化学反应的方向周磊.ppt
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化学反应的方向周磊.ppt
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2023/5/10,第一课时化学反应的方向,第二单元化学反应的方向和限度,2023/5/10,水往低处流,生活中的自发过程,2023/5/10,冰室温时溶解,生活中的自发过程,自然界中的自发过程体现了自然界变化的方向性,2023/5/10,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,问题1:
自然界中有许多自然而然发生的现象,物质间的化学反应是否也能自然发生呢?
请联系已学知识举例。
(1)在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水;而氯化钠和水却不能反应生成盐酸和氢氧化钠。
(2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈;,一、自发反应,这些过程都是自发的,其逆过程就是非自发的。
2023/5/10,注意:
(1)一定条件指:
一定的温度和压强,外界帮助可以是如通电、光照等。
(2)自发反应在恰当条件下才能实现.,2023/5/10,(P42交流与讨论),下列反应是室温能否自发进行?
如能,写出相应的化学方程式1.水分解生成氢气和氧气的反应2.氯气与溴化钾溶液的反应3.乙烯与溴单质的反应4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应,2023/5/10,1.水分解生成氢气和氧气的反应2.氯气与溴化钾溶液的反应3.乙烯与溴单质的反应4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应,不能,能,不能,能,Cl2+2KBr=Br2+2KCl,C2H4+Br2CH2BrCH2Br,2023/5/10,1.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H=-2217.5kJ/mol2.2Na(s)+Cl2=2NaCl(s)H=-822kJ/mol3.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)H=-1648.4kJ/mol4.H2(g)+F2(g)=2HF(g)H=-546.6kJ/mol,讨论,下列反应在一定条件下能够自发进行,它们有哪些共同特征?
化学反应中的自发过程共同特点:
H0,即体系趋向于从高能状态转变为低能状态,2023/5/10,能量判据:
体系趋向于从高能状态转变为低能状态(H0)。
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,二、焓变与反应方向,2023/5/10,吸热过程的反应能否自发进行?
有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,思考:
如:
1、硝酸铵溶于水,(P43观察与思考?
),思考:
上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢?
焓变(H)是决定反应能否自发进行的因素之一,但不是唯一因素。
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2o(l),NH4NO3(s)=NH4+(aq)+NO3-(aq),2、碳酸钙分解,2023/5/10,有序,混乱,2023/5/10,三、熵变与反应方向,研究表明,除热效应外,决定反应能否自发进行的另一因素体系的混乱度(熵S)熵:
衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵,用符号S表示。
对于同一物质:
S(g)S(l)S(s)熵变:
反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用S表示。
S=S生成物总熵S反应物总熵反应的S越大,越有利于反应自发进行熵判据:
体系趋向于由有序状态转变为无序状态,即混乱度增加(S0)。
且S越大,越有利于反应自发进行。
(P45交流与讨论),2023/5/10,1.H2O(s)H2O(l)H2O(g)2.CaCO3=CaO(s)+CO2(g)3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)4.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),思考:
判断下列过程的熵变是大于零还是小于零?
S0,S0,S0,S0,2023/5/10,正确判断一个化学反应是否能够自发进行,必须综合考虑反应的焓变和熵变,恒温恒压时判断反应是否能够自发进行H0S0H0S0H0S0H0S0,自发,非自发,不一定,不一定,2023/5/10,吉布斯自由能判断反应自发进行的方向,NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)H0S0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H0S0,判断这两个反应什么条件下自发进行,G0,自发进行,G0,可逆反应,G0,非自发进行,低温可行,高温可行,G=H-TS,拓展视野,2023/5/10,1.H0该反应一定能自发进行;如:
Mg(s)+2HCl(aq)=MgCl2(aq)+H2(g)2.H0,S0,S0该反应在较高温度下能自发进行如:
CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),判断依据:
G=HTS0反应能自发进行,2023/5/10,说出下列反应中的焓变,熵变,及自发性,CO2(s)CO2(g)2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)Ag+(aq)+Cl-=AgCl(s),H0S0自发,H0,S0自发,H0自发,H0,S0自发,2023/5/10,下列反应中,熵减小的是,D.2CO(g)2C(s)O2(g),B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C.MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,练习1:
2023/5/10,A.凡是放热反应都是自发的,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小或不变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,练习2:
下列说法正确的是(),C,2023/5/10,小结:
焓变和熵变对反应方向的共同影响,能量判据:
体系趋向于从高能状态转变为低能状态(H0)。
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(S0)。
且S越大,越有利于反应自发进行。
2023/5/10,1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。
例如金刚石有向石墨转化的倾向,但是能否发生,什么时候发生,多快才能完成,就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。
注意,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。
例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。
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- 化学反应 方向