2012高中化学 第2章 第1节 化学反应的方向课件同步导学 鲁科版选修4
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鲁科版选修四《化学反应原理》2.1 化学反应的方向 课件 (共21张PPT)
（1）多数能自发进行的化学反应是放热 反应； （2）有不少吸热反应也能自发进行；
N2O5分解： 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解： (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
（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。 CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) △H(298K) = +178.2kJmol-1 △H(1200K) = +176.5kJmol-1
结论：反应熵变是与反应能否自发进行 有关的又一个因素，但也不是唯一因素。
小结： 化学反应自发进行的方向
1、物质具有的能量趋于降低
H(焓变) <0
放热反应 熵(S)判据 熵增原理 焓(H)判据
2、物质的混乱度趋于增加
S(熵变)>0
凡是能使反应体系焓减小、熵增加的反应 方向，就是化学反应自发进行的方向。 注意：过程的自发性只用于判断过程的方 向，不能确定是否一定会发生和过程发生 的速率。
信息：体系自由能变化（ G ）综合考虑了焓变
和熵变对反应体系的影响： G= H-TS（Ｔ为 热力学温度）。在恒温、恒压下，用G判断化学 反应自发进行的方向显得更为科学（当G <0时 可自发进行）［吉布斯自由能］。
H
＜０ ＞０ ＞０ ＜０
Ｓ
＞０ ＜０ ＞０ ＜０
Ｇ
3.化学反应自发进行的方向
焓变 熵变
H<0 H>0 H<0 H>0
S>0 S<0 S<0 S>0
化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断
N2O5分解： 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解： (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
（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。 CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) △H(298K) = +178.2kJmol-1 △H(1200K) = +176.5kJmol-1
结论：反应熵变是与反应能否自发进行 有关的又一个因素，但也不是唯一因素。
小结： 化学反应自发进行的方向
1、物质具有的能量趋于降低
H(焓变) <0
放热反应 熵(S)判据 熵增原理 焓(H)判据
2、物质的混乱度趋于增加
S(熵变)>0
凡是能使反应体系焓减小、熵增加的反应 方向，就是化学反应自发进行的方向。 注意：过程的自发性只用于判断过程的方 向，不能确定是否一定会发生和过程发生 的速率。
信息：体系自由能变化（ G ）综合考虑了焓变
和熵变对反应体系的影响： G= H-TS（Ｔ为 热力学温度）。在恒温、恒压下，用G判断化学 反应自发进行的方向显得更为科学（当G <0时 可自发进行）［吉布斯自由能］。
H
＜０ ＞０ ＞０ ＜０
Ｓ
＞０ ＜０ ＞０ ＜０
Ｇ
3.化学反应自发进行的方向
焓变 熵变
H<0 H>0 H<0 H>0
S>0 S<0 S<0 S>0
化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断
化学选修4鲁科版第2章第1节化学反应的方向课件(1)
练习2.下列反应中熵增加的是（ AC ） A.食盐晶体溶于水 B.氢气在氧气中燃烧生成液态水 C.碳酸氢铵分解 D.水蒸气冷凝为水
思考：
ΔH －TΔS＜0的反应一定能自发发生吗？
ΔH －TΔS＜0只是说明在一定条件下该反应有 自发发生的趋势，即反应发生的可能性，并不 能说明能实际发生，反应能否实际发生还涉及 反应速率问题。
水总是由高处往低处流 如何判断一个化学反应能否自发进行？
一、化学反应的方向
• 判据（在温度、压强一定的情况下）
若ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行 若ΔH-TΔS=0，反应达到平衡状态 若ΔH-TΔS<0，反应能自发进行
练习1.下列说法完全正确的是 D A.放热反应均是自发反应 B.ΔS为正值的反应均是自发反应 C.物质的量增加的反应，ΔS为正值 D.自发反应也需要一定条件
分析实验数据所得出的结论不正确的是( D ) A. 增大 C(CH3COCH3),v(Br2)增大 B. 实验②和③的v(Br2)相等 C. 增大c(HCl), v(Br2)增 大 D. 增大c(Br2)， v(Br2)增大
练习7、(09山东14）
