《优课系列高中化学鲁科选修4 2.1 化学反应的方向 课件(7)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《优课系列高中化学鲁科选修4 2.1 化学反应的方向 课件(7)（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 联联想 质质疑 汽车车尾气中的主要污污染物是一氧化氮以及燃料不完全 燃烧烧所产产生的一氧化碳 它们们是现现代城市中的大气污污染物 为为了减轻轻大气污污染 人们们提出通过过以下反应应 来处处理汽车车尾气 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 你能否判断这这一方案是否可行 理论论依据是什么 学习目标 1 通过分析焓变与熵变对反应的共同影响 能 总结出这两个因素的影响不是孤立的而是相互 关联的 2 能通过关系式 H T S由给定的 S数据定 量判断反应的方向 3 通过分析关系式 H T S 能够根据反应焓 变的吸热或放热 反应熵变的熵增或熵减来定 性判断焓变和反应熵变对反应方向的影响 1
2、 高山流水是一个自动进行的自然过程 高处水一定会流到低处吗 2 低处水可以流至高处么 3 在 低水高流 的过程中一旦外界停止做 功 该过程还能继续进行下去吗 可采取什么措施 思考与交流 自发过程 在温度和压强一定的条件下 不 借助光 电等外部力量就能自动进行的过程 非自发过程 在温度和压强一定条件下 需持续借助外部力量才能进行的过程 讨论 请列举你熟知的自发过程 自然界中水总是自发地从高处往低处流 电流从电势高的地方向电势低的地方流 热由高温物体导向低温物体等 1 体系趋于从高能状态转变为向低能状态 能量越低 越稳定 体系对外部做功或释放热量 自发过程的两大变化趋势 火柴棒散落火柴棒散落等 等
3、 2 密闭体系趋于从有序趋于无序 无序体系更稳定 即混乱度趋于增大 墨水 气体扩散 食盐溶解于水等 探究 以 物体由高处自由下落 为代表 探究自发过 程中有哪些变化趋势 自发过程 共同点 2 体系混乱度趋于增大 熵 S 1 描述体系混乱度的物理量 2 符号 S 单单位 J mol 1 K 1 克劳修斯克劳修斯 德国 德国 3 特点 1 熵值熵值 越大 体系混乱度越大 共同点 2 体系混乱度趋于增大 即熵增加 CHCH 4 4 OO 2 2 COCO 2 2H H2 2 NHNH 3 3 186 15186 15205 03205 03214214130130192192 H H2 2 O l
4、O l HNOHNO 3 3 l l BrBr 2 2 l l 69 969 9156156152152 NaClNaClFeFe金金刚刚刚刚石石SiOSiO 2 2 CuOCuO 72 172 127 327 32 42 441 8441 8442 742 7 标准状况下 标准状况下 1mol1mol不同物质的熵不同物质的熵S S Jmol Jmol 1 1 K K 1 1 2 同一条件 不同物质质的熵值熵值 不同 69 969 9J mol 1 K 147 947 9J mol 1 K 1188 7188 7J mol 1 K 1 同一物质 S g S l S s 三种状态下水的熵 冰 水
5、 水蒸气 4 反应熵变应熵变 1 符号 S 2 表达式 S S总 总和 生成物 S总总和 反应 应物 3 正负负判断 气体体积积增大的反应应 S 0 熵熵增加反应应 气体体积积减小的反应应 S 0 熵熵减小反应应 自发过程 在在一定温度 压强温度 压强条件下 不借助 光 电能等 光 电能等 外 部力量就能自动进行的过程 自发反应 在在一定温度 压强一定温度 压强下 下 不借助不借助 光 电能等 光 电能等 外部力量外部力量即即 能进行 或具有发生的可能性的反应称为自发反应 能进行 或具有发生的可能性的反应称为自发反应 发反应是从属于自发过程的 是属于自发过程的一部分 那么我们该如何判断一个过程
6、 一个反应能否自发进行呢 一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条 件呢 自发过程的两大变化趋势 1 体系能量降低 对外部做功或释放热量 2 体系混乱度增大 即熵增加 那么自发反应呢 探究 以 物体由高处自由下落 为代表 探究自发过 程中有哪些变化趋势 自发过程 观观察下列几个自发进发进 行的化学反应应 找出它们们的共同之处处 1 钠钠与水反应应2Na s 2H2O l 2NaOH aq H2 g H 368 kJ mol 2 铁铁生锈锈 3Fe s 3 2O2 g Fe2O3 s H 824 kJ mol 3 氢氢气和氧气反应应 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ
