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第四五讲化学反应的方向和限度优秀课件

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人教版《化学反应的方向》优秀课件PPT

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第二章 化学反应速率和 化学平衡
④H2 (g) ＋ Cl2 (g) = 2HCl (g) △H = -184 kJ/mol
化 学 反 应 的 方 向 ②NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) = CO2(g+CH3COONH4(aq) + H2O(l)
②NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) = CO2(g+CH3COONH4(aq) + H2O(l) △G=△H-T△<0，反应能自发进行； ④H2 (g) ＋ Cl2 (g) = 2HCl (g) △H = -184 kJ/mol
思考交流
-10℃时，液态水就会自动结冰成为固态，10℃ 的冰也能自动变成水。你能从焓变和熵变两个角度分 析一下它们能够自发进行的主要因素是什么吗？
知识呈现
吉布斯确立了定量描述焓变和熵变 在判断反应的自发性过程中的地位。 吉布斯自由能的出现，完美地从定量 角度揭示了变化过程中焓变与熵变之 间的协调与抗衡。
解决问题
科学家设计的第一步反应： TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)
△H=+161.9KJ/mol，△S=-38.4J/(mol·K) 不能自发反应。
另一个方案：科学家们为了解决这一难题，想出来另外一 个方案：向二氧化钛与氯气的反应体系中加入石墨， TiO2(s)+2Cl2(g)+2C（石墨）=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-59.1kJ·mol-1，△S=141.0J·mol-1·K-1。
志气和贫困是患难兄弟，世人常见他们伴在一起。
2
④H (g) ＋ Cl (g) = 2HCl (g) 与其当一辈子乌鸦，莫如当一次鹰。
化学课件《化学反应的方向和限度》优秀ppt6 苏教版

化学课件《化学反应的方向和限度》优秀ppt6 苏教版

化,
说明反应已达到平衡。⑤体积固定、气体质量 反应前后守恒，密度始终不变。⑥反应前后可 逆反应压强不变，意味着各物质的含量不再变 化。⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对 分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的 量不变，该反应ΔV≠0，能说明反应达到平衡。
化学平衡常数的应用及相关计算
1．应用 (1)判断、比较可逆反应进行程度的大小 K值越大，反应正向进行的程度越大； K值越小，反应正向进行的程度越小。 (2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态
解析：选A。本题不仅考查了化学平衡的直接 标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分
析、判断。①中单位时间内生成n mol O2的 同时必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2时， 必消耗n mol O2，能说明反应达到平衡，② 不能说明。③中无论达到平衡与否，化学反 应速率之比都等于化学计量数之比。④有色 气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变
(3)建立过程：以 N2＋3H2
2NH3 为例。在
一密闭容器内加入一定量的 N2 和 H2：
①开始反应时，v(逆)_=__0，v(正)>v(逆)。
②随反应的进行，反应物不断减少，v(正)逐渐
减小；生成物不断增加，v(逆)逐渐增大。
③达平衡状态时，反应物和生发过程 (1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作 用就能自动进行的过程。
(2)特点 ①体系趋向于从能__量__较__高___状态转变为能__量___ _较__低__状态(体系对外部做功或放出热量)。 ②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序 的倾向性(无序体系更加稳定)。 2．化学反应方向的判据
⑨颜色不变化，说明 c(I2)不变，正确；⑩温度、 压强一定时，体积也不变，密度是常数，不正 确；⑪前后物质的总物质的量相等，总质量相
化学反应的方向和限度完整版课件

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是什么因素促使吸 热反应也能自发进 行呢？
反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不
是唯一的因素。
混乱度
自发过程有趋向于最大混乱度的倾向。
熵(entropy):描述体系混乱度的物理量， 符号：S 单位：J·mol-1·K-1 构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的 混乱度越大，熵值越大。 对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s）
(2)CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g) △S＞0
(3)NaOH（s）====Na+(aq)+OH-(aq) △S＞0
(4)N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △S＜0
⊿S＞0有利于反应自发进行，但自发反应不一定 是⊿S＞0的反应。
3.综合判断 （△H、△S综合考虑） 研究表明：在温度、压强一定的条件下
我们都知道水是从高处流向低处，
汇聚到湖泊、海洋等这种位置低、
稳定的地方。
高
山
【思考】（1）水能自发的从高
流
处流向低处吗？
水
（2）如何判断一个化学反应是
否能自发进行？
1.了解物质变化过程的自发性。 2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵 变的概念。 3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响， 能用焓变和熵变解释化学反应的方向。（重点）
2.根据熵判据判断： 大多数自发进行的反应有趋向于使体系的混乱
度增大的倾向。
反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变。用△S表示
△S = S总（生成物）－S总（反应物）
△S ＞０
混乱度增大
△S ＜０
混乱度减小
化学反应的△S越大，越有利于反应自发进行。
问题解决:
化学反应的方向和限度精品课件