2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）是制 备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 D A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B.增大反应体系的压强、反应速度一定增大 C.该反应是放热反应，降低温度将缩短反应 达到平衡的时间 D.在l1、l2时刻，SO3（g）的浓度分别是c1， c2，则时间间隔t1～t2内，SO3（g）生成的 平均速率为 c2 c1 u t2 t1
练习1.反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条 件下的反应速率为：
(1)v(A)=0.3mol/L· s (3)v(C)=0.4mol/L· s (2)v(B)=0.6mol/L· s (4)v(D)=0.45mol/L· s
思考：
ΔH －TΔS＜0的反应一定能自发发生吗？
ΔH －TΔS＜0只是说明在一定条件下该反应有 自发发生的趋势，即反应发生的可能性，并不 能说明能实际发生，反应能否实际发生还涉及 反应速率问题。
水总是由高处往低处流 如何判断一个化学反应能否自发进行？
一、化学反应的方向
• 判据（在温度、压强一定的情况下）
若ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行 若ΔH-TΔS=0，反应达到平衡状态 若ΔH-TΔS<0，反应能自发进行
练习1.下列说法完全正确的是 D A.放热反应均是自发反应 B.ΔS为正值的反应均是自发反应 C.物质的量增加的反应，ΔS为正值 D.自发反应也需要一定条件
分析实验数据所得出的结论不正确的是( D ) A. 增大 C(CH3COCH3),v(Br2)增大 B. 实验②和③的v(Br2)相等 C. 增大c(HCl), v(Br2)增 大 D. 增大c(Br2)， v(Br2)增大
练习7、(09山东14）
2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）是制 备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 D A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B.增大反应体系的压强、反应速度一定增大 C.该反应是放热反应，降低温度将缩短反应 达到平衡的时间 D.在l1、l2时刻，SO3（g）的浓度分别是c1， c2，则时间间隔t1～t2内，SO3（g）生成的 平均速率为 c2 c1 u t2 t1
练习1.反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条 件下的反应速率为：
(1)v(A)=0.3mol/L· s (3)v(C)=0.4mol/L· s (2)v(B)=0.6mol/L· s (4)v(D)=0.45mol/L· s
高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向课件26鲁科版选修4
化学反应的方向
——郭启铭
生活中的自发过程
自发：不需要外界的作用而主动进行 请输入标题
自发过程：在温度和压强一定的条件下，不借 助光、电等外部力量就能自动进行的过程
汽车尾气主要含有：氮氧 化物、碳氢化合物、一氧 化碳、可吸入颗粒物
人们提出通过以下反应来处理尾气： 2NO(g) + 2CO(g) == N2(g) + 2CO2(g) 你能否判断这一方法是否可行
nonummy pede. Mauris et o.
熵
S
熵（S）：
1.描述体系混乱度的物理量 请输入标题
2.符号：S 单位：J•mol-1•K-1
3.混乱度越大熵值越大 4.反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差 (1)符号：△S (2)表达式:△S =∑S(生成物) – ∑S (反应物)
体系有有序自 发的转化为无 序的倾向
规律探索
这些生活中的自发反应 请输入标题 有什么共同点？
总结： 共同点：体系趋向于从高能状态向低 能状态转化。
化学中的自发反应：
(1)钠和水反应2Na(s)+2H2O(l请)=输2入N标aO题H(aq)+H2(g) △H=－368 kJ/mol (2)铁生锈：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=－824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol
1.只根据熵判据判断化学反应的判定和只根据焓 判据一样是片面的。 2.对于一个反应要综合考虑焓变和熵变。
焓变与自发性：
△H-T△S
< 0 反应自发进行 = 0 反应达请平输衡入状标态题
> 0 反应不能自发进行
——郭启铭
生活中的自发过程
自发：不需要外界的作用而主动进行 请输入标题
自发过程：在温度和压强一定的条件下，不借 助光、电等外部力量就能自动进行的过程
汽车尾气主要含有：氮氧 化物、碳氢化合物、一氧 化碳、可吸入颗粒物
人们提出通过以下反应来处理尾气： 2NO(g) + 2CO(g) == N2(g) + 2CO2(g) 你能否判断这一方法是否可行
nonummy pede. Mauris et o.
