返回

资料详情(莲山课件)

资料手机版  > 课件 > 化学课件 > 高二

还剩29页未预览,点击预览全文

点击下载高清阅读全文,WORD格式文档可编辑

收藏
立即下载
有任何问题请联系莲山客服QQ/微信号:55525090

资料简介

化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应进行的方向——化学反应速率——化学平衡—— ?自然界中水总是从高处往低处流物体总是由高处落向低处室温下冰块自动融化墨水滴入水中气 体 扩 散固 体 的 溶 解 在一定条件下,不用借助于外力就可以自动进行的过程。高山流水、自由落体、酸碱中和 →一、自发过程和自发反应⒈自发过程⑴含义⑵特点①体系的能量 体系趋向于从高能状态转变为低能状态,能量趋于最低,这时体系会对外做功或者释放热量。⑵特点气体扩散、固体的溶解 →②体系的混乱度 体系从有序自发地转变为无序的倾向,混乱度增加。③方向性 自发过程的逆过程不能自发进行。 在给定的一组条件下,可以自发地进行到显著程度的反应。注意:⑴一定条件指:一定的温度和压强。⑵自发反应在恰当条件下才能实现。⒉自发反应⑴含义二、化学反应进行方向的判据 观察下列几个自发进行的化学反应,想一想:它们有何特点?⒈钠与水反应2Na(s) + 2H2O(l) = 2NaOH(aq) + H2(g) △H= -368 kJ/mol⒉铁在潮湿的空气中生锈:3Fe(s) + 3/2O2 (g) = Fe2O3 (s) △H= -824 kJ/mol⒊氢气和氧气反应:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H= -571.6kJ/mol思与察观 考⒋氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁: ⒌ NH3(g)+ HCl(g) = NH4Cl(s) △H 04Fe(OH)2(s) + O2 (g) + 2H2O(L) = 4Fe(OH)3(s) △H= -444.3 kJ/mol⒍ Zn(s) + CuSO4(aq) = Cu(s) + ZnSO4(aq) △H 0 放热反应,反应后使体系的能量降低;△H 0,有利于反应自发进行。结论: 早在一个世纪之前,在无数化学家的辛勤努力下,发现绝大多数放热反应都能自发地进行,因此提出用反应的焓变(ΔH)作为判断化学反应进行方向的依据。 这样就得出:若ΔH<0,反应过程中体系能量降低,这样的反应有自发进行的倾向,反应能自发进行;若ΔH>0,反应不能自发进行。焓减⒈焓判据----能量判据 是不是所有自发进行的化学反应都是放热的?① 2NH4Cl(s) + Ba(OH)2·8H2O(s) = BaCl2(s) + 2NH3(g) +10H2O(l)自发反应一定要△H < O ? ②2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g) △H= +56.7 kJ/mol③(NH4)2CO3(s) = NH4HCO3(s) + NH3(g) △H= +74.9 kJ/mol④2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) △H= +126.1kJ/mol⑤NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) = CH3COONH4(aq) + CO2(g) + H2O(l) △H= +37.3kJ/mol 还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,例如在室温下吸热反应----碳酸钙的分解反应不能自发进行,但同样是这个吸热反应在较高温度(1200K)下则能自发进行。CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) △H= +178.2kJ/mol 由此可见,焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。只根据焓变来判断化学反应进行的方向是不全面的。有不少吸热反应(△H>0)也能自发进行。 在密闭容器中,不同种气态物质会通过分子的扩散自发形成均匀混合物。 焓变(△H)的确是一个与反应能否自发进行的因素,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。墨 水 扩 散交与考思 流无序有 序一副崭新的扑克牌被洗过后 在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向。交与考思 流 为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性,提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→ “熵”是德国物理学家克劳修斯在1850年创造的一个术语。德国物理学家克劳修斯⒈描述体系混乱度的物理量。⒉符号:S ⒋体系的混乱度越大,熵值越大;⒊单位:J•mol-1•K-1 J/(mol•K)CH4 O2 CO2 H2 NH3186.15 205.03 214 130 192H2O(l) HNO3(l) Br2(l)69.9 156 152NaCl Fe 金刚石 SiO2 CuO72.1 27.3 2.4 41.84 42.7标准状况下:1mol不同物质的熵 S (Jmol-1K-1) ⒍气体的物质的量越大,体系的混乱度越大,熵值越大。