刘万成四节化学反应进行方向章节件1.ppt
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1、化学反应原理,新课标人教版选修四,2019年7月16日星期二,第二章化学反应速率和化学平衡,第四节化学反应进行的方向 一课时,一、化学反应原理的重要组成部分 反应的快慢程度 化学反应原理 化学反应的限度 反应进行的方向 如何判断反应能否发生? 化学反应进行的方向是一个复杂问题,如果反应已经发生了,方向其实也已确定;但如果反应还没有发生,我们则要通过互相关联的能量(H)判据(力图使自身能量趋于最低)和熵判据(由有序变为无序的现象)。,?,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?,自然界中水总是从高处往低处流; 电流总是从电位高
2、的地方向电位低的地方流动; 室温下冰块自动融化; 铁器暴露在潮湿空气中会生锈; 酸碱中和; 锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4,自发过程:在一定条件下,不借助外部力量就能自动进行的过程.,【归纳小结】,如何判断一个过程,一个反应能否自发进行?,能量趋向如何?,酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的反应,有何共同特点?,【思考与交流】,共同特点:,从能量角度分析它们为什么可以自发?,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,H 0 即放热反应,能量判据(焓判据),反应物的总能量高,生成物的总能量低,放热反应,H0,二、反应焓变与反应方向,日常生活中长期积累的经验而总结
3、得到一条经验规律能量判据 体系趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外做功或者释放热量H 0)。,多数能自发进行的化学反应是放热反应, 如常温、常压下,氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的,反应放热 4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)= 4Fe(OH)3(s);H=444.3KJ/mol,但是,有不少吸热反应也能自发进行, 如 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l); H(298K)=37.3KJ/mol 还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,如在室温下吸热反应的碳酸钙分解反
4、应不能自发进行,但同样是这个吸热反应在较高温度(1200K)下则能自发进行。,放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,- 焓(H)判据,由此可见,运用焓判据主要依据反应焓变,而焓变(H)的确是一个与反应能否自发进行的因素,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。,火柴棒散落,墨水扩散,由有序变为无序,同一种物质,其气态时会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物,硝酸铵溶于水要吸热,但它能自发向水中扩散,有序,混乱,熵判据,混乱度,# # # # # # # A# # # # # # # # # # # # #,% % % % % % B % % % % % % % % % %,# % #
5、 % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # % # %,始态,终态,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。,三、反应熵变与反应方向,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 1、在密闭条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向称为熵。 由大量粒子组成的体系中,用熵来描述体系的混乱度, 2、符号用S表示。 3、熵值越大,体系混乱度越大。同一物质,S(g
6、)S(l)S(s)。,熵是体系混乱度的量度,即熵是用来描述体系的混乱度。体系混乱度越大,熵值越大;体系混乱度越小,熵值越小。 4、熵判据熵增原理:体系趋向于由有序状态转变为无序状态,即混乱度增加( S0),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。,混乱度越大越稳定,S 0 有利于反应自发进行。,(2)自发反应一定是熵增加的反应吗?,2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1,结论:S 0有利于反应自发进行, 自发反应不一定要S 0,【思考与交流】,熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是惟一因素。,根据熵判椐,在密闭条
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