熵
S
熵（S）：
1.描述体系混乱度的物理量 请输入标题
2.符号：S 单位：J•mol-1•K-1
3.混乱度越大熵值越大 4.反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差 (1)符号：△S (2)表达式:△S =∑S(生成物) – ∑S (反应物)
体系有有序自 发的转化为无 序的倾向
规律探索
这些生活中的自发反应 请输入标题 有什么共同点？
总结： 共同点：体系趋向于从高能状态向低 能状态转化。
化学中的自发反应：
(1)钠和水反应2Na(s)+2H2O(l请)=输2入N标aO题H(aq)+H2(g) △H=－368 kJ/mol (2)铁生锈：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=－824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol
1.只根据熵判据判断化学反应的判定和只根据焓 判据一样是片面的。 2.对于一个反应要综合考虑焓变和熵变。
焓变与自发性：
△H-T△S
< 0 反应自发进行 = 0 反应达请平输衡入状标态题
> 0 反应不能自发进行
化学选修4鲁科版第2章第1节化学反应的方向2.3化学反应的速率课件
反应物的浓度增大 单位体积内分子 数增多 单位体积所含活化分子数增 多 有效碰撞次数增多 反应速率增 大；
反之，反应速率减小
•
化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组 合成生成物分子的过程，也是反应物分子中化学 键的断裂、生成物分子中化学键的形成的过程。 • 旧键的断裂、新键的形成都是通过反应物分子 (或离子)的相互碰撞来实现的，如果反应物分子 (或离子)的相互不接触、不碰撞，就不可能发生 化学反应。因此，反应物分子(或离子)的碰撞是 发生化学反的先决条件。 • 在常温下常 压下, H2和O2混合可以长时间入置 而不发生明显反应，可见反应物分子(或离子)的 每次碰撞不一定都能发生化学反应。 • 把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，把 能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。
练习： 1、在2L的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是4mol，在前10sA 的平均反应速率 为0.12mol/L· s，则10s时，容器中B的物质 的量为 3.2mol 。
2 、可逆反应 A+3B=2C+2D, 在不同条件下 的化学反应速率如下，其中反应速率最 快的是（ A ） A.υ(A)=0.5mol/(L·s) B.υ(B)=0.6mol/(L·s) C.υ(C)=0.4mol/(L·s) D.υ(D)=0.45mol/(L·s)
二、影响化学反应速率的因素： 1.内因 2.外因：(反应物的浓度、温度、体系的压强、催化剂、溶剂、 光、颗粒大小等) (1)浓度对化学反应速率的影响
(2 )压强对化学反应速率的影响
(3 )温度对化学反应速率的影响
练习1.用3克块状大理石与30毫升3mol/L盐酸反应制 取CO2气体，若要增大反应速率，可采取的措施是 ①再加入30毫升3mol/L盐酸
反之，反应速率减小
•
化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组 合成生成物分子的过程，也是反应物分子中化学 键的断裂、生成物分子中化学键的形成的过程。 • 旧键的断裂、新键的形成都是通过反应物分子 (或离子)的相互碰撞来实现的，如果反应物分子 (或离子)的相互不接触、不碰撞，就不可能发生 化学反应。因此，反应物分子(或离子)的碰撞是 发生化学反的先决条件。 • 在常温下常 压下, H2和O2混合可以长时间入置 而不发生明显反应，可见反应物分子(或离子)的 每次碰撞不一定都能发生化学反应。 • 把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，把 能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。
练习： 1、在2L的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是4mol，在前10sA 的平均反应速率 为0.12mol/L· s，则10s时，容器中B的物质 的量为 3.2mol 。
2 、可逆反应 A+3B=2C+2D, 在不同条件下 的化学反应速率如下，其中反应速率最 快的是（ A ） A.υ(A)=0.5mol/(L·s) B.υ(B)=0.6mol/(L·s) C.υ(C)=0.4mol/(L·s) D.υ(D)=0.45mol/(L·s)
二、影响化学反应速率的因素： 1.内因 2.外因：(反应物的浓度、温度、体系的压强、催化剂、溶剂、 光、颗粒大小等) (1)浓度对化学反应速率的影响
(2 )压强对化学反应速率的影响
(3 )温度对化学反应速率的影响
练习1.用3克块状大理石与30毫升3mol/L盐酸反应制 取CO2气体，若要增大反应速率，可采取的措施是 ①再加入30毫升3mol/L盐酸
