人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向教学演示课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向教学演示课件ppt，共56页。PPT课件主要包含了混乱程度，ΔH-TΔS，课堂回眸等内容，欢迎下载使用。
一、自发过程和自发反应1.自发过程(1)含义:在一定条件下,不用借助外力就可以自动进行的过程。例如:高山流水、自由落体。
(2)特点:①体系趋向于从_____状态转变为_____状态(体系对外部做功或释放热量)。②在密闭条件下,体系有从_____自发转变为_____的倾向(无序体系更加稳定)。(3)非自发过程:在一定条件下,需持续借助外力才能进行的过程。
2.自发反应(1)含义:在给定的条件下,可以自发进行到显著程度的化学反应,称为自发反应。例如:钢铁生锈。(2)非自发反应:不能自发进行,必须借助某种外力才能进行的反应。
3.应用(1)可被用来做“有用功”,例如H2的燃烧可设计成燃料电池;(2)非自发过程要想发生,必须对它做功,例如通电将水分解为H2和O2。
【微思考】　 自发反应一定能发生,非自发反应一定不能发生吗?提示:不正确。某些自发反应需要在一定条件下才能发生,非自发反应具备了一定条件也能发生。例如:甲烷燃烧是自发反应,但需要点燃或加热才能够发生;石灰石的分解反应,在常温下是非自发反应,但在高温时,这一反应就能自发进行。
二、化学反应方向的判断1.焓判据(1)_____反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用_____来判断反应进行的方向。
(2)局限性:放热反应有利于反应自发进行,但有些吸热反应也能自发进行,例如:在25 ℃和101 kPa时,2N2O5(g)====4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.7 kJ·ml-1。所以焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
2.熵和熵判据(1)熵:用来量度体系_________的物理量,符号为__,单位为J·ml-1·K-1。体系混乱程度越大,熵值_____。同一种物质,不同状态,熵值大小为_______________。
S(g)>S(l)>S(s)
(2)熵变(ΔS ):ΔS=S(生成物)-S(反应物)。(3)熵增原理:在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵______,即熵变_____零。
(4)熵判据:①体系有自发地向混乱度增大(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。
②局限性:熵增有利于反应自发进行,但有些熵值减小的反应,在一定条件下也能自发进行。如:NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)　ΔSS(l)>S(s)。
3.复合判据在一定条件下,一个化学反应能否自发进行,既与反应焓变有关,又与反应熵变有关。研究表明,在恒温、恒压下,判断化学反应自发性的判据是体系自由能变化(ΔG、单位:kJ·ml-1):ΔG=_________(注意:T的单位是“K”,不是“℃”)。
(1)ΔG0,反应_____自发进行。
【微思考】“吉布斯自由能减少原理( principle f Gibbs free energ reduce)”或“自由能判据”属于热力学的内容,而热力学的一切结论主要建立在两个经验定律(热力学第一定律和热力学第二定律)的基础上,其研究的对象为大量分子构成的宏观体系,所得的结论具有统计意义,特点是只考虑大量分子的集合体的宏观行为,不考虑物质的微观结构和反应机理,以及变化所需要的时间。
宏观上的转化方向,才是我们说的“自发”,而不是微观上的分子同时在解离和分解,就可以说它们都是自发的。而实际上,对于可逆的化学反应来说,正反应方向与逆反应方向哪个反应速率更大,宏观上就是向哪个方向自发反应的。若在一定温度和压强下,有状态A、B和C,
状态A:2 ml SO2与1 ml O2混合状态B:SO2、O2、SO3(各种原子数与状态A的相同)状态C:2 ml SO3(1)状态A、B和C之间的转化,哪个是自发的?提示:状态A到状态B是自发的,状态C到状态B也是自发的。
(2)状态A、B和C的自由能有什么大小关系?提示:自发过程ΔGG(B)、G(C)>G(B)。
知识点　化学反应进行的方向【重点释疑】1.用复合判据判断反应进行的方向(1)焓变和熵变都是与反应能否自发进行有关的因素,但都不能独立作为反应自发性的判据;要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变对反应进行方向的综合影响。
(2)体系的自由能变化(ΔG)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,可用于判断化学反应进行的方向。在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向着ΔG=ΔH-TΔS0,在高温条件下能自发进行,故A错误;4M(s)+N(g)+2W(l)====4Q(s)为气体化学计量数减小的反应,ΔS0时,ΔH-TΔS>0,一定不能自发进行,故B错误;4X(g)+5Y(g)====4W(g)+6G(g)反应为气体化学计量数增大的反应,ΔS>0,所以当ΔH0C.ΔH0,因此在室温下此反应不能自发进行。
②用焦炭作还原剂冶炼金属锡的反应方程式为SnO2(s)+2C(s)====Sn(s)+2CO(g),反应过程中能量的变化如图所示。判断此反应是在低温下还是在高温下自发进行?
提示:高温下能自发进行。根据图像可知生成物的总能量高于反应物的总能量,所以正反应是吸热反应,则ΔH>0;根据方程式可知正反应是气体体积增大的反应,所以ΔS>0,所以要使ΔH-TΔS