高中化学鲁科版化学反应原理课件：2.1 化学反应的方向（30张）

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1、第1节化学反应的方向 第2章化学反应的方向 限度与速率 学习目标定位知道自发过程和自发反应的主要特点 知道焓判据 熵判据的含义 会用焓变和熵变判断反应进行的方向 一化学反应方向与焓变 熵变的关系 达标检测提升技能 二焓变与熵变对反应方向的共同影响 内容索引 一化学反应方向与焓变 熵变的关系 新知导学 1 反应焓变与反应方向 1 分析下列反应进行的方向与 H之间的关系 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l 酸碱中和反应是 热反应 H 0 常温下 自发进行 2Na s 2H2O l 2NaOH aq H2 g 该反应 热反应 H 0 常温下 自发进行 NH4HCO3 s CH3

2、COOH aq CO2 g CH3COONH4 aq H2O l H 0 该反应在常温下 自发进行 CaCO3 s CaO s CO2 g H 0 该反应在常温下 自发进行 但在较高温度下 自发进行 放 能 放 能 能 不能 能 2 反应焓变与反应方向的关系自发进行的化学反应多数是 热反应 也有些是 热反应 因此 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素 但不是唯一因素 2 反应熵变与反应方向 1 熵的概念自发过程的体系趋向于由 转变为 体系的混乱度 熵是用来描述 物理量 其符号为S 熵值越大 体系的 越大 2 影响熵大小的因素 同一条件下 不同的物质熵值 吸 放 增大 有序 混乱度 体系混

3、乱度大小的 不同 无序 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关 如同一种物质不同状态时熵值大小为S g S l S s 3 反应熵变 和 之差称为反应熵变 符号为 S 产生气体的反应 气体的物质的量增大的反应 S 0 4 反应熵变与反应方向的关系自发进行的化学反应多数是 的反应 也有些 的化学反应在一定条件下能自发进行 可见 熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素 但不是唯一因素 反应产物总熵 反应物总熵 熵增加 熵减小 化学反应方向与焓变 熵变的关系 1 从焓变 能量 角度 H 0 有利于反应自发进行 2 从熵变角度 S 0 有利于反应自发进行 3 在实际的化学反应中 若 H与 S符号相同时

4、 对化学反应的方向的影响作用出现矛盾 因此 在分析一个具体化学反应自发进行的方向时 不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析 否则 可能会得出错误的结论 1 碳铵 NH4HCO3 在室温下就能自发地分解产生氨气 下列有关说法中正确的是A 碳铵分解是因为生成了易挥发的气体 使体系的熵增大B 碳铵分解是因为外界给予了能量C 碳铵分解是吸热反应 根据焓判据 不能自发分解D 碳酸盐都不稳定 都能自发分解 活学活用 答案 解析 本题考查化学反应进行方向的判据 放热反应常常是容易进行的过程 吸热反应有些也是自发反应 自发反应的熵不一定增大 可能减小 也可能不变 过程的自发性只能用于判断过程的方向 是否能实现还要

5、看具体的条件 2 下列说法中不正确的是A 体系有序性越高 熵值就越低B 自发过程可以导致体系的熵增大C 吸热反应不可以自发进行D 同种物质气态时熵值最大 答案 二焓变与熵变对反应方向的共同影响 1 用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向 1 由焓判据知 热反应是易进行的 由熵判据知熵值 是自发的 很多情况下用不同的判据判定同一个反应 可能会出现相反的判断结果 2 复合判据是 即综合考虑焓变和熵变对体系的影响 判断反应进行的方向 3 在温度 压强一定的条件下 自发反应总是向 H T S 0的方向进行 直至达到平衡状态 H T S 0反应能自发进行 H T S 0反应达到平衡状态 H T S 0反应

6、不能自发进行 新知导学 增加 放 H T S 2 已知反应 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 在298K 101kPa的条件下 其 H 113 0kJ mol 1 S 145 3J mol 1 K 1 该反应 填 能 或 不能 用于消除汽车尾气中的NO 理由为 能 该反应的 H T S 69 7kJ mol 1 0 说明该反应在理论上可自发进行 答案 解析 H T S 113 0kJ mol 1 298K 145 3 10 3kJ mol 1 K 1 69 7kJ mol 1 0 故理论上该反应能自发进行 1 复合判据判断反应方向的有关规律 2 反应发生的条件有多种 H T S这

7、个判据只能用于温度 压强一定下的反应 不能用于其他条件 如温度 体积一定 下的反应 3 反应的自发性只能判断方向性 反应能否实现 还要看具体的反应条件 3 已知反应 2CO g 2C s O2 g 设 H和 S不随温度而变化 下列说法正确的是A 低温下是自发反应B 高温下是自发反应C 低温下是非自发反应 高温下是自发反应D 任何温度下都是非自发反应 活学活用 答案 因为碳的不完全燃烧是放热反应 故该反应是吸热反应 且是熵减反应 在任何温度下都是非自发反应 解析 4 回答下列问题 1 用钌的配合物作为催化剂 一定条件下可直接光催化分解CO2 发生反应 2CO2 g 2CO g O2 g 该反应的