化学鲁科版选修4课件：第2章 第1节 化学反应的方向
解析 一个反应的ΔH－TΔS<0，则能自发进行，可看出ΔH和ΔS都对反应有影 响，不只是由单方面决定。
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2.下列对熵变的判断中不正确的是 A.少量的食盐溶于水中：ΔS＞0 B.炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS＞0
√C.气态水变成液态水：ΔS＞0
D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS＞0 解析 食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，气体的物质 的量增大，为熵增加的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为 熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反应。
√A.碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B.碳铵分解是因为外界给予了能量 C.碳铵分解是吸热反应，根据焓判据，不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解
解析 放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反 应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程 的方向，是否能实现还要看具体的条件。
ΔH－TΔS因温度的变化而可能大于0或小于0，反应自发 3 ＜0 ＜0 性也因温度变化而改变。一般来说，低温时焓变影响为
主，高温时熵变影响为主，ΔH＜0，ΔS＜0的反应在较
4 ＞0 ＞0 低温度下能自发进行；ΔH＞0，ΔS＞0的反应在较高温 度下能自发进行
(2)温度对反应进行方向的影响 根据复合判据ΔH－TΔS可知，反应熵变ΔS对化学反应方向的影响是与温度 相关联的，因此温度也可以影响反应进行的方向。严格来讲，温度对反应的 焓变与熵变都有影响，但是在焓变与熵变随温度变化不大的范围内，可以认 为它们是定值。
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3.下列说法正确的是 A.2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0
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2.下列对熵变的判断中不正确的是 A.少量的食盐溶于水中：ΔS＞0 B.炭和氧气反应生成CO(g)：ΔS＞0
√C.气态水变成液态水：ΔS＞0
D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS＞0 解析 食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，气体的物质 的量增大，为熵增加的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为 熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反应。
√A.碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B.碳铵分解是因为外界给予了能量 C.碳铵分解是吸热反应，根据焓判据，不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解
解析 放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反 应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程 的方向，是否能实现还要看具体的条件。
ΔH－TΔS因温度的变化而可能大于0或小于0，反应自发 3 ＜0 ＜0 性也因温度变化而改变。一般来说，低温时焓变影响为
主，高温时熵变影响为主，ΔH＜0，ΔS＜0的反应在较
4 ＞0 ＞0 低温度下能自发进行；ΔH＞0，ΔS＞0的反应在较高温 度下能自发进行
(2)温度对反应进行方向的影响 根据复合判据ΔH－TΔS可知，反应熵变ΔS对化学反应方向的影响是与温度 相关联的，因此温度也可以影响反应进行的方向。严格来讲，温度对反应的 焓变与熵变都有影响，但是在焓变与熵变随温度变化不大的范围内，可以认 为它们是定值。
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3.下列说法正确的是 A.2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0
鲁科版选修4 第二单元第一节 化学反应的方向 课件(18张) (共18张PPT)
