《高二化学课件：2.4《化学反应进行的方向》（人教版选修4）.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二化学课件：2.4《化学反应进行的方向》（人教版选修4）.ppt（47页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.1.在一杯水中放入适量蔗糖，过一段时间后整杯水都会在一杯水中放入适量蔗糖，过一段时间后整杯水都会变甜，在房间内打开一瓶香水，过一段时间后在整个房变甜，在房间内打开一瓶香水，过一段时间后在整个房间内都会闻到芳香气味，由此你可得出什么结论？间内都会闻到芳香气味，由此你可得出什么结论？提示：提示：溶质的溶解及溶质分子在水中的扩散作用是一个溶质的溶解及溶质分子在水中的扩散作用是一个自发过程；气体在空气中的扩散也是一个自发过程。自发过程；气体在空气中的扩散也是一个自发过程。2.2.为什么日常用的铁器会生锈，铜会长出铜绿，而铁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？
2、锈不会变为铁，铜绿不会变为铜呢？提示：提示：金属腐蚀是一个放热的自发过程，而金属化合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。物变为单质是一个非自发过程。3.3.自发反应一定能发生反应，而非自发反应一定不能自发反应一定能发生反应，而非自发反应一定不能发生反应吗？发生反应吗？提示：提示：自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。如碳的燃烧是一个自发反应，但要想发生反应，确定。如碳的燃烧是一个自发反应，但要想发生反应，需借助外界条件点燃才
3、能发生。需借助外界条件点燃才能发生。【典例典例1 1】（双选）下列说法不正确的是（双选）下列说法不正确的是A.A.体系有序性越高，熵值就越低体系有序性越高，熵值就越低B.B.自发过程将导致体系的熵增大自发过程将导致体系的熵增大C.C.吸热反应不可以自发进行吸热反应不可以自发进行D.D.同种物质气态时熵值最大同种物质气态时熵值最大【思路点拨思路点拨】（1 1）明确熵增、熵减的判断方法。）明确熵增、熵减的判断方法。（2 2）理解自发过程与）理解自发过程与H、SS的关系。的关系。【自主解答自主解答】选选B B、C C。熵表示的是物质的混乱度，混。熵表示的是物质的混乱度，混乱度越大，相应熵值越高，所以
4、体系有序性越高，熵乱度越大，相应熵值越高，所以体系有序性越高，熵值就越低，值就越低，A A正确；有些熵减小的过程也能自发进行，正确；有些熵减小的过程也能自发进行，B B不正确；吸热反应有的也可以自发进行，如碳酸钙在不正确；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，于产生了气体，所以熵值增大，可以自发进行，C C不正不正确；同种物质气态时，混乱程度最大，所以熵值也最确；同种物质气态时，混乱程度最大，所以熵值也最大。大。1.1.放热反应是否都能自发进行？吸热反应是否都不
5、能放热反应是否都能自发进行？吸热反应是否都不能自发进行？自发进行？提示：提示：（1 1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。）多数能自发进行的化学反应是放热反应。例如：酸碱中和反应。例如：酸碱中和反应。(2)(2)有些吸热反应也能自发进行。有些吸热反应也能自发进行。例如：例如：NHNH4 4HCOHCO3 3(s)=NH(s)=NH3 3(g)+H(g)+H2 2O(g)+COO(g)+CO2 2(g)(g)H=+185.57 kJ=+185.57 kJmolmol-1-1。（3 3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但）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
6、。在较高温度下则能自发进行。例如：例如：CaCOCaCO3 3的分解反应。的分解反应。2.2.熵增的反应是否都能自发进行？熵减的反应是否都熵增的反应是否都能自发进行？熵减的反应是否都不能自发进行？不能自发进行？提示：提示：（1 1）许多熵增的反应在常温、常压下可以自发）许多熵增的反应在常温、常压下可以自发进行。进行。例如例如：2H2H2 2O O2 2(aq)=2H(aq)=2H2 2O(l)+OO(l)+O2 2(g)(g)。（2 2）有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，）有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。但在较高温度下可以自发进行。例如：例如：Ca
7、COCaCO3 3（s s）=CaO=CaO（s s）+CO+CO2 2（g g）。）。（3 3）铝热反应是熵减的反应，它在一定条件下也可以）铝热反应是熵减的反应，它在一定条件下也可以自发进行。自发进行。例如：例如：2Al(s)+Fe2Al(s)+Fe2 2O O3 3(s)=Al(s)=Al2 2O O3 3(s)+2Fe(s)(s)+2Fe(s)。3.3.试比较试比较H H2 2O O（s s）、）、H H2 2O O（l l）、）、H H2 2O O（g g）的熵的大小。）的熵的大小。提示：提示：同种物质不同状态时，体系的混乱度越大，其同种物质不同状态时，体系的混乱度越大，其熵也越大，因