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(4)当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温
度有可能对反应的方向起决定性作用。
小 结：
化学反应的方向
共同影响
影响因素： 反应焓变
能量判据
吸热 放热
反应熵变
熵判据
熵增 熵减
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
化学反应的方向及其判断依据
练
习
1. 下列过程是非自发的是 （ D ） A. 水由高处向低处流 B. 天然气的燃烧 C. 铁在潮湿空气中生锈 D. 室温下水结成冰
第二单元 化学反应的方向和限度
化学反应的方向
及其判断依据
水往低处流
冰融化
自然界中的自发过程体现了 自然界变化的方向性
化学反应的方向及其判断依据
一、自发反应——化学反应的方向
问题1：自然界中有许多自然而然发生的现象，物
质间的化学反应是否也能自然发生呢？请联系已学 知识举例。 自发反应： 在一定条件下，无需外界帮助就能 自动进行的反应 . (1) 一定条件指的是一定温度和一定压强，外界帮助 可以是如通电光照等。 (2)自发反应在恰当条件下才能实现.
化学反应的方向及其判断依据
4．判断正误(正确打“√”号，错误打“×”号)。 (1)自发反应一定很容易发生。 (2)O2转化变为O3时，熵减小。 ( ( ) )
(3)同种物质气态时熵值最大。
(4)合成氨反应N2＋3H2 利于其自发进行。
(
)
2NH3；Δ H <0，高温有 ( ) )
(5)能自发进行的反应不一定真的能发生。 ( 答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√
低温下能自发进行
例： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
化学反应的方向和限度 完整版课件

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＝
5 4
，显然满足上述
两个条件，正确；B项表示的反应是同向的，不符合要求；
C项，减压，正逆反应速率都减小；D项表示的反应同向，
也不符合要求。
【答案】 A
1．下列各组反应中，属于可逆反应的一组是( ) A．Cu＋Cl2=点==燃==CuCl2，CuCl2=电==解==Cu＋Cl2↑ B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3， NH4HCO3==△===NH3↑＋CO2↑＋H2O C．H2与I2在加热时生成HI，同时HI又分解出H2和I2 D．2Ag＋Br2=C=u=O==2AgBr,2AgBr==光===2Ag＋Br2 【答案】 C
①v(正)<v(逆)；②v(正)＝v(逆)。
③w(HI)＝w(I2)只是反应过程中的一个特殊状态，不能 作为判断是否达到平衡的依据。
④因反应速率之比等于化学计量数之比，故任何时刻都
有v(H2)＝v(I2)＝12v(HI)。
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1也是反应过程中的特殊 状态，不能作为判断是否达到平衡的依据。
2．化学平衡状态的概念 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆 反应里，正反应 和逆反应的速率相等，反应混合物中各成分的浓度保持不变 的状态。 3．化学平衡状态的特征 逆：研究对象必须是 可逆 反应； 动：化学平衡是 动态 平衡，即当反应达到平衡时，正反 应和逆反应都仍在继续进行；
等：即 v正＝v逆 ； 定：反应混合物中，各组分的百分含量不再发生 变化； 变：化学平衡状态是有条件的、暂时的、相对的，改变 影响平衡的条件，平衡会 发生移动 ，达到新的平衡。
X2 端 值
Y2
Z
端值 端值
0.1
0.2
0
0.3－0.1 ＝0.2
化学课件《化学反应的限度》优秀ppt19 鲁科版