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月15日星期三2021/9/152021/9/152021/9/15 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/152021/9/15September 15, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/15
反应物的总能量高
放
热 反
△H＜0
应
生成物的总能量低
能量判据：自发过程的体系倾向于从高能 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。
能量判据又称焓判据，即△H＜0(放热)的反 应有利于反应自发进行，焓判据是判断化学 反应的方向的判据之一。
这两个过程的能量变化如何？
【归纳小结】
1、自发过程：在一定条件 下，不借助外部力量
（光、电等）就能自动进行的过程。
2、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可
以自发地进行到显著程度，或具有自发可能性的
反应，就称为自发反应。(自发反应从属于自发过 程)
3、非自发反应：在一定条件下，需持续借助人为 作用才能进行的过程。
室温下，氢气和氧气反应生成水是自发反应吗？
反应物的总能量高
放
热 反
△H＜0
应
生成物的总能量低
能量判据：自发过程的体系倾向于从高能 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。
能量判据又称焓判据，即△H＜0(放热)的反 应有利于反应自发进行，焓判据是判断化学 反应的方向的判据之一。
这两个过程的能量变化如何？
【归纳小结】
1、自发过程：在一定条件 下，不借助外部力量
（光、电等）就能自动进行的过程。
2、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可
以自发地进行到显著程度，或具有自发可能性的
反应，就称为自发反应。(自发反应从属于自发过 程)
3、非自发反应：在一定条件下，需持续借助人为 作用才能进行的过程。
室温下，氢气和氧气反应生成水是自发反应吗？
鲁科版高中化学选修四课件：第2章 第1节 化学反应的方向
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
第2章 化学反应的方向、限度与速率
1．理解焓变与反应方向的关系。 2．了解熵和熵变的 概念，知道化学反应中存在熵变。 3．理解熵变与反应方向的 关系。 4．能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
反应焓变、熵变与反应方向
1．自发过程 (1)概念：在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力 量就能自动进行的过程。 (2)特点：具有□1 ________，即过程的某个方向在一定条件下是 自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。
2．文字描述 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向□6 _____________ 的方向进行，直至达到平衡状态。 3．局限性 (1)只能用于一定温度、压强条件下的反应，不能用于其他(如温 度、体积一定)条件下的反应。 (2)仅仅可以用于判断温度、压强一定的条件下反应□7 _______， 并不能说明反应在该条件下能否□8 ________。
反应焓变与反应方向 3．不能用焓变解释的自发进行的反应过程是( ) A．铁与稀盐酸反应产生氢气 B．天然气的燃烧 C．铜在潮湿空气中产生铜绿 D．NH4Cl 与 Ba(OH)2·8H2O 反应产生 NH3
解析：选 D。铁与稀盐酸反应产生氢气是放热反应，是能用焓 变解释的自发过程；天然气燃烧生成 CO2 和水时放热，能量降 低，是能用焓变解释的自发过程；铜在潮湿空气中能自发产生 铜绿，能量降低，是能用焓变解释的自发过程； NH4Cl 与 Ba(OH)2·8H2O 反应产生 NH3，可以产生结冰现象，是一个吸 热的自发过程，不能用焓变解释，故选 D。
1．判断正误 (1)放热反应一定能够自发进行。( ) (2)冰融化成水的过程是一个熵增加的过程。( ) (3)焓变与熵变均不是决定一个反应是否自发进行的唯一因素。 () (4)CaCO3(s)==高=温==CaO(s)＋CO2(g)是一个熵增加的反应。( ) 答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)√
第 1 节 化学反应的方向
第2章 化学反应的方向、限度与速率
1．理解焓变与反应方向的关系。 2．了解熵和熵变的 概念，知道化学反应中存在熵变。 3．理解熵变与反应方向的 关系。 4．能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
反应焓变、熵变与反应方向
1．自发过程 (1)概念：在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力 量就能自动进行的过程。 (2)特点：具有□1 ________，即过程的某个方向在一定条件下是 自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。
