高中化學(xué) 2.1化學(xué)反應(yīng)的方向課件 魯科版選修4.ppt

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,,,第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向,高中化學(xué)·選修4·魯科版,[目標(biāo)導(dǎo)航] 1.了解熵變的概念及化學(xué)反應(yīng)的方向與化學(xué)反應(yīng)的焓變和熵變的關(guān)系。2.掌握化學(xué)反應(yīng)在一定條件下能否自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)。3.能根據(jù)定量關(guān)系式ΔH－TΔS判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。,一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 1．自發(fā)過程： (1)概念：在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，不借助 就能自動進(jìn)行的過程。 (2)特點(diǎn)：具有方向性，即過程的某個(gè)方向在一定條件下是自發(fā)的，而其逆方向在該條件下是 自發(fā)的。,外力,肯定不能,2．反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的關(guān)系 (1)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)多數(shù)是ΔH 0反應(yīng)。 (2)有些ΔH0反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。 結(jié)論：反應(yīng)焓變與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)，但 決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。,,不是,二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 1．熵 (1)概念：衡量 的物理量，其符號為 ，單位為 。 (2)特點(diǎn)：混亂度越大，體系越無序，體系的熵值就 。 (3)影響因素 ①同一物質(zhì)：S(高溫) S(低溫)；S(g) S(l) S(s)。 ②相同條件下的不同物質(zhì)：分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熵值 。 ③S(混合物) S(純凈物)。,體系混亂度,S,J· mol－1·K－1,越大,,,,越大,,2．熵變 (1)概念： 與 之差。 (2)計(jì)算式：ΔS＝ 。 (3)正負(fù)判斷依據(jù) ①物質(zhì)由固態(tài)到液態(tài)、由液態(tài)到氣態(tài)或由固態(tài)到氣態(tài)的過程，ΔS 0，是熵 的過程。 ②氣體體積增大的反應(yīng)，熵變通常都是ΔS 0，是熵 的反應(yīng)。 ③氣體體積減小的反應(yīng)，熵變通常都是ΔS 0，是熵 的反應(yīng)。,反應(yīng)產(chǎn)物總熵,反應(yīng)物總熵,S(反應(yīng)產(chǎn)物)－S(反應(yīng)物),,增加,,增加,,減小,3．熵變與反應(yīng)方向 (1)熵 有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。 (2)某些熵 的反應(yīng)在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行。 結(jié)論：反應(yīng)熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素，但 唯一因素。,增加,減小,不是,三、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響 1．反應(yīng)方向的判據(jù) (1)ΔH－TΔS 0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。 (2)ΔH－TΔS＝0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。 (3)ΔH－TΔS 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 2．文字表述：在 、 一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔH－TΔS 的方向進(jìn)行，直至達(dá)到 狀態(tài)。,,,溫度,壓強(qiáng),0,平衡,1．(判一判)判斷正誤(正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”) (1)放熱反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行 ( × ) (2)熵增反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，熵減反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行 ( × ) (3)能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定容易發(fā)生，也一定能反應(yīng)完全 ( × ),2．(選一選)下列關(guān)于焓變和熵變的說法正確的是 ( ) A．化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)的方向有關(guān)，化學(xué)反應(yīng)的熵變與反應(yīng)的方向無關(guān) B．化學(xué)反應(yīng)的焓變直接決定了化學(xué)反應(yīng)的方向，化學(xué)反應(yīng)的熵變不能決定化學(xué)反應(yīng)的方向 C．焓變?yōu)樨?fù)的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，熵變?yōu)檎姆磻?yīng)也都能自發(fā)進(jìn)行 D．化學(xué)反應(yīng)的焓變和熵變都不是決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素 答案 D,解析 一個(gè)反應(yīng)的ΔH－TΔS0則是自發(fā)的，可看出ΔH和ΔS都對反應(yīng)有影響，不只是由單方面決定。,3．(填一填) (填“0”或“0 (2)0 (3)0 (4)0,解析 (1)蔗糖溶于水形成溶液混亂度增大；(2)反應(yīng)氣體分子數(shù)增多是熵增大的過程；(3)液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水，是熵值增大的過程；(4)反應(yīng)氣體分子數(shù)增多是熵增大的過程。,一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法 1．利用化學(xué)反應(yīng)原理判斷的幾種方法 (1)相對強(qiáng)酸(堿)生成相對弱酸(堿)。 (2)氧化性強(qiáng)＋還原性強(qiáng)的物質(zhì)反應(yīng)向氧化性弱＋還原性弱的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。 (3)不穩(wěn)定性物質(zhì)向穩(wěn)定性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。 (4)符合復(fù)分解反應(yīng)條件下的溶液中的反應(yīng)。,2．用焓變和熵變判斷反應(yīng)的方向 判斷一定溫度、壓強(qiáng)條件下反應(yīng)的方向時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮焓變與熵變兩個(gè)因素，用ΔH－TΔS作為判據(jù)。在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔH－TΔS0，表明反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。,[關(guān)鍵提醒] 1.判據(jù)ΔH－TΔS只能用于溫度、壓強(qiáng)一定條件下的反應(yīng)，不能用于其他條件(如溫度、體積一定)下的反應(yīng)。 2．反應(yīng)方向與條件有關(guān)，常溫、常壓下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)在其他溫度和壓強(qiáng)下不一定能自發(fā)進(jìn)行。 3．判據(jù)ΔH－TΔS0說明在一定溫度和壓強(qiáng)下反應(yīng)有自發(fā)的趨勢，不能說明在該條件下能否實(shí)際發(fā)生。反應(yīng)能否發(fā)生、實(shí)現(xiàn)，還要看具體反應(yīng)條件。,,[反思感悟] ΔH、ΔS、T是決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的三個(gè)因素，應(yīng)根據(jù)ΔH－TΔS的數(shù)值判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。,二、化學(xué)反應(yīng)的方向與ΔH－TΔS的關(guān)系 1．若ΔH0，即放熱的熵增加的反應(yīng)，所有溫度下，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行； 2．若ΔH0、ΔS0、ΔS0，即吸熱和熵增加的反應(yīng)，高溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。,[關(guān)鍵提醒] 1.當(dāng)焓變和熵變的作用相反且二者大小相差懸殊時(shí)，其中的某一因素占主導(dǎo)地位； 2．當(dāng)焓變和熵變的作用相反且二者相差不大時(shí)，溫度對反應(yīng)方向起決定作用。 例如：有些反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行；有些反應(yīng)高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在低溫下能自發(fā)進(jìn)行。,已知焓變和熵變隨溫度變化很小。請幫助這位同學(xué)考慮如下問題： (1)判斷②反應(yīng)高溫自發(fā)還是低溫自發(fā)：________(填“高溫”或“低溫”)。 (2)通過計(jì)算判斷①反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行__________。 (3)求算制取炭黑的允許溫度范圍______________________。 (4)為了提高甲烷的碳化程度，你認(rèn)為下面四個(gè)溫度中最合適的是________。 A．905.2 K B．927 K C．1 273 K D．2 000 K 答案 (1)高溫 (2)不能自發(fā)進(jìn)行 (3)927.8～1 709.4K (4)C,[反思感悟] 1. 利用ΔH－TΔS計(jì)算時(shí)，注意ΔS單位的換算。 2. ΔH－TΔS越小，越有利于自發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。 3．當(dāng)ΔH0，ΔS0或ΔH0，ΔS0時(shí)，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)。,