《【苏教版】选修四：专题2-第2单元（1）《化学反应的方向》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【苏教版】选修四：专题2-第2单元（1）《化学反应的方向》ppt课件（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二单元 化学反应的方向和限度 第 1课时 化学反应的方向 1什么是能量最低原理？ 【 答案 】 原子的核外电子按一定规律排列 (按能量由低到高的顺序依次排布 )才能使整个原子的能量处于最低状态。从宏观物质角度出发，物质所具有的能量越低，物质越稳定。 2焓变是什么？ 【 答案 】 焓是物质自身具有的能量，是物质自身固有的性质，用符号 无法测量，不同的物质具有不同的焓。在化学反应中由于反应物和生成物所含的能量 (焓 )不同，就会有能量的变化，这个能量的变化即焓值差，就是我们所说的焓变。焓变用符号 用单位为 kJ1。从宏观角度分析： H 其中 示生成物的焓的总量； 示反应物的焓的总量。 1了解自发
2、过程和化学反应的自发性。 2通过 “ 有序 ” 和 “ 无序 ” 的对比，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。 笃学一 自发过程和自发反应 比较项 自发过程 自发反应 含 义 在一定条件下，_就能自发进行的过程 在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应 特 征 具有 _，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不是 _的 不用借助于外力 方向性 自发 比较项 自发过程 自发反应 举 例 高山流水，自由落体运动 钢铁生锈 应 用 (1)可被用来完成有用功。如 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通
3、电将水分解为 2 笃学二 化学反应进行方向的判据 1. 焓判据 高能量 做功 热量 低能量 2 熵判据 ( 1 ) 熵 体系倾向 ( 密闭容器 ) ： 含义：衡量一个体系混乱度的物理量；符号为 S 。 特 点 ： 同 一 种 物 质 不 同 状 态 时 熵 值 大 小 为S ( g ) _ _ _ _ S ( l ) _ _ _ _ S ( s) 。 有 无 (2)熵增原理 在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵 _，即熵变 (符号 S)_零。 (3)熵判据 体系有自发地向混乱度 _(即 _)的方向转变的倾向，因此可用 _来判断反应进行的方向。 增大 大于 增加 熵增 熵变 3 复合判据
4、 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。因此，要正确判断一个化学反应是否能自发进行，必须综合考虑反应的焓变 (H)和熵变 (S)，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。 【 慎思 1】 自发反应是一定能发生反应，而非自发反应是一定不能发生反应吗？ 【 答案 】 自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。如 要想发生反应，需借助外界条件点燃才能发生。 【 慎思 2】 过程体系的能量和熵如何变化，说明什么问题？ 【 答案 】 过程放出热量，体系能量降低，但熵减小，说明判断一定反应进行的方向要综合考虑焓判据和熵判据。 【 慎思
5、3】 吸热反应一定不能自发进行吗？举例说明。 【 答案 】 不一定。多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如 H)28 【 慎思 4】 下列关于能量判据和熵判据的说法中，不正确的是 ( ) A放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程 B由能量判据 (以焓变为基础 )和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程 C在室温下碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度 (1 200 K)下则能自发进行 D放热过程 (H 0)或熵增加 (S 0)的过程一定是自发的 【 答案 】 D 【 解析 】 放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁
6、生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变，活泼金属与酸的置换反应熵增加等。吸热的自发过程应为熵增加的过程，否则，就无法进行，如冰的融化、硝酸铵溶于水等，故 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，绝不能片面地思考问题，因此 一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如碳酸钙的分解反应，故 1 与焓变的关系 化学反应进行的方向与焓变 、 熵变的关系 自发反应的特点 放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向 自发反应与焓变的关系 多数放热反应能自发进行 (H 0) = l) 2
7、Na(s) 2l)= 2 H2(g) 自发反应 的特点 放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向 很多吸热反应也能自发进行 ( H 0) s ) O H ( = = l ) g) O N 自发反应与焓变的关系 有一些吸热反应常温下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行( H 0) C 3( s ) = = = = =高温C s ) g ) 结论 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 自发反应 的特点 化学反应有趋向于最大混乱度的倾向 自发反应与熵变的关系 许多熵增加的反应在常温
8、、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的量增加的反应，熵变通常都是正值，为熵增反应 2= 2l) O2(g) 自发反应 的特点 化学反应有趋向于最大混乱度的倾向 有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行 C 3( s ) = = = = =高温C s ) g ) C ( s ， 石墨 ) g) = = = = =高温C O ( g) g) 自发反应 与熵变 的关系 少数熵减的反应，在一定条件下也可以自发进行 2A l ( s ) s ) = = = = =高温s) 2 F e( s ) 结论 反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进
9、行的唯一因素 【 例 】 下列说法正确的是 ( ) A H 0、 S 0的反应在温度低时不能自发进行 B s)=g) g) g) HkJ1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 解析 依据反应自发进行的复合判据 H 0知： H 0， S 0，则 H ，反应能自发进行，而 答案 B 从能量角度 (即焓变 )看 ， 化学反应趋向于最低能量状态的倾向 ， 而从熵变角度看 ， 化学反应呈现最大混乱度的倾向 ， 在实际的化学变化中
10、， 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 ， 要注意应用焓判据和熵判据综合进行分析 ， 即凡是能够使体系能量降低 ， 熵增大的方向就是化学反应容易进行的方向 。 【体验】 下列反应中在高温下不能自发进行的是 ( ) A M g C O 3 ( s) = = M g O( s) ( g ) B C O( g ) = = C ( s) 12O 2 ( g ) C C l ( s) = = N H 3 ( g ) HC l ( g ) D 2N 2 O 5 ( g ) = = 4 N O 2 ( g ) O 2 ( g ) 【 答案 】 B 【 解析 】 已知在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大； A、 B、 C、 H0； A、 C、 以在高温下能自发进行； 高温下不能自发进行。
