高中化學(xué)反應(yīng)原理：化學(xué)反應(yīng)的方向 課件 魯科版必修3

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1、學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1 1、理解能量判據(jù)、熵的概念、理解能量判據(jù)、熵的概念2 2、利用能量判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的、利用能量判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向方向3 3、利用熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向、利用熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 鹽酸滴加到石灰石上鹽酸滴加到石灰石上二氧化碳?xì)怏w通入氯化鈣溶液中二氧化碳?xì)怏w通入氯化鈣溶液中 1、高山流水高山流水是一個自動進(jìn)行的自然過程。是一個自動進(jìn)行的自然過程。 高處水一定會流到低處嗎？流動的速率高處水一定會流到低處嗎？流動的速率 如何如何?2、低處水可以流至高處么？、低處水可以流至高處么？3、在、在“低水高流低水高流”的過程中一旦外界停止

2、做的過程中一旦外界停止做 功，該過程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎？功，該過程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎？可采取什么措施？可采取什么措施？思考與交流思考與交流請盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過程。請盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過程。自發(fā)過程：自發(fā)過程：在一定條件下，不需要外力作在一定條件下，不需要外力作用就能自動進(jìn)行的過程；用就能自動進(jìn)行的過程；非自發(fā)過程：非自發(fā)過程：在一定條件下，在一定條件下，需持續(xù)借助人需持續(xù)借助人 為作用才能進(jìn)行的過程。為作用才能進(jìn)行的過程。以以“物體由高處自由下落物體由高處自由下落”為代表，為代表，探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢。探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢。（釋放熱量或?qū)ν庾龉Γㄡ尫艧崃炕驅(qū)?/p>

3、外做功）1、能量趨于降低、能量趨于降低共同特點：共同特點：高能態(tài)高能態(tài)低能態(tài)低能態(tài)+能量能量化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程(1)鈉與水反應(yīng)：鈉與水反應(yīng)：2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mol(2)鐵生銹：鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol共同點共同點放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H0一、自發(fā)過程的能量判據(jù)一、自發(fā)過程的能量判據(jù)能量判據(jù)：能量判據(jù)：自發(fā)過程的體系取向于從自發(fā)過程的體系取向于

4、從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)( (這時體系會這時體系會對外部做功或釋放熱量對外部做功或釋放熱量) )，這一經(jīng)驗規(guī)，這一經(jīng)驗規(guī)律就是律就是能量判據(jù)。能量判據(jù)。能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，即即H H0 0的反的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向，焓判據(jù)是判斷，焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為： C(金剛石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是A.金

5、剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低AC練習(xí)練習(xí)1知道了某過程有自發(fā)性之后知道了某過程有自發(fā)性之后，則則A.可判斷出過程的方向可判斷出過程的方向B.可確定過程是否一定會發(fā)生可確定過程是否一定會發(fā)生C.可預(yù)測過程發(fā)生完成的快慢可預(yù)測過程發(fā)生完成的快慢D.可判斷過程的熱效應(yīng)可判斷過程的熱效應(yīng)練習(xí)練習(xí)2A？判斷下列過程中能量的變化情況：判斷下列過程中能量的變化情況：1、冰、冰液態(tài)水液態(tài)水水蒸氣水蒸氣2、氯化鈉晶體溶于水、氯化鈉晶體溶于水N2O5分解：分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol

6、碳銨的分解：碳銨的分解：(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)以以“物體由高處自由下落物體由高處自由下落”為代表，為代表，探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢。探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢。2、混亂度趨于增加、混亂度趨于增加1、能量趨于降低、能量趨于降低分析剛才兩個自發(fā)過程中混亂度分析剛才兩個自發(fā)過程中混亂度的變化情況：的變化情況：1、冰、冰液態(tài)水液態(tài)水水蒸氣水蒸氣2、氯化鈉晶體溶于水、氯化鈉晶體溶于水混亂度：混亂度：表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)。表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)?；靵y度的增加意味著體系變得更混亂度的增加意

7、味著體系變得更加無序加無序在密閉條件下在密閉條件下，體系有，體系有由有序自由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向熵增熵增同一物質(zhì)，在氣態(tài)時熵最大，液同一物質(zhì)，在氣態(tài)時熵最大，液態(tài)時次之，固態(tài)時最小。態(tài)時次之，固態(tài)時最小。熵變熵變二、自發(fā)過程的熵判據(jù)二、自發(fā)過程的熵判據(jù)熵判據(jù)：熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做做熵增原理熵增原理，是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的，是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的另一判據(jù)另一判據(jù)熵判據(jù)熵判據(jù)。自發(fā)過程的變化趨勢自發(fā)過程的變化趨勢2、混亂度趨于增加、混亂度趨于增加1、能量趨于降

8、低、能量趨于降低室溫時冰融化室溫時冰融化10時水結(jié)冰時水結(jié)冰三、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向三、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向2、物質(zhì)的混亂度趨于增加、物質(zhì)的混亂度趨于增加1、物質(zhì)具有的能量趨于降低、物質(zhì)具有的能量趨于降低 H(焓變焓變) S(熵變熵變)0焓焓(H)判據(jù)判據(jù)熵熵(S)判據(jù)判據(jù)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0熵增原理熵增原理0練習(xí)練習(xí)3碳銨碳銨(NH4)2CO3 在室溫下就能自發(fā)地分在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是A、碳銨分解是因為生成了

9、易揮發(fā)的氣、碳銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大。體，使體系的熵增大。B、碳銨分解是因為外界給予了能量、碳銨分解是因為外界給予了能量C、碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判據(jù)、碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解不能自發(fā)分解D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。A練習(xí)練習(xí)4下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是D. CO(g)C(s)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵減熵減熵增熵增熵增

10、熵增熵增熵增信息：信息：體系自由能變化（體系自由能變化（ G ）綜合考慮了焓變）綜合考慮了焓變和熵變對反應(yīng)體系的影響：和熵變對反應(yīng)體系的影響： G= H-T S（為為熱力學(xué)溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用熱力學(xué)溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用 G判斷化學(xué)反應(yīng)在該狀況時自發(fā)進(jìn)行的方向顯判斷化學(xué)反應(yīng)在該狀況時自發(fā)進(jìn)行的方向顯得更為科學(xué)（當(dāng)?shù)酶鼮榭茖W(xué)（當(dāng) G 0時可自發(fā)進(jìn)行）。時可自發(fā)進(jìn)行）。請閱讀所給信息，然后回答問題請閱讀所給信息，然后回答問題自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行低溫時低溫時,高溫時高溫時低溫時低溫時,高溫時高溫時低溫不自發(fā)低溫不自發(fā),高溫自發(fā)高溫自發(fā)低溫自發(fā)低溫自發(fā),高

11、溫不自發(fā)高溫不自發(fā) H 一、自發(fā)過程的變化趨勢一、自發(fā)過程的變化趨勢1、能量趨于降低、能量趨于降低2、混亂度趨于增加、混亂度趨于增加二、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向二、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向2、物質(zhì)的混亂度趨于增加、物質(zhì)的混亂度趨于增加1、物質(zhì)具有的能量趨于降低、物質(zhì)具有的能量趨于降低 H(焓變焓變)0焓焓(H)判據(jù)判據(jù)熵熵(S)判據(jù)判據(jù)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)熵增原理熵增原理注意：過程的自發(fā)性只用于判斷過程的方向，不注意：過程的自發(fā)性只用于判斷過程的方向，不能確定是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。能確定是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0 H0 H0 H0 S0或或 S0 S0 S0自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行