高三化学课件选修4化学反应进行的方向新人教高三化学课件

这些过程都是在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程,叫做自发过程，其逆过程就是非自发过程。①自然界中水总是从高处往低处流；②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；③室温下冰块自动融化；④铁器暴露在潮湿空气中会生锈；⑤煤气与空气点燃就燃烧；具有什么特点的过程才能自发进行？化学反应中的自发过程(1)甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=－802.3kJ/mol(2)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=-824kJ/mol(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=－571.6kJ/mol共同点——?E反E生,△H0放热反应①自然界中水总是从高处往低处流；②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；共同点——?能量由高到底一、自发过程与焓判据☆共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。1、焓判据：自发过程的体系取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，焓变小于0)，这一经验规律就是焓判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。练习1已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：①C(金刚石、s)+O2(g)＝CO2(g)△H1＝－395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量低D.金刚石比石墨能量低AC有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用焓判据却无法解释清楚，例如：两种理想气体的混合可顺利自发进行（1）既不吸热也不放热的自发过程H2O2O2H2（2）吸热的自发过程室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解；常温常压下N2O5的分解2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/mol碳铵的分解(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);△H=+74.9kJ/mol二、熵、熵增原理、熵判据1．熵（混乱度）：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。3．同一物质在不同状态时熵值大小：在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。体系混乱度有增加的倾向三、焓判据和熵判据的应用焓判据中，自发过程取向于最低能量状态的倾向。熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的倾向。化学反应进行的方向判据：体系总是要向着使自身能量降低（焓减）、混乱度增大（即熵增）（由有序趋向无序）的方向转变很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由焓判据和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。解释下列过程为什么能够自发进行？①自然界中水总是从高处往低处流；②室温下冰块自动融化；③煤气与空气点燃就燃烧；(4)甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=－802.3kJ/mol(5)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=-824kJ/mol(6)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=－571.6kJ/mol（7）两种理想气体的混合可顺利自发进行H2O2O2H2（8）室温下冰块的融化；（9）硝酸盐类的溶解；（10）常温常压下N2O5的分解2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/mol（11）碳铵的分解(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);△H=+74.9kJ/mol小结一、化学反应进行方向的判据1．焓判据2．熵判据二、理解熵的含义和熵的变化1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等……2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。思考：（1）有序排列的火柴散落时成为无序排列的原因?（2）自发过程是否一定能发生？非自发过程是否一定不能发生？举例说明。（3）什么条件下非自发过程也能发生？1．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。例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。注意2．在讨论过程的方向时，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。例如：石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。