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化学反应的方向及判断依据精品PPT课件
3. △H <0,△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
如:NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
4. △H >0,△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
如:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)(P42 交流与讨论)
温度对反应自发性的情况
类 型
△H
△S
△H—T△S
反应的自发性
1— +
熵变△S:化学反应中要发生物质的
变化或物质状态的变化,因此存在着 熵变。 △S=S生成物总熵-S反应物总熵
熵增:在密闭条件下,体系有由有序 自发地转变为无序的倾向
反应的△S越大,越有利于反应自发进行
三、自发过程的熵判据
熵判据:
在与外界隔离的体系中,自发过 程将导致体系的熵增大,这一经验规 律叫做熵增原理,是判断化学反应方 向的另一判据——熵判据。
永远是— 在任何温度都是自发反应
2 反应
3——
在高温+
在低温是自发反应
在低温—
在高温是非自发反应
4+
+
在高温— 在低温是非自发反应
在低温+
在高温是自发反应
注意
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。
△H <0 △S <0 不一定
△H >0
△S>0 不一定
研究表明:在温度、压强一定的 条件下,化学反应自发进行方向的 判据是
△G = △H - T△S
( G 叫作吉布斯自由能)
△G = △H - T△S < 0 反应能自发进行
△G = △H - T△S >0 反应不能自发进行
△G = △H - T△S =0 反应达到平衡状态
(P39 交流与讨论)
化学反应中的自发过程 (P40 你知道吗?)
共同特点:△H<0,即体系趋向于从高能状态转变 为低能状态
二、自发过程的能量判据(焓判据 能)量判据:自发过程的体系趋向于从高能状
态转变为低能状态(这时体系会对外部做功 或释放热量),这一经验规律就是能量判据。
高能态→低能态+能量
(释放热量或对外做功)
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。
说明:
(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应 (2)有不少吸热过程也能自发进行 如:硝酸铵溶于水
(P40 观察与思考?) (3)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:
练习:
已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化
学方程式为: ① C(金刚石、s)+O2(g) =CO2(g) ② C(石墨、s△)+HO12=(g)-=39C5O.412(kgJ)/mol
△H2=-393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化,下列说法正确的
是( AC )
A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低
很多情况下,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。由焓 判据和熵判据组合成的复合判据将更适 合于所有的过程。
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
△H <0 △S>0 自发
△H >0
△S <0 非自发
3、室温下冰块自动融化; 4、墨水扩散; 5、食盐溶解于水;
这些生活中的现象将向何方发展,我们非常清 楚,因为它们有明显的自发性。
一、自发反应
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
(1) 一定条件指的是一定温度和一定压强,外界帮 助可以是通电、光照等。 (2)自发反应在恰当条件下才能实现.
有序
混乱
混乱度与熵
混乱度:
表示体系的不规则或无序状态。
——混乱度的增加意味着体系变得更 加无序
熵: 热力学上用来表示混乱度的状态函数,符 号为S ——体系的无序性越高,即混乱度越高, 熵值就越大
标准状况下:1 mol不同物质的熵S(J mol-1K-1)
CH4
O2
CO2
H2
186.15 205.03 214 130
H2O(l) HNO3(l) Br2(l)
69.9
156
152
NaCl 72.1
Fe 27.3
金刚石 SiO2 2.4 41.84
NH3 192
CuO 42.7
水的三态的熵(S表示物质的量为1mol) S(s) < S(l) < S(g)
归纳:
同一物质 , 气态时熵最大, 液态时次之,固态时最小。
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素, 多数的能自发进行的反应是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系 的混乱程度越大,熵值越大。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是 吸热
D. 一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同 影响有关
2.下列反应中,熵减小的是 D
A. (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
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。
小结:
化学反应的方向
共同影响
影响因素: 反应焓变
反应熵变
吸热
放热
熵增
熵减
焓减小有利于反应自发,熵增大有利于反应自发
练习:
C 1.下列说法不正确的是
四、焓变和熵变对反应方向的共同影响
判断依据: △G= △H-T △S < 0 反应能自发进行
1. △H <0,△S>0 该反应一定能自发进行;
如:Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)
2. △H >0,△S<0 该反应一定不能自发进行;
如:CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)
化学反应的方向及判断依据
化学反应原理的组成部分:
化学反应进行的快慢 ——化学反应速率 化学反应进行的方向 ——能量判据和熵判据 化学反应的限度 ——化学平衡
化学反应的方向及判断依据
生活中的自发过程
1、自然界中水由高处往低处流,而不会自动从 低处往高处流;
2、 铁器暴露在潮湿空气中会生锈;这些过程都 是自发的,其逆过程就是非自发的。