2．文字描述 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向□6 _____________ 的方向进行，直至达到平衡状态。 3．局限性 (1)只能用于一定温度、压强条件下的反应，不能用于其他(如温 度、体积一定)条件下的反应。 (2)仅仅可以用于判断温度、压强一定的条件下反应□7 _______， 并不能说明反应在该条件下能否□8 ________。
反应焓变与反应方向 3．不能用焓变解释的自发进行的反应过程是( ) A．铁与稀盐酸反应产生氢气 B．天然气的燃烧 C．铜在潮湿空气中产生铜绿 D．NH4Cl 与 Ba(OH)2·8H2O 反应产生 NH3
解析：选 D。铁与稀盐酸反应产生氢气是放热反应，是能用焓 变解释的自发过程；天然气燃烧生成 CO2 和水时放热，能量降 低，是能用焓变解释的自发过程；铜在潮湿空气中能自发产生 铜绿，能量降低，是能用焓变解释的自发过程； NH4Cl 与 Ba(OH)2·8H2O 反应产生 NH3，可以产生结冰现象，是一个吸 热的自发过程，不能用焓变解释，故选 D。
1．判断正误 (1)放热反应一定能够自发进行。( ) (2)冰融化成水的过程是一个熵增加的过程。( ) (3)焓变与熵变均不是决定一个反应是否自发进行的唯一因素。 () (4)CaCO3(s)==高=温==CaO(s)＋CO2(g)是一个熵增加的反应。( ) 答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)√
鲁科版高中化学选修四选修四课件2 1化学反应的方向共21张
二、反应焓变与反应方向 反应焓变是一个与④_反__应__能__否__自__发__进__行__有关的因素。多数 能自发进行的化学反应是⑤_放__热__反__应__。但是,有不少吸热 反应也能⑥_自__发__进__行__,还有一些吸热反应在室温条件下不 能⑦_自__发__进__行__,但在较高温度下则能⑧_自__发__进__行__。因此, 反应焓变是与⑨_反__应__能__否__自__发__进__行__有关的一个因素,但不 是⑩_唯__一__因素。
ΔS 能否自发进行
<0
化学反应
ΔH
ΔS
能否自发进 行
① CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
>0
不能
② 2Mg(s)+O2(g) 2MgO(s) <0 <0
能
③
2Na(s)+2H2O(l) 2NaOH(aq)+H2(g)
<0 >0
能
④ 2CO(g) 2C(s)+O2(g)
不能
1 对于同一种物质,三种状态转变时熵值的大小顺序如何?
三、反应熵变与反应方向 对于一个由 11 _大__量__粒__子__组成的体系,人们定义一个物理量— —熵来描述体系的 12__混__乱__度_,符号为S。熵值越大,体系混乱 度13 __越__大_;在同一条件下,不同物质的熵不同;而同一物质的 熵与其14 _聚__集__状__态__及外界条件有关,如对同一物质来说, 15__S_(_g_)_>_S_(_l_)_>_S_(_s_)_。 反应熵变ΔS= 16 _反__应__产__物__总__熵___- 17_反__应__物__总__熵___。 熵 18_增__加__有利于反应的自发进行,有些熵减小的反应在一定 条件下也可以 19__自__发__进__行__。
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1．下列过程非自发的是( ) A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰 C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．煤气的燃烧
• 解析： 自然界中水由高处向低处流、煤气的 燃烧、气体从高密度处向低密度处扩散、室温 下冰的融化都是自发过程，其逆向都是非自发 的。 • 答案： B
• 2．以下反应可用焓判据来解释的是( • A．氯化钠自发地溶于水 • B．2N 2 O 5 (g)===4NO 2 (g)＋O 2 (g) kJ·mol－1
• 解析： 由ΔH－TΔS<0时反应能自发进行推 知：ΔH<0、ΔS>0，反应在任何温度下能自发 进行；ΔH>0、ΔS<0，反应在任何温度下不能 自发进行；ΔH>0、ΔS>0，反应在较高温度下 能自发进行；ΔH<0、ΔS<0，反应在较低温度 下能自发进行。 • 答案： C
• 5．(1)计算273 K、101.325 kPa下，1 mol冰 融化时的熵变ΔS(冰的融化热为ΔH＝6 000 J·mol－1)。
温度与反应方向的关系如下图
• 2.五点说明 • (1)很多情况下，简单地只用焓变和熵变中的 一个因素来判断同一个反应，可能会出现相反 的判断结果，所以我们在判断反应的方向时， 应该同时考虑两个因素，用ΔH－TΔS作为判 据。 • (2)ΔH－TΔS只能用于温度、压强一定的条件 下的化学反应的判断，不能用于其他条件(如 温度、体积一定)的反应的判断。