8、此水的三种状态的熵的大小为熵也越大，因此水的三种状态的熵的大小为S SH H2 2O(g)O(g)S SH H2 2O(l)O(l)S SH H2 2O(s)O(s)。【典例典例2 2】（20102010广州高二检测）下列关于判断过程广州高二检测）下列关于判断过程的方向的说法正确的是的方向的说法正确的是A.A.所有自发进行的化学反应都是放热反应所有自发进行的化学反应都是放热反应B.B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石的过程是自发高温高压下可以使石墨转化为金刚石的过程是自发过程过程C.C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程于所有的
9、过程D.D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同【思路点拨思路点拨】（1 1）自发反应的特点。）自发反应的特点。（2 2）物质的熵变规律。）物质的熵变规律。（3 3）焓变、熵变对反应方向的共同影响。）焓变、熵变对反应方向的共同影响。【自主解答自主解答】选选C C。有些吸热反应也可以自发进行，故。有些吸热反应也可以自发进行，故A A错误。错误。B B项高温高压下，石墨转化为金刚石，要吸收项高温高压下，石墨转化为金刚石，要吸收能量，无法判断是否是自发过程，能量，无法判断是否是自发过程，B B错误。错误。D D项中同一项中同一物质，气态时熵值最大，液态次之，固
10、态最小。物质，气态时熵值最大，液态次之，固态最小。知识点一：自发过程和自发反应知识点一：自发过程和自发反应1.1.下列过程是非自发的是下列过程是非自发的是()()A.A.水由高处向低处流水由高处向低处流B.B.天然气的燃烧天然气的燃烧C.C.铁在潮湿空气中生锈铁在潮湿空气中生锈D.D.室温下水结成冰室温下水结成冰【解析解析】选选D D。自然界中水由高处向低处流；天然气的。自然界中水由高处向低处流；天然气的燃烧；铁在潮湿空气中生锈；室温下冰的融化，都是燃烧；铁在潮湿空气中生锈；室温下冰的融化，都是自发过程，其逆反应都是非自发的。自发过程，其逆反应都是非自发的。2.2.下列对熵的理解不正确的是下列
11、对熵的理解不正确的是()()A.A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小B.B.体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大C.C.与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小D.25 D.25、1.01101.01105 5 Pa Pa时，时，2N2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)(g)+O+O2 2(g)(g)是熵增的反应是熵增的反应【解析解析】选选C C。熵指的是混乱程度，越混乱其熵值越大；。熵指的是混乱程度，越混乱其熵值越大；对于同一物质，固对
12、于同一物质，固液液气三态熵值逐渐增大，故气三态熵值逐渐增大，故A A、B B正确；自发过程是熵增的过程，故正确；自发过程是熵增的过程，故C C错误；对于错误；对于D D选项中选项中的反应，由于反应后分子数增多，故熵值增大。的反应，由于反应后分子数增多，故熵值增大。3.(20103.(2010杭州高二检测杭州高二检测)下列说法不正确的是下列说法不正确的是()()A.A.焓变是一个反应能否自发进行的相关因素，多数放焓变是一个反应能否自发进行的相关因素，多数放热反应能自发进行热反应能自发进行B.B.自发进行的反应一定能迅速进行自发进行的反应一定能迅速进行C.C.在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体
13、系的混在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大乱程度越大，熵值越大D.D.一个反应能否自发进行，由焓变和熵变共同决定一个反应能否自发进行，由焓变和熵变共同决定【解析解析】选选B B。反应能否迅速进行是反应速率问题，反。反应能否迅速进行是反应速率问题，反应能否自发进行是化学反应进行的方向问题，二者无应能否自发进行是化学反应进行的方向问题，二者无必然联系。必然联系。知识点二：化学反应方向的判断知识点二：化学反应方向的判断4.4.自发进行的反应不可能是（自发进行的反应不可能是（）A.A.吸热反应吸热反应B.B.放热反应放热反应C.C.熵增加反应熵增加反应D.D.熵减少且吸热的
14、反应熵减少且吸热的反应【解析解析】选选D D。当。当H 0 0，SS0 0，反应一定能自发，反应一定能自发进行；进行；H0 0，SS0 0或或H0 0，SS0 0，反应可能，反应可能自发进行；自发进行；H0 0，SS0 0，反应不能自发进行。，反应不能自发进行。5.5.反应反应CHCH3 3OHOH（l l）+NH+NH3 3(g)CH(g)CH3 3NHNH2 2(g)+H(g)+H2 2O(g)O(g)在某在某温度时能自发向正反应方向进行，若该反应的温度时能自发向正反应方向进行，若该反应的H=+17 kJmol=+17 kJmol-1-1,|,|H-S|=17 kJmol-S|=17 kJ
15、mol-1-1，则，则下列关系中正确的是（下列关系中正确的是（）A.A.H0,0,H-TS0 B.-TS0 B.H0,0-TS0C.C.H0,0,H-TS0 D.-TS0 D.H0,0,H-TS0-TS0,0,又又因为该反应在某温度时能自发向正反应方向进行，说因为该反应在某温度时能自发向正反应方向进行，说明明H-TS0,-TS 液态熵值液态熵值 固态熵值，状态都是气态时，看物质的量的固态熵值，状态都是气态时，看物质的量的多少，物质的量越多多少，物质的量越多,熵值越大。故（熵值越大。故（1 1）减小，）减小，（2 2）无明显变化，（）无明显变化，（3 3）增加，（）增加，（4 4）减小。（）减小