⒌同一条件下,不同物质的熵值不同;69.9Jmol-1K-147.9Jmol-1K-1 188.7Jmol-1K-1⒎同一物质:S(g)>S(l)>S(s)冰三种状态下水的熵水 水蒸气熵变:⑴概念:生成物总熵与反应物总熵之差⑵符号:△S⑶表达式:△S = ∑S(生成物) - ∑S (反应物)⒈ N2 + 3H2 = 2NH3 ⒉ 2C + O2 = 2CO⒊ CaCO3 = CaO + CO2交与考思 流 这些反应的熵如何变化? 产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应, △S >0,为熵增加的反应。△S<0△S>0△S>0探究•交流下列自发过程中熵变的特点:⑴冰→ 液态水 → 水蒸气⑵硝酸铵晶体溶于水: NH4NO3(s) = NH4+(aq) + NO3-(aq)探究•交流下列自发进行的吸热反应过程中熵变的特点:⑴N2O5分解: 2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g) △H=+56.7kJ/mol⑵氯化铵晶体与氢氧化钡晶体反应:2NH4Cl(s) + Ba(OH)2·8H2O(s) = 2NH3(g) + BaCl2(s) + 10H2O(l)⑶碳酸铵的分解: (NH4)2CO3(s) = NH4HCO3(s) + NH3(g) △H= +74.9 kJ/mol⑷碳酸钙的分解:CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g)共同点:熵(S)增加,△S>0 科学家们发现:在与外界隔离的体系中,大多数自发过程将导致体系的熵增大,即△S>0,这个原理叫做熵增原理。 熵增原理即△S>0作为判断化学反应进行方向的依据时就称为熵判据 。二、熵判据----△S 这说明,大多数自发进行的反应有趋向于使体系的混乱度增大(即熵增大△S>0)的倾向。 这样就得出:若△S>0,这样的反应有自发进行的倾向,反应能自发进行;若△S<0,反应不能自发进行。⑴-10℃的液态水能自动结冰成为固态。 △S<0⑶铝热反应:2Al(s) + Fe2O3(s)=2Fe(s) + 2Al2O3(s) △S<0⑵H2在O2中燃烧: 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △S<0 因此用熵判据来判断反应进行的方向也是不全面的。自发反应一定是熵增加的反应吗? 由此可见,熵变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。 自发反应不一定要△S O,有些熵减(△S<0)的反应在一定条件下也可以自发进行。结论: 很多情况下,简单地只用其中一个判据去判断同一个反应,可能会出现相反的判断结果。 在温度、压强一定的条件下,我们要判别化学反应进行的方向应两个判据兼顾,考虑△H、△S共同影响的结果。 在一定条件下,一个化学反应能否自发进行,既可能与反应的焓变(△H)有关,又可能与反应的熵变(△S)有关。 美国著名的数学化学家、数学物理学家吉布斯1878年提出由焓判据和熵判据组合成的复合判据-吉布斯自由能-△G来判断反应进行的方向更适合于所有的反应过程。反应方向反应焓变(能量判据)反应熵变(熵判据)一定温度、一定压强三、复合判据—吉布斯自由能H S G 能否自发进行<0 >0>0 <0>0 >0<0 <0<0 自发进行>0 不能自发进行高温时<0, 自发进行低温时<0,自发进行(T为绝对温度)△G< 0 反应能自发进行△G=0反应到达平衡状态△G>0反应不能自发进行△G = △H — T△S焓 减熵 增自 发巧记⑵过程的自发性只能用于判断过程进行的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 ⑴在讨论过程的方向问题时,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: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。例如:石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。A5、某化学反应其△H== —122 kJ·mol-1,∆S== 231 J·mol-1·K-1,则此反应在下列哪种情况下可自发进行 ( ) A.在任何温度下都能自发进行 B.在任何温度下都不能自发进行 C.仅在高温下自发进行 D.仅在低温下自发进行6.判断下列反应能否自发进行2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g) △H =-78.03 kJ·mol-1 △S=494.4 J·mol-1·K-1CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g) △H=110.5 kJ·mol-1 △S=-89.36 J·mol-1·K-1 更多

版权声明:以上文章中所选用的图片及文字来源于网络以及用户投稿,由于未联系到知识产权人或未发现有关知识产权的登记,如有知识产权人并不愿意我们使用,如果有侵权请立即联系:
Copyright© 2006-2020 资料手机版 home.5ykj.com , All Rights Reserved 闽ICP备12022453号-30
VIP专享低至0.30元/天 立即下载
TOP