• 3．下列反应中，熵值显著增加的反应是( ) • A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) • B．CaCO 3 (s)＋2HCl(aq)===CaCl 2 (aq)＋ CO2(g)＋H2O(l) • C．2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) • D．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
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2．熵变 生成物 总熵与反应物 总熵之差。 (1)概念： (2)符号： ΔS 。 (3)计算式：ΔS＝ S(产物)－S(反应物) 。 (4)正负判断依据 ①气体体积增大的反应，熵变通常都是 正值，是熵 增大 反应。 • ②气体体积减小的反应，熵变通常都是 负值 ，是熵 减小 反应。
• 解析： 对于不同状态的物质，其熵值关系为 S(g)> S(l)>S(s)。A项中CO和H 2 为气体， CH3OH为液体，反应中熵值减小；B项中 CaCO 3为固体，HCl和CaCl 2为溶液，H2O为 液体，CO2为气体，反应中熵值增加；C项中 Cu和CuO为固体，O2为气体，反应中熵值减 小；D项中NH3和HCl为气体，NH4Cl为固体， 反应中熵值减小。 • 答案： B
• 1．下列说法中，正确的是(
)
• A．凡能自发进行的反应都是易发生的反应 • B．凡能自发进行的反应，反应速率都很大 • C．吸热反应一定是非自发反应 • D．吸热反应可能是自发进行的 • 解析： 自发进行只能说明反应进行的方向，
不能说明反应发生的难易和快慢。由于熵增的
原因，有些吸热反应也能自发进行。D正确。
• 第1节
化学反应的方向
• 1．理解焓变与反应方向的关系。 • 2．了解熵变的概念，知道化学 反应中存在熵变。 • 3．理解熵变与反应方向的关系。 • 4．变与反应方向 • 1．自发过程
外力 就能自动进行的过 • 在一定条件下，不借助
程。反之称为非自发过程。 • 2．反应的焓变与反应方向 • (1)多数能自发进行的化学反应是放热 反应。 • (2)有些吸热反应也能自发进行。 • (3)反应的焓变是与反应能否自发进行有关的 一个因素，但不是唯一因素。
• 灰锡结构松散，不能用于制造器皿；而白锡结 构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的器皿 放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变 成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa 条件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分 别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1；ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1)( )
)
ΔH＝＋56.7
• C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) • ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1 • D．2H 2 (g)＋O 2 (g)===2H 2 O(l) kJ·mol－1 ΔH＝－285.8
• 解析： 当反应中的ΔH<0时，反应的能量减少；当 反应中的ΔH>0时，反应的能量增加，自发过程总是 对外界做功，消耗自身的能量，使自身的能量降低。 • 答案： D
• [开放探究] 1.体系总是向降低自身能量的方 向进行变化，那么ΔH<0的反应是否均能自发 进行？
• 提示： 不一定。很多ΔH<0的反应能自发进 行，但也有些ΔH<0的反应不能自发进行。
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二、反应的熵变与反应方向 1．熵 (1)概念：描述体系 混乱度 的一个物理量。 (2)符号： S 。 (3)单位： J·mol－1·K－1 。
• (2)高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污 染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。试通过计 算说明在1 200 ℃的条件下，此反应能否正向 自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？ (已知：ΔH＝180.50 kJ·mol－1 ΔS＝24.77 J·mol－1·K－1) 101.325 kPa
• (5)反应的自发性也受外界条件的影响。如常 温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非 自发的，但在1 273 K时，这一反应就是自发 反应。
高炉炼铁是目前世界上最主要的炼铁方法， 常用焦炭还 原 Fe2O3，而目前最主要的炼铝方法是电解 Al2O3 和冰晶石 3 3 的熔融物。 已知 298 K 时 Fe2O3(s)＋ C(s)===2Fe(s)＋ CO2(g) 2 2 ΔH＝＋233.8 kJ· mol 1， ΔS＝0.279 kJ· mol 1· K
