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化学反应的方向ppt课件


四、焓变、熵变共同决定反应的方向:
研究表明,在温度、压强一定的条件下,反应方向是焓变、 熵变共同影响的结果。反应方向的判据是ΔH - TΔS。 ΔH - TΔS<0 ΔH - TΔS=0 ΔH - TΔS>0 反应能 自发进行。 反应达到平衡状态。
反应不能 自发进行。
在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向
请结合生活经验举例说明能自发进行的过程。 1.热量总是从高温物体向低温物体传递; 2.室温下冰块自动融化;
3.墨水扩散;
4.食盐溶解于水; 5.火柴棒散落。
推测为什么这些过程能自发进行?
热量总是从高温物体向低温物体传递; 墨水扩散;火柴棒散落; 趋向于从高能转向低能,或趋向于无秩序的散乱。
学过的很多化学反应也具有方向性,试举例说明:
思考上述过程的方向性,体会熵变与反应的自发性有何关 系? 这也是一条经验规律 3.反应熵变与反应方向 反应的Δ S越大,越有利于反应自发进行。
熵减小的反应在一定条件下能自发进行吗?
2Al(s)+Fe2O3(s)====Al2O3(s)+2Fe(s) ΔS=-39.4 J·mol-1·K-1 熵减小的反应在一定条件下也可能自发进行。
所有温度下 反应都能自 发进行 低温下反应 自发进行
高温下反应 自发进行 所有温度下 反应都不能 自发进行
ΔH
注意
反应的自发性只能判断出反应方向的理论可能性,不能 确定过程是否一定会发生和反应的速率。 例如:金刚石有向石墨转化的倾向。但是这种转化能否 发生,什么条件下才能发生,反应的快慢程度, 反应的程度如何,就不是能量判据和熵判据能解 决的问题了。
ΔH -TΔS<0的方向进行,直到达到平衡状态。
根据ΔH、ΔS的正负,快速判断反应能否自发进行?
1.ΔH >0 ΔS<0 ΔH -TΔS 2.ΔH<0 ΔS>0 ΔH -TΔS 3.ΔH<0 ΔS<0 ΔH -TΔS ΔH -TΔS 低温时小于 0。 > 0。 < 0。
ΔS
4.ΔH>0 ΔS>0 高温时小于 0。
(2)同一物质在不同状态时熵值(S)不同。
例如:S(水蒸气)>S(液态水)>S(冰)
2.了解化学反应的熵变: 用Δ S表示。 指反应前后体系的熵的变化叫做反应的熵变。 -反应物的总熵 Δ S = 反应产物的总熵 ? ΔS>0混乱度增大 ΔS<0混乱度减小
因为:S(气态)>S(液态)>S(固态) 所以:生成气体的反应,气体物质的量增多的反应,熵值
第 2章
化学反应的方向、限度与速率
第 1节 化学反应的方向
1.能利用焓变(Δ H)判断反应进行的方向。
2.理解熵(S)的概念;能利用熵变(Δ S)判断反应进行的方
向。 3.掌握焓变和熵变对反应方向的共同影响。
认识常见的自发过程 像这样在一定条件下不需 外力作用就能自动进行的 过程,叫做自发过程。 自然界中的水总是从高处往低 处流,具有方向性。
高温
CaO(s) + CO2(g)
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)====CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)
Δ H= 37.30 kJ·mol-1
Δ H<0的放热反应多数能自发进行,但不绝对,吸热
反应也有能自发进行的。 说明:反应焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一,
1.煤气在空气中点燃就能燃烧; 2.酸碱混合就发生中和反应; 3.铁器暴露在潮湿空气中容易生锈; 4.甲烷和氧气的混合气体遇明火就能爆炸;
5.锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4„„
这些过程都是自发的,其逆过程是非自发的。
一、化学反应的方向:
自发反应: 一定温度和压强下,无需外界帮助就能自动进行的反应。 说明: (1)外界帮助:指除温度、压强以外的条件:如通电、光照等。 (2)自发反应在恰当条件下才能实现。
增大。
练习2:判断下列过程的熵变是大于零还是小于零?
(1)H2O(s)→H2O(l)→H2O(g) ΔS>0
(2)CaCO3(s)====CaO(s) + CO2(g) ΔS>0 (3)NaOH(s)====Na+(aq)+OH-(aq) ΔS>0 (4)N2(g)+3H2(g)
高温高压 催化剂
2NH3(g) ΔS<0
有些自发过程与能量高低无关,用焓无法解释清楚。 例如:同温同压条件下气体的混合
H2
O2
O2
H2
研究发现决定反应能否自发进行的另一因素——熵。 熵是衡量一个体系混乱度的物理量,用符号S表示。
三、熵变与化学反应方向的关系:
1.认识“熵” ——符号S,单位是J·mol-1·K-1 (1)熵值越大,体系的无序性越高,即混乱度越高。
但不是唯一的因素。
练习1:下列过程不能自发进行的是( B、D )
A.天然气的燃烧 CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g) Δ H=-802.3 kJ·mol-1 B.水由低处往高处流 C.铁在潮湿空气中生锈(放热反应)
D.室温下水结成冰
E.NH4NO3溶解于水 F.NaCl溶解于水
1.放热反应(Δ H<0)多数能自发进行。 2.常温常压下,Δ S>0的反应多数能自发进行。 3.焓变、熵变共同影响化学反应的方向。 化学反应向Δ H-TΔ S<0 的方向自发进行。 4.Δ H、Δ S的作用相反,且相差不大时, 温度可能对化学反应的方向起决定作用。
பைடு நூலகம்
观察以下能自发进行的化学反应的热化学方程式, 体会并总结这些自发反应的共同点是什么 ? :放热反应 (1)甲烷燃烧: ΔH<0
CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g) Δ H=-802.3 kJ/mol
(2)氢氧化亚铁被O2氧化:
4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)====4Fe(OH)3(s) ΔH=-444.3 kJ/mol (3)氢气和氧气反应: 2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
二、焓变与化学反应方向的关系:
根据焓变ΔH(能量)判断 这是一条经验规律
研究表明,ΔH<0的放热反应多数能自发进行。 即体系趋向于从高能状态转变为低能状态(稳定)。
吸热过程有能自发进行的吗? 室温下冰块的融化; 硝酸铵(NH4NO3)的溶解; NH4NO3(s)====NH4+(aq)+NO3-(aq) CaCO3(s) ====
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