高中化学人教版选修四第二章第四节 化学反应进行的方向.pptx

第四节 化学反应进行的方向1.初步了解焓变、熵变与化学反应进行的方向的关系。2.应用焓变和熵变解释日常生产生活中的现象。 水总是自发地由高处往低处流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？生活中的自发过程1.自然界中水总是从高处往低处流；2.墨水扩散，食盐溶解于水；3.一般在室温下，冰块会融化；4 .铁器暴露在潮湿的空气中会生锈；5 .甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧。这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的归纳总结在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程。1.自发过程:有明确的方向性，具有做功的本领。要逆转必须借助外界做功。自发过程的特征：2.自发反应:在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应。【思考与交流】酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的反应，有何共同特点？从能量角度分析它们为什么可以自发？共同特点：?H 0 即放热反应体系倾向于从高能态转变为低能态?H 0有利于反应自发进行一、自发过程的能量判据能量判据： 自发过程的体系倾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)。能量判据又称焓判据，即?H﹤0的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全(1)甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)?H=-802.3 kJ/mol(2)铁生锈：2Fe(s)+3/2O2(g)====Fe2O3(s)?H=-824 kJ/mol(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)?H=-571.6 kJ/mol有序混乱混乱度# % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # # # # # # # A# # # # # # # # # # # # # % % % %% % B % %% % % %% % % %终态始态　初态有较高的“有序性”；混合后有序性就降低了，也就是说混合过程中气体存在状态的“混乱度”增加了。再如，一合火柴散落在地上，火柴头总是趋向于混乱排列。二、自发过程的熵判据1.混乱度和熵 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。 熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度，符号用S表示。体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。 注意 同一物质，在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。2.熵判据体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ ?S＞0），这一经验规律叫做熵增原理。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。下列过程吸热，为什么可以自发进行？(1)室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。(2)N2O5分解： 2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)?H=+56.7 kJ/mol(3)碳酸铵的分解： (NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g)?H=+74.9 kJ/mol上述过程都是熵增过程，故可以自发进行。【思考与交流】（1）发生离子反应条件之一是产生气体，利用熵判椐进行解释？ 根据熵判椐，在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。气态熵值大，反应沿着从有序到无序方向进行。（2）自发反应一定是熵增加的反应吗？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ?S=－39.35J?mol-1?K-1 结论： ?S 0有利于反应自发进行， 自发反应不一定要?S 0熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是惟一因素。练习下列反应中，在高温下不能自发进行的是（　　）DA. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)熵增B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)熵增C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)熵增熵减D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2点拨：反应后的气体分子数大于反应前的气体分子数，故熵增加 归纳总结焓判据和熵判据的应用1.由焓判据知：放热过程（?H﹤0）常常是容易自发进行的；2.由熵判据知：熵增加（?S﹥0）的过程是自发的；3.很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应兼顾两个判据。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据——自由能将更适合于所有的反应过程。三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1.体系自由能变化（符号?G，单位为kJ