《第3节 化学反应的方向》参考课件3

化学选择性必修1第3节化学反应的方向导入１、有的反应瞬间即可完成，有的反应非常缓慢？２、一个可能发生的反应进行的程度如何？在允许的情况下如何通过改变条件获得尽可能高的转化率？化学反应的方向问题化学反应的限度问题----化学平衡化学反应的速率问题3、判定一个化学反应在指定条件下能否发生，以及在什么条件下可能发生？自然界中有许多自然而然发生的现象，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发生的例子？电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。红墨水扩散铁生锈Cu和AgNO3反应NaOH和HCl反应这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。1、自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自发进行的过程。如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？2、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。判断是否自发进行：甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧；碳酸钙高温分解？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01知识点一：焓判据（能量判据）反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应△H＜0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）结论：△H<0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<02NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)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。△H﹥0是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？有序混乱火柴棒散落墨水扩散由有序变为无序硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中扩散为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵。02知识点二：熵判据3、体系混乱度越大，熵值越大。同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。1、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向～称为熵。符号用S表示。单位：J•mol-1•K-12、由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度。物质的量：物质的量越大熵越大结构相似的同一类型的物质，M越大，S越大。4、熵变和熵增原理（1）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反应产物－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，即熵变(ΔS)大于零，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，又称为熵判据。S(水)：69.9J•mol-1•K-1S(冰)：47.9J•mol-1•K-1S(水蒸气)：188.7J•mol-1•K-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。气体及其物质的量的增多是体系熵值变化的主要决定因素（4）熵变和熵增原理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。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反应物该原理是用来判断过程方向的一个因素，又称为熵判据。分析下列过程的焓变、熵变与反应方向焓变熵变能否自发①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)②NH4Cl(s)===NH3(g)+HCl(g)③NH4Cl(s)===NH3(g)+HCl(g)加热反应能否自发还与温度有关﹤0<0能>0>0不能>0>0能放热熵增吸热熵增△S=+169.6KJ•mol-1•K-1（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.2KJ•mol-1•K-1△H=-57.3

KJ•mol-1•K-1自发高温自发，低温不自发（1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△S=+80.7

KJ•mol-1•K-1分析下列过程的焓变、熵变与反应方向很多情况下，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。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据(吉布斯自由能变△G)将更适合于所有的过程。△G=△H-T△S03知识点二：复合判据（Ｔ为热力学温度，单位：K）。在恒温、恒压下，用G判断化学反应是否自发进行显得更为科学。△G<0△G>0△H>0△S＜0非自发△G=0△H＜0△S>0自发△H＜0△S＜0低温可行△H>0△S>0高温可行可逆反应到达平衡状态当△G<0时，反应自发进行当△G>0时，反应不自发进行当△G=0时，反应到达平衡状态NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)△H＜0△S＜0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0△S>0判断这两个反应什么条件下自发进行：低温可行高温可行3、反应的自发性也受外界条件的影响。如：石灰石分解，常温下是非自发的，但在1273K时是自发的反应。1、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。如：钢制器件腐蚀、装在不同地方的气体等例子。2、在讨论过程的方向时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如：水、石灰石分解、石墨转化为金刚石。▲焓判据和熵判据的应用1、反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。2、在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。影响因素：化学反应的方向反应焓变反应熵变共同影响吸热放热熵增熵减焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发小结随堂检测1、下列过程是非自发的是∶（）A、水由高处向低处流；B、天然气的燃烧；C、铁在潮湿空气中生锈；D、室温下水结成冰2、碳酸铵〔(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、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；B、其分解是因为外界给予了能量；C、其分解是吸热反应，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。DA3、下列说法正确的是∶（）A、凡是放热反应都是自发的，由于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少或不变；C、自发反应在恰当条件下才能实现；D、自发反应在任何条件下都能实现。4、自发进行的反应一定是∶（）A、吸热反应；B、放热反应；C、熵增加反应；D、熵增加或者放热反应。CD5、下列说法正确的是∶（）A、放热反应一定是自发进行的反