• 提示： NH4NO3溶解吸热，NaOH溶解放热， NaCl、蔗糖溶解时焓变微乎其微；不是由焓 变决定；均是熵增加的过程。
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三、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1．反应方向的判据 (1) ΔH－TΔS＜0 ，反应能自发进行。 (2) ΔH－TΔS＝0 ，反应达到平衡状态。 (3) ΔH－TΔS＞0 ，反应不能自发进行。 2．文字描述 压强 在 温度 、 一 定的 条件下 ，自发 反应总是向 ΔH－TΔS＜0 的方向进行，直至达 到平衡状态。
• 3．适用条件 • 温度和压强 一定的反应。 • 4．局限性 • 仅仅可以用于判断恒温恒压下反应发生的 可能性 ，不能说明反应在该条件下能否 。 实际发生
• [开放探究] 3.自发反应是否一定能够实现显 著的反应？为什么？ • 提示： 不一定。因为ΔH－TΔS这个判据是 指在温度、压强一定的条件下，化学反应自发 进行的趋势，即反应发生的可能性，并不能说 明反应在该条件下能否实际发生，因为化学反 应能否实际发生还涉及到化学反应速率的问题。
• A．会变 • C．不能确定 会变
B．不会变 D．升高温度才
• 解析： 在等温、等压条件下，自发反应总是 向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡 状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡 会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡 →灰锡的ΔH－TΔS的问题。ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K －1)＝－376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下 白锡会变为灰锡。 • 答案： A
• ΔH－TΔS与反应方向的关系 • 1．ΔH－TΔS与反应方向的关系 • 在一定条件下，一个化学反应能否自发进行既 与焓变有关又与熵变有关。ΔH－TΔS是温度、 压强一定的条件下的判据，而在习题中常见的 是恒压下温度与反应方向的关系。
ΔH
－
ΔS
＋
ΔH－TΔS
永远是负值
反应情况
在任何温度下反应 都能自发进行 在任何温度下反应 都不自发进行 低温下反应不自发 进行；高温下反应 自发进行
• 3．熵变与反应方向 • (1)熵 增大 有利于反应的自发进行。 • (2)某些熵减小的反应在一定条件下也能自发 进行。 • (3)反应熵变是与反应能否自发进行有关的一 个因素，但不是唯一因素。
• [开放探究] 2.固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化 钠和蔗糖溶解过程的焓变如何？这些物质的自 发溶解过程是由焓变决定的吗？有什么共同点？
• (3)过程的自发性只能用于判断过程的方向， 不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速 率。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件， 其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后 者可以实现。 • (4)在讨论过程的方向时，我们指的是没有外 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。如水泵 可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石 灰石分解；高温高压可以使石墨转化为金刚石。 实现后者的先决条件是要向体系中输入能量， 该过程的本质仍然是非自发性的。
举例
H2(g)＋F2(g) ===2HF(g) 2CO(g)=== 2C(s)＋O2(g) CaCO3(s)=== CaO(s)＋CO2(g)
＋
－
永远是正值
＋
＋
低温为正；高 温为负
－
－
低温为负；高 温为正
低温下反应自发进 行；高温下反应不 自发进行
NH3(g)＋HCl(g) ===NH4Cl(s)
•
• 3．下列关于冰融化为水的过程判断正确的是 ( ) • A．ΔH>0，ΔS<0 B．ΔH<0，ΔS>0 • C．ΔH>0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0 • 解析： 冰的融化是吸热过程，故ΔH>0；冰 融化成水，分子活动能力增强，混乱度增大， 故ΔS>0。 • 答案： C
4．某反应 2AB(g) C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行， 其 逆反应在低温时能自发进行，则该反应的 ΔH、ΔS 应为( A．ΔH<0、ΔS>0 C．ΔH>0、ΔS>0 B．ΔH<0、ΔS<0 D．ΔH>0、ΔS<0 )