2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向課件17 魯科版選修4.ppt

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1、化學(xué)反應(yīng)的方向,學(xué)習(xí)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1、通過(guò)分析反應(yīng)的焓變與反應(yīng)的方向，使學(xué)生了解反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向有關(guān)，但不是唯一的影響因素。 2、通過(guò)分析反應(yīng)的熵變與反應(yīng)的方向，使學(xué)生了解反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向有關(guān)，但也不是唯一的影響因素。 3、通過(guò)分析熵變、焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系，使學(xué)生會(huì)用H-TS判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。 二、過(guò)程與方法 結(jié)合實(shí)際現(xiàn)象幾相關(guān)化學(xué)知識(shí)理解化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，初步樹(shù)立起辨證唯物主義的世界觀，激發(fā)探求未知知識(shí)的興趣。,TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g),TiCl4(l) +Mg(s)=Ti(s)+MgCl2

2、(s),下列反應(yīng)能發(fā)生嗎，它們的逆過(guò)程呢？,CaCl2+Na2CO3=CaCO3 +NaCl Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 2H2+O2=2H2O C6H12O6+O2 6CO2+6H2O,,,自發(fā)反應(yīng)：在一定溫度、壓強(qiáng)下，不借助(光、電能等）外部力量既能進(jìn)行，或具有發(fā)生的可能性的反應(yīng)稱(chēng)為自發(fā)反應(yīng)。,CaCl2+Na2CO3=CaCO3 +NaCl Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,,自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象,水總是自發(fā)地由高處往低處流 熱量總是從溫度高的地方傳向低的地方,分析以下反應(yīng)的共同特點(diǎn)：,(2)甲烷燃燒： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

3、 H=802.3 kJ/mol,(3)鐵生銹： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=824 kJ/mol,(4)氫氣和氧氣反應(yīng)： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/mol,,,（1）中和反應(yīng)：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=57.3 kJ/mol,一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 共同特點(diǎn)： H < O即放熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)使體系能量降低，所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)的。 一般情況下，化學(xué)反應(yīng)趨向于 H < O的方向自發(fā)進(jìn)行。,自發(fā)反應(yīng)一定要H < O ？,H=37.3kJ/mol,H < O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn) 行， 自發(fā)反

4、應(yīng)不一定要H < O 焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素,但不是惟一 因素。,結(jié)論：,,,墨水、氣體擴(kuò)散，固體的溶解,一副嶄新的撲克牌被洗過(guò)后會(huì)怎樣？ 如果沒(méi)有法律的制約，世界會(huì)怎樣？ 下課鈴一響教室里會(huì)怎樣？ 你能發(fā)現(xiàn)這些看似不相干的事件之間的聯(lián)系嗎？,,克勞修斯（德國(guó)）,熵,S,熵是描述體系混亂度的物理量，即用熵來(lái)描述體系混亂度，符號(hào)用S表示,單位 Jmol-1K-1 。 體系混亂度越大，熵值越大；體系混亂度越小 熵值越小。,標(biāo)準(zhǔn)狀況下：1mol不同物質(zhì)的熵S(Jmol-1K-1),69.9Jmol-1K-1,47.9Jmol-1K-1,188.7Jmol-1K-1,S(g)S(l)S(s)

5、,三種狀態(tài)下水的熵,冰 水 水蒸氣,,同一條件，不同物質(zhì)的熵值不同。 同一物質(zhì)，S（g）S（l）S（s）。,N2O5分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),碳酸銨的分解： (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),判斷下列反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 1、化學(xué)反應(yīng)存在著熵變。反應(yīng)熵變（ S表示） S =S反應(yīng)產(chǎn)物-S反應(yīng)物 對(duì)于確定的化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下具有 確定的熵變。,2、產(chǎn)生氣體的反應(yīng)、氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量 增大的反應(yīng)，熵變通常都是正值 （ S 0），為熵增加反應(yīng)。如: 2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)

6、 S=57.16J.mol-1.K-1 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) S=169.6J.mol-1.K-1 C(s,石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S=133.8J.mol-1.K-1,,事實(shí)證明,熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)行。許多熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行,如上述反應(yīng); 有些熵增加的反應(yīng)在常溫、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行，如上述反應(yīng),自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？,事實(shí)上有些熵減小的反應(yīng)在一定條件下 也可以自發(fā)進(jìn)行。 如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)

7、 S=39.35Jmol-1K-1,結(jié)論：S O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 自發(fā)反應(yīng)不一定要S O,熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè) 因素, 但不是唯一因素。,決定化學(xué)反應(yīng)方向的因素究竟是什么？,H-TS0 即:在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，,,,,,,研究表明： T、P一定，反應(yīng)焓變和熵變共同影響反應(yīng)方向。反應(yīng)方向的判據(jù)為 。,H-TS,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),自發(fā)反應(yīng)總是 向H-TS<0的方向，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。,判斷下列4個(gè)反應(yīng)在什么條件下自發(fā)進(jìn)行,1. 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) H0 2. 2CO(g) = 2C(s,石墨) + O2(g) H0 S0 S0,,自發(fā)進(jìn)行,,不自發(fā)進(jìn)行,低溫時(shí),高溫時(shí),低溫時(shí),高溫時(shí),低溫不自發(fā),高溫自發(fā),低溫自發(fā),高溫不自發(fā),H,,H-TS,小結(jié)：,TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) 2C(s)+O2(g)=2CO2(g),TiCl4(l) +Mg(s)=Ti(s)+MgCl2(s),熵增就是污染 熵是量度我們對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的“不知程度”的量 衰老是生命系統(tǒng)的熵的一種長(zhǎng)期的緩慢的增加，也就是說(shuō)隨著生命的衰老，生命系統(tǒng)的混亂度增大，當(dāng)熵值達(dá)到極大值時(shí)即死亡。這是一個(gè)不可抗拒的自然規(guī)律。,