7、 mol 共同点 H 0 放热反应 反应物的总能量 生成物的总能量 共同点 1 体系能量降低 对外部做功或释放热量 自发反应 吸热 能 吸热 不自发 自发 结论 H 0 反应放热有利于反应的自发进行 但焓变 仅是决定反应能否自发进行的一个因素 不是唯一因素 反应应的焓变焓变 与反应应方向的关系 一 反应焓变应焓变 与反应应方向 注意 1 焓判据只能用于判断反应的方向 能否实现要看具 体条件 自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态 这时 体系会对外部做功或释放热量 自发反应中焓变小于0 这一经验规律就是焓判据 是判断化学反应进行方向的判 据之一 2 焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行
8、 与化学反应速率无关 3 反应焓变应焓变 是反应应能否自发进发进 行的一个因素 但不是唯一因素 反应应的熵变熵变 与反应应方向的关系 增大 增大 自发过程 共同点 2 体系混乱度增大 即熵增加 自发反应 增大 增大 减小 结论 熵增加 S 0 有利于反应的进行 但熵变仅 是决定反应能否自发进行的一个因素 不是唯一因素 反应应的熵变熵变 与反应应方向的关系 注意 1 熵变只是反应能否自发进行的一种因素 2 熵变 S 只决定于体系的始态和终态 与变 化的途径无关 3 熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行 与化学反应速率无关 二 反应熵变应熵变 与反应应方向 在与外界隔离的体系中 自发过程将导致
9、体系的熵 增大 这一经验规律叫做熵增原理 在用来判断化学反应 方向时就称为熵判据 科学家们总结出了一条公式 G H T S G代表的是体系自由能的变化 用自由能变化来判断反应进行的方向是最全面最科学的 当 G 0时 反应就可以自发进行 当 G 0时 反应 就不能自发进行 视野拓展 三 焓变焓变 与熵变对熵变对 反应应方向的共同影响 复合判据 1 判据 H T S 2 判据与反应应的自发发性 0 反应应不能自发发 3 适用判据应应注意的问题问题 1 判断反应应的自发发性要结结合 H和 S 利用 H T S 2 条件是一定温度 压压强下 3 反应应具有自发发性 只能说说明这这个反应应有进进行的趋趋
10、 势势 但这这个反应应到底能不能反应应 那还还要看反应进应进 行的 限度和反应进应进 行的速率 反应应在该该状况下能 否自发进发进 行 自发进行 不自发进行 低温时 高温时 低温时 高温时 低温不自发 高温自发 低温自发 高温不自发 H H T S 小结 温度与反应方向 判断下列4个反应应在什么条件下自发进发进 行 1 2KClO3 s 2KCl s 3O2 g H 0 S 0 2 2CO g 2C s 石墨 O2 g H 0 S 0 3 4Fe OH 2 s 2H2O l O2 g 4Fe OH 3 s H 0 S0 S 0 汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮和一氧 化碳 为了减轻大气污染 化
11、学家提出通 过以下反应来处理汽车尾气 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 这一方案可行吗 你需要哪些数据 298K 100kPa下 该反应的 H 746 8 KJ mol 1 S 197 5 J mol 1 K 1 追根寻源 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 298K 100kPa下 该反应的 H 746 8 KJ mol 1 S 197 5 J mol 1 K 1 计算得 H T S 746 8 KJ mol 1 298 K 197 5 10 3 KJ mol 1 K 1 687 9 KJ mol 1 0 即 H T S 0 因此室温下反应能自发进 行 注意 反应具
12、有自发性 只能说明这个反应有 进行的趋势 但这个反应到底能不能发生 那还要看反应的速率等问题 1 某反应应 AB g C g 3D g 在高温时时能自发进发进 行 其逆反应应在低温下能自发进发进 行 则该则该 反应应的 H S应为应为 A H 0 B H 0 S 0 S 0 D H 0 S 0 C 达标检测 2 无锡高二检测 下列反应应在任意温度下一定 能自发进发进 行的是 D 达标检测 3 已知反应CaCO3 s CaO s CO2 g H 178 2KJ mol 1 S 169 6J mol 1 K 1计算说 明此反应在室温下能否自发进行 若不能需要 在何温度下才能自发进行 4 P40 3 1 下列说法完全正确的是 A 放热反应均是自发反应 B S为正值的反应均是自发反应 C 物质的量增加的反应 S为正值 D 如果 H和 S均为正值 当温度升高时 反应可能 自发进行 2 下列反应应中 S最大的是 A CaCO3 s CaO s CO2 g B 2SO2 g O2 g 2SO3 g C N2 g 3H2 g 2NH3 g D CuSO4 s 5H2O l CuSO4 5H2O s 达标检测 4 化学反应应体系焓变焓变 减少 H0 都有利 于反应应的进进行 焓变焓变 和熵变熵变 相差不大时时 温度可能对对反 应应方向起决定性的作用 可以用象限法进进行判断
