高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四节 化学反应进行的方向背景图课件ppt

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1.知道自发过程和化学反应的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比,能说出熵和熵变的概念。3.能说出焓变和熵变对化学反应方向的影响,能用焓变和熵变判断化学反应的方向。
一、自发过程和自发反应1.自发过程在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。2.自发反应在给定的一组条件下,一个反应可以自发地进行到显著程度,就称为自发反应。
二、化学反应进行方向的判据1.焓判据放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用焓变来判断反应进行的方向。
2.熵判据(1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越大。符号:S。单位:J·(ml·K)-1。(2)熵值大小的比较。同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。(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增大,即熵变(符号ΔS)大于零。(4)熵判据。体系有自发地向混乱度增加(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。
3.复合判据(1)复合判据。化学反应的方向是焓变和熵变共同影响的结果,判断依据为 ΔH-TΔS,又称自由能变化,符号为ΔG。(2)反应能否自发进行的判断。在恒温恒压下,自由能变化(ΔG)的正负决定着化学反应自发进行的方向。
思考感悟1为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,而铁锈不会变为铁,铜绿不会变为铜呢?提示:金属腐蚀是一个放热的自发过程,而金属化合物变为单质是一个非自发过程。思考感悟2 “自发反应一定能自动进行,而非自发反应一定不能发生”,这句话对吗?说明理由。提示:不对。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行,非自发反应具备了一定条件也能发生。如甲烷燃烧是自发反应,但需点燃或加热才能反应;石灰石分解为氧化钙和二氧化碳常温下为非自发反应,在高温下可以发生。
二、化学反应进行的方向与自由能变化的关系1.自由能变化ΔG的判断方法ΔG=ΔH-TΔS　ΔG<0,反应正向自发进行。ΔG=0,反应处于平衡状态。ΔG>0,反应逆向自发进行。
2.注意几种情况(1)放热的熵增反应,能自发进行。ΔH<0,ΔS>0,ΔG<0(2)吸热的熵减反应,不能自发进行。ΔH>0,ΔS<0,ΔG>0(3)放热的熵减反应,降低温度,有利于反应自发进行。ΔH<0,ΔS<0,要保证ΔG<0,T要降低。(4)吸热的熵增反应,升高温度,有利于反应自发进行。ΔH>0,ΔS>0,要保证ΔG<0,T要升高得足够高。特别提醒①焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立地作为自发性的判据,要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变。②根据ΔH-TΔS<0判断的只是反应能否自发进行的可能性,具体的反应能否实际发生,还涉及化学反应速率的问题。
自发过程和自发反应【例题1】 (双选)下列说法中不正确的是(　　)A.体系有序性越高,熵值就越低B.自发过程一定导致体系的熵增大C.吸热反应不可能自发进行D.同种物质气态时熵值最大解析:熵表示的是物质的混乱度,混乱度越大,相应熵值越高,所以体系有序性越高,熵值就越低,A正确;有些熵减小的过程也能自发进行,B不正确;吸热反应有的也可以自发进行,如碳酸钙在较高温度下的分解就是一个典型的吸热反应,但是由于产生了气体,所以熵值增大,可以自发进行,C不正确;同种物质气态时,混乱程度最大,所以熵值也最大,D正确。答案:BC
解析:(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应:(2+4+1)-0>0,因此该过程是熵增加的过程;(2)水煤气转化反应,气态物质的物质的量在反应前后未发生变化:(1+1)-(1+1)=0,估计该过程的熵变很小;(3)生成臭氧后,气态物质的物质的量减小:2-3<0,因此该过程是熵减小的过程。答案:(1)A　(2)D　(3)B
点拨(1)常见的熵增大过程有:固体的溶解,气体的扩散,水的汽化过程等。(2)常见的熵增加的反应有:产生气体的反应,气体物质的量增大的反应。