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文檔簡介
化學反應(huàxuéfǎnyìng)的方向及判斷依據精品資料化學反應進行(jìnxíng)的快慢化學反應(huàxuéfǎnyìng)的限度化學反應進行的方向——化學反應速率——化學平衡——能量判據和熵判據化學反應原理的組成部分:精品資料化學反應的方向(fāngxiàng)及判斷依據生活(shēnghuó)中的自發過程1、自然界中水由高處往低處流,而不會自動從低處往高處流;2、鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹;這些過程都是自發的,其逆過程就是非自發的。這些生活中的現象將向何方發展,我們非常清楚,因為它們有明顯的自發性。3、室溫下冰塊自動融化;4、墨水擴散;5、食鹽溶解于水;精品資料一、自發(zìfā)反應自發反應:在一定條件(tiáojiàn)下,無需外界幫助就能自動進行的反應(P39交流與討論)化學反應中的自發過程(P40你知道嗎?)共同特點:△H<0,即體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態(1)一定條件指的是一定溫度和一定壓強,外界幫助可以是通電、光照等。(2)自發反應在恰當條件下才能實現.精品資料二、自發過程的能量(néngliàng)判據(焓判據)能量判據:自發過程的體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態(這時體系會對外部做功或釋放(shìfàng)熱量),這一經驗規律就是能量判據。(釋放熱量或對外做功)高能態→低能態+能量能量判據又稱焓判據,即△H<0的反應有自發進行的傾向,焓判據是判斷化學反應進行方向的判據之一。精品資料(1)多數能自發進行(jìnxíng)的化學反應是放熱反應(2)有不少吸熱過程(guòchéng)也能自發進行(3)有一些吸熱反應在室溫條件下不能自發進行,但在較高溫度下則能自發進行說明:如:硝酸銨溶于水(P40觀察與思考?)如:精品資料練習:已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為:①C(金剛石、s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.51kJ/mol關于金剛石與石墨的轉化,下列(xiàliè)說法正確的是()A.金剛石轉化成石墨是自發進行的過程B.石墨轉化成金剛石是自發進行的過程
C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低AC精品資料有序混亂(hùnluàn)精品資料混亂度:表示體系(tǐxì)的不規則或無序狀態。——混亂度的增加意味著體系(tǐxì)變得更加無序混亂(hùnluàn)度與熵
熵:
熱力學上用來表示混亂度的狀態函數,符號為S——體系的無序性越高,即混亂度越高,熵值就越大精品資料標準狀況(biāozhǔnzhuànɡkuànɡ)下:1mol不同物質的熵S(Jmol-1K-1)精品資料水的三態的熵(S表示(biǎoshì)物質的量為1mol)S(s)<S(l)<S(g)精品資料同一(tóngyī)物質,氣態時熵最大,液態時次之,固態時最小。歸納(guīnà):精品資料熵增:在密閉條件下,體系有由有序自發地轉變為無序(wúxù)的傾向熵變△S:化學反應中要發生物質的變化或物質狀態(zhuàngtài)的變化,因此存在著熵變。△S=S生成物總熵-S反應物總熵反應的△S越大,越有利于反應自發進行精品資料三、自發過程的熵判據(pànjù)熵判據(pànjù):
在與外界隔離的體系中,自發過程將導致體系的熵增大,這一經驗規律叫做熵增原理,是判斷化學反應方向的另一判據——熵判據。精品資料很多情況下,簡單地只用其中一個判據判斷同一個反應,可能會出現相反的判斷結果,所以應兩個判據兼顧。由焓判據和熵判據組合成的復合判據將更適合于所有(suǒyǒu)的過程。精品資料正確判斷一個化學反應是否能夠自發(zìfā)進行必須(bìxū)綜合考慮反應的焓變和熵變恒溫恒壓時判斷反應是否能夠自發進行△H<0△S>0△H>0△S<0△H<0△S<0△H>0△S>0自發非自發不一定不一定精品資料研究表明:在溫度、壓強一定的條件下,化學反應(huàxuéfǎnyìng)自發進行方向的判據是△G=△H-T△S(G叫作吉布斯自由(zìyóu)能)△G=△H-T△S<0
反應能自發進行△G=△H-T△S>0反應不能自發進行△G=△H-T△S=0反應達到平衡狀態精品資料四、焓變和熵變對反應方向的共同(gòngtóng)影響1.△H<0,△S>0該反應一定能自發進行(jìnxíng);如:Mg(s)+2HCl(aq)=MgCl2(aq)+H2(g)2.△H>0,△S<0該反應一定不能自發進行(jìnxíng);如:CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)3.△H<0,△S<0該反應在較低溫度下能自發進行(jìnxíng)如:NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)4.△H>0,△S>0該反應在較高溫度下能自發進行(jìnxíng)如:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)判斷依據:△G=
△H-T△S<
0反應能自發進行(P42交流與討論)精品資料溫度對反應(fǎnyìng)自發性的情況類型△H△S△H—T△S反應的自發性1—+2+—3——4++永遠(yǒngyuǎn)是—在任何溫度都是自發反應永遠是+在任何溫度下都是非自發反應在高溫+在低溫—在低溫是自發反應在高溫是非自發反應在高溫—在低溫+在低溫是非自發反應在高溫是自發反應精品資料1.反應的自發性只能用于判斷(pànduàn)反應的方向,不能確定反應是否一定會發生和過程發生的速率。例如金剛石有向石墨轉化的傾向,但是能否發生,什么時候發生,多快才能完成,就不是能量判據和熵判據能解決的問題了。注意(zhùyì)2.在討論過程的方向時,指的是沒有外界干擾時體系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用,就可能出現相反的結果。例如石墨經高溫高壓還是可以變為金剛石的。精品資料影響(yǐngxiǎng)因素:化學反應的方向反應焓變反應熵變共同影響吸熱放熱熵增熵減小結(xiǎojié):焓減小有利于反應自發,熵增大有利于反應自發精品資料練習(liànxí):1.下列說法不正確的是A.焓變是一個與反應能否自發進行有關的因素,多數的能自發進行的反應是放熱反應。B.在同一條件下不同物質有不同的熵值,其體系的混亂程度越大,熵值越大。C.一個反應能否自發進行取決于該反應放熱還是(háishi)吸熱D.一個反應能否自發進行,與焓變和熵變的共同影響有關C精品資料2.下列(xiàliè)反應中,熵減小的是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精品資料3.下列過程是非(shìfēi)自發的是∶()A、水由高處向低處流;B、天然氣的燃燒;C、鐵在潮濕空氣中生銹;D、室溫下水結成冰。4.碳酸銨〔(NH4)2CO3〕在室溫下就能自發地分解產生氨氣,對其說法中正確的是∶()A、其分解是因為生成了易揮發的氣體,使體系的熵增大;B、其分解是因為外界給予了能量;C、其分解是吸熱反應,據能量判據不能自發分解;D、碳酸鹽都不穩定,都能自發分解。DA精品資料5.下列說法正確的是∶()A、凡是放熱反應都是自發的,由于吸熱反應都是非自發的;B、自發反應一定是熵增大,非自發反應一定是熵減少或不變;C、自發反應在恰當條件下才能實現;D、自發反應在任何(rènhé)條件下都能實現。6.自發進行的反應一定是∶()A、吸熱反應;B、放熱反應;
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