8、 H 填 或 下同 0 S 0 在低温下 该反应 填 能 或 不能 自发进行 答案 解析 不能 该反应为吸热反应 化学反应后气体的化学计量数之和增加 所以 H 0 S 0 故低温下 H T S 0 反应不能自发进行 2 超音速飞机在平流层飞行时 尾气中的NO会破坏臭氧层 科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 化学方程式为2NO g 2CO g 2CO2 g N2 g 该反应在常温下能够自发进行 则反应的 H 填 或 0 答案 解析 因为 S 0 且 H T S 0 故 H 0 3 已知在100kPa 298 15K时石灰石分解反应CaCO3 s CaO s CO2

9、g 的 H 0 S 0 则 该反应常温下 填 能 或 不能 自发进行 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 答案 解析 不能 该反应的 H 0 S 0 属于熵增加的吸热反应 故在高温下该反应能够自发进行 能 常温下石灰石不分解 答案 解析 5 某吸热反应能自发进行 则该反应的 S 填 或 0 4 已知CaSO4 s CO g CaO s SO2 g CO2 g H 218kJ mol 1 该反应能够自发进行的反应条件是 答案 解析 高温 吸热反应能自发进行 即 H 0 H T S0 故 S 0 自发反应的条件是 H T S0 故T 即T值较大 该反应应在高温下自发

10、进行 答案 解析 6 NH3 g HCl g NH4Cl s 常温下可自发进行 则影响反应方向的主要因素是 焓变 答案 达标检测提升技能 1 下列说法完全正确的是A 自发进行的反应均是放热反应B S为正值的反应均能自发进行C 物质的量增加的反应 S为正值D CaCO3 s 受热分解为CaO s 和CO2 g S 0 答案 解析 1 2 3 4 有些吸热反应也可以自发进行 如 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g 故A错 熵变与反应的自发性有关 但不能独立地作为反应是否自发的判据 故B错 物质的量增加的反应 其混乱度不一定增加 即 S不一定为正值 如2H2S g O2 g 2H2

11、O l 2S s 故C错 CaCO3 s 的分解产生了气体 为熵增加反应 故D正确 1 2 3 4 2 下列关于化学反应的自发性叙述正确的是A 焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B 焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C 焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D 熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的 答案 解析 1 2 3 4 由复合判据 H T S综合考虑反应能否自发进行 当 H 0 S 0时 不能判断 H T S的正负 与T有关 当 H 0 S0 非自发反应 当 H0时 H T S 0 一定是自发反应 当 H 0 S 0时 不能判断 H T S的正负 与T有关 1 2 3 4 3

12、下列反应在任何温度下均能自发进行的是A 2N2 g O2 g 2N2O g H 163kJ mol 1B Ag s Cl2 g AgCl s H 127kJ mol 1C HgO s Hg l O2 g H 91kJ mol 1D H2O2 l O2 g H2O l H 98kJ mol 1 答案 解析 H T S0 故选D 1 2 3 4 4 回答下列问题 1 汽车燃油不完全燃烧时产生CO 有人设想按下列反应除去CO 2CO g 2C s O2 g 已知该反应的 H 0 简述该设想能否实现的依据 答案 解析 该反应 H 0 S0 故不能实现该反应 1 2 3 4 该反应是 H 0 S 0的反

13、应 任何温度下均不能自发进行 2 下列反应中 在高温下不能自发进行的是 填字母 a CO g C s O2 g b 2N2O5 g 4NO2 g O2 g c NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g d MgCO3 s MgO s CO2 g 答案 解析 a b c d的 H 0 b c d反应的 S 0 H T S0 所以在高温时该反应不能自发进行 1 2 3 4 a 3 25 和1 01 105Pa时 反应 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 76kJ mol 1自发进行的原因是 S对反应的方向起决定作用 答案 1 2 3 4 4 电子工业中清洗硅片上的SiO2 s 的反应是SiO2 s 4HF g SiF4 g 2H2O g H 298 15K 94 0kJ mol 1 S 298 15K 75 8J mol 1 K 1设 H和 S不随温度变化而变化 试求此反应自发进行的温度 T 条件 该反应是熵增反应 且常温下熵变 T 1240K 答案 解析 要使反应能够自发进行 则 H T S 0 即 94 0kJ mol 1 T 75 8 10 3kJ mol 1 K 1 0 T 1240K 即只有在温度低于1240K时反应才能自发进行 1 2 3 4 本课结束