16、。（5 5）KNOKNO3 3溶于水时溶于水时KNOKNO3 3=K=K+NO+NO3 3-，自由移动离子数目增多，自由移动离子数目增多，因此熵值变大。因此熵值变大。答案：答案：（1 1）减小）减小 （2 2）无明显变化）无明显变化 （3 3）增加）增加（4 4）减小）减小 （5 5）增加）增加1.(51.(5分分)灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在构坚固可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 0、100 kPa100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用
17、（已知在用（已知在0 0、100 kPa100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反条件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别为应，焓变和熵变分别为H=-2 180.9 Jmol=-2 180.9 Jmol-1-1，S=S=-6.61 Jmol-6.61 Jmol-1-1KK-1-1）（）（）A.A.会变会变 B.B.不会变不会变C.C.不能确定不能确定 D.D.升高温度才会变升高温度才会变【解析解析】选选A A。在等温、等压条件下，自发反应总是向。在等温、等压条件下，自发反应总是向着着H-TS-TS0 0的方向进行，直至达到平衡状态，因此，的方向进行，直至达到平衡状态，因此，在在0 0、100 k
18、Pa100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡就转化条件下，白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应白锡为求算反应白锡灰锡的灰锡的H-TS-TS的问题。的问题。H-TS=-2 180.9 J-TS=-2 180.9 Jmolmol-1-1-273 K-273 K(-6.61 J(-6.61 Jmolmol-1-1K K-1-1)=-376.37 J)=-376.37 Jmolmol-1-10 0，因此在，因此在该条件下白锡会变为灰锡。该条件下白锡会变为灰锡。2.2.（5 5分）（分）（20102010大庆高二检测）对于化学反应能否大庆高二检测）对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是（自发进行，下
19、列说法中错误的是（）A.A.若若H0,S00,S0,S00,S0低温时可自发进行低温时可自发进行C.C.若若H0,S0,S0任何温度下都不能自发进行任何温度下都不能自发进行D.D.若若H00任何温度下都能自发进行任何温度下都能自发进行【解析解析】选选B B。根据。根据G=G=H-T-TSS知，知，G0G0G0反应不能自发进行，当反应不能自发进行，当H00，S0S0时，时，H-T-TSS中中H00S0，若，若G0,G0,则则HTTSS即即T T为低温，故为低温，故A A正确。正确。当当H00S0时，时，H-T-TS0S00，S0S0,S0,不能自发进行，不能自发进行，C C正确。正确。当当H0,
20、S00,S0时，时，H-T-TS0S0时，时，T T为高温，故为高温，故B B错错误。误。3.(103.(10分分)已知下列数据：已知下列数据：CaO(s)+SOCaO(s)+SO3 3(g)=(g)=CaSOCaSO4 4(s)(s)H=-401.9 kJmol=-401.9 kJmol-1-1试通过计算说明能否用试通过计算说明能否用CaO(s)CaO(s)吸收高炉废气中的吸收高炉废气中的SOSO3 3气气体以防止体以防止SOSO3 3污染环境。污染环境。【解析解析】根据已知数据求得根据已知数据求得S=107.0 JS=107.0 Jmolmol-1-1K K-1-1-39.75 J39.7
21、5 Jmolmol-1-1K K-1-1-256.65 J-256.65 Jmolmol-1-1K K-1-1=-189.4 J=-189.4 Jmolmol-1-1K K-1-1，H-TS=-401.9 kJ-TS=-401.9 kJmolmol-1-1-298 K-298 K(-189.4(-189.41010-3-3 kJ kJmolmol-1-1K K-1-1)=-345.46 kJ)=-345.46 kJmolmol-1-1，所以反应在常温下能自发进行。令所以反应在常温下能自发进行。令H-TS=0-TS=0，可求得，可求得T=2 122 KT=2 122 K，即反应的转折温度较高，因此用，即反应的转折温度较高，因此用CaO(s)CaO(s)吸收吸收高炉废气中的高炉废气中的SOSO3 3气体以防止气体以防止SOSO3 3污染环境是可行的。污染环境是可行的。答案：答案：反应在常温下能自发进行，同时反应的转折温反应在常温下能自发进行，同时反应的转折温度较高，约度较高，约2 122 K2 122 K，因此用，因此用CaOCaO吸收高炉废气中的吸收高炉废气中的SOSO3 3气体是可行的。气体是可行的。同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全