS<0的反应能自发进行,但是该条件下反应不一定剧烈,如钢铁在自然界的腐蚀等反应比较缓慢,D错误。123.已知在100kPa、298.15K时石灰石分解反应:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

ΔH=+178.3kJ·mol-1ΔS=+160.4J·(mol·K)-1,则:(1)该反应

(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)据本题反应数据分析,温度

(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。

(3)若温度能决定反应方向,则该反应自发进行的最低温度为

。

解析:(1)ΔG=ΔH-TΔS=178.3kJ·mol-1-298.15K×160.4×10-3kJ·(mol·K)-1≈130.5kJ·mol-1>0,所以该反应不能自发进行。(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0,所以根据ΔG=ΔH-TΔS可知,在温度较高的时候,ΔG可能小于0。(3)根据ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行,则有:T>ΔH/ΔS≈1111.6K。答案:(1)不能(2)能(3)1111.6K131.(2017·甘肃兰州一中期中)某化学反应的ΔH=-122kJ/mol,ΔS=+231J/(mol·K),下列说法正确的是(

)A.此反应在任何温度下都能自发进行B.此反应仅在低温下自发进行C.此反应仅在高温下自发进行D.此反应在任何温度下都不能自发进行解析:ΔH=-122kJ·mol-1,ΔS=+231J·mol-1·K-1,则:ΔH-TΔS=-122kJ·mol-1-T0.231kJ·mol-1·K-1<0,所以反应一定是自发进行的反应,故在任何温度下都能自发进行。A课堂检测

即学即测·查漏补缺14解析:ΔH<0,ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,反应在所有温度下均能自发进行,A正确;大部分化合反应是放热反应,分解反应是吸热反应,B错误;判断反应是否自发进行的依据是ΔH-TΔS<0反应自发进行,C错误;自发反应也可能需要一定的条件,D错误。2.(2016·四川邛崃高埂中学月考)下列说法正确的是(

)A.ΔH<0,ΔS>0,所有温度下反应能自发进行B.化合反应都是放热反应,分解反应都是吸热反应C.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的D.自发反应一定不需要任何条件就容易发生A153.(2017·陕西西安一中期末)25℃、101kPa下,反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=+56.7kJ/mol能自发进行的合理解释是(

)A.是吸热反应 B.是放热反应C.是熵减小的反应 D.熵增效应大于焓变效应解析:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)

ΔH=+56.7kJ/mol,是一个吸热反应,ΔH>0,反应能够自发进行,必须满足ΔG=ΔH-T·ΔS<0,所以ΔS>0,且熵增效应大于焓变效应。D164.下列反应中,一定不能自发进行的是(

)B17解析:A项,反应为放热的熵增加反应,一定能自发进行;B项,ΔH>0,ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,则该反应一定不能自发进行;C、D两项反应能否自发,温度起决定性作用。185.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用aA(g)+bB(g)cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如下图像(图中p表示压强,T表示温度,α表示平衡转化率):

19分析图像,回答下列问题:(1)在图像反应Ⅰ中,若p1>p2,则此正反应为

(填“吸热”或“放热”)反应,也是一个气体分子数

(填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应自发进行必须满足的条件是

。

解析:(1)反应Ⅰ中恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;由p1>p2知,恒定温度时压强越大,α(A)越大,即增大压强平衡向右移动,说明此反应为气体分子数减小的反应(a+b>c),即为熵减反应,ΔS<0。放热、熵减反应只能在低温下自发进行。答案:(1)放热减小低温20(2)在图像反应Ⅱ中,若T1>T2,则该反应