化学课件《化学反应的限度》优秀ppt19 鲁科版


为0.10 mol，求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位 有效数字)。
解析：设CH4的初始物质的量为x mol，
则
CH4(g) ＋ H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
初始浓度/mol·L－1 0 0
栏
平衡浓度/mol·L－1
目 链
K＝＝＝27
接
解得：x＝0.11
栏
物质的起始浓度而改变，仅取决于反应的本性。反
目 链
接
应一定，温度一定，平衡常数就是定值。在恒定的
温度下，可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应
开始，最后都能达到同一平衡状态。因此我们说平
衡常数是反应的特性常数。
(5)若用任意状态的浓度幂之积的比值(称为浓度商，用
Qc表示)与Kc相比较，可判断可逆反应是否达到平衡状
N2＋3H2
2NH3。
(2)注意：
①可逆反应的前提：反应物和产物必须同时存在于同一反
应体系中，而且在相同条件下，正逆反应都能自发进行；
②表示方法：在可逆反应的化学方程式中，用“ 来表示； ③重要的可逆反应：盐类水解、酯的水解等；
”号 栏
目 链 接
④可逆反应的特征：难以进行到底，存在平衡状态。
2．化学平衡状态。 如下图所示：
章 化学反应的方向、限度与速率 节化学反应的限度
知识点一 化学平衡状态
1．可逆反应。
(1)定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，
又能向逆反应方向进行的反应。
栏 目
例如：在N2和H2的反应中，无论怎样改变反应条件
链 接
都不能使N2和H2完全转化为NH3。这是因为在N2和
H2生成NH3的同时，NH3也分解生成N2和H2。即：
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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，如在 室温下吸热反应的碳酸钙分解 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。
硝酸铵溶于水要吸热，但它能 自发向水中扩散
火柴棒散落 墨水扩散
由有序转变为无序
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
1、反应方向与条件有关，不能随意将常温、 常压下的结论用于其他温度、压强下。
2 、∆H—T∆S这个判据只能用于一定温度，
压强条件下的反应
3、 ∆H—T∆S这个判据指出的是在温度、压 强一定的条件下反应自动发生的趋势，即反 应发生的可能性，它并不能说明在该条件下 可能自发进行的反应能否实际发生。
【思考与交流】 判断这两个反应什么条件下自发进行
第四五讲化学反应 的方向和限度
【学习目标】 1、理解焓变与反应方向的关系。 2、了解“熵”和“熵变”的概念，
知道化学反应中存在熵变。 3、理解熵变与反应方向的关系。 4、能综合运用焓变与熵变，判断
化学反应进行的方向。
化学反应的方向
研 究 化 化学反应进行 学 的快慢问题 反 应 化学反应进行
的程度问题
二、熵判据
1、熵定义：体系混乱度的量度， 即熵是用来描述体系的混乱度的 物理量。 符号：S 单位： J•mol-1•K-1 体系混乱度越大，熵值越大； 体系混乱度越小，熵值越小。
❖影响物质熵值大小的因素： 体系混乱度越大，熵值越大。
(1)物质的聚集状态： 同种物质S(g)> S(l)> S(s)
(3)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol
共同点——放热反应 △H＜0
一、能量判据（焓判据）
体系趋向于从高能状态转变 为低能状态（这时体系会对外做 功或者释放热量——△H ﹤0）。
一般情况下： △H < O，即放热 反应利于反应自发进行。
【思考与交流】
NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
△H＜0 △S < 0
低温可自发
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△H >0 △S>0
高温可自发
知识总结
化学反应的方向
共同影响
反应焓变
反应熵变
吸热
放热
熵增
熵减
焓减小有利于反应自发， 熵增大有利于反应自发
思考：ΔH －TΔS＜0的反应一定能自发 发生吗？ ΔH －TΔS＜0只是说明在一定条件下该 反应有自发发生的趋势，即反应发生的 可能性，并不能说明能实际发生，反应 能否实际发生还涉及反应速率问题。
(2)物质(或体系)的温度和压ห้องสมุดไป่ตู้： S（高温）> S(低温) S（低压）> S(高压)
2、熵变与反应熵变 （1）熵变（△S）∶化学反应中要发生
物质的变化或物质状态的变化，因此 存在着熵变。
（2）反应熵变：△S=S反应产物－S反应物 熵增加的过程：固体的溶解，液体的气
化，墨水的扩散，气体的扩散
熵增加的反应：产生气体的反应△S ＞ 0或气体物质的物质的量增大的反应
自发反应一定要△H < O ？
△H= ＋56.7kJ/mol △H= ＋74.9kJ/mol
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) △H= ＋37.30kJ/mol
结论：△H < O有利于反应自发进 行，自发反应不一定要△H < O
焓变是反应能否自发进行的一个 因素,但不是唯一因素。
如——汽车尾气处理反应： 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)
随堂练习 1.下列说法完全正确的是（ D ）
A.放热反应均是自发反应 B.ΔS为正值的反应均是自发反应 C.物质的量增加的反应，ΔS为正值 D.自发反应也需要一定条件 2.下列过程中熵增加的是（ AC）
思考：判断下列过程的熵变是大于 零还是小于零？
1.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)
△S＞0
2.CaCO3==CaO(s)+CO2(g)
△S＞0
3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)
△S＞0
4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)
△S<0
【思考与交流】
自发反应一定是熵增加的反应吗？
ΔS • ΔH-TΔS＜0 反应能自发进行
• ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
•ΔΔHH<-0TΔ,ΔSS＞>00 反应不Δ能H自>发0，进行ΔS>0 所有温度下反 高温下反应自 应自发进行 发进行
ΔH<0,ΔS<0 低温下反应
自发进行
ΔH
ΔH>0,ΔS<0 所有温度下反应 都不能自发进行
注意：
如何判断一个反应能否自 发进行？
【思考与交流】
以下这些一定条件下能自发进行的反 应有何共同特点？
(1)钠与水反应： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH(aq) + H2 (g)
△H=－368 kJ/mol (2)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=－39.35J•mol-1•K-1
结论：△S > O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要△S > O
熵变是反应能否自发进行一 个因素,但不是惟一因素。
三、复合判据（自由能变化）
△H—T △S
△H—T △S<0 时，反应自发进行 △H—T △S >0时，反应不自发进行 △H—T △S =0时，平衡状态
焓变与熵变 化学反应速率
化学平衡
第一节 化学反应的方向
自然界中有许 多自然而然发 生的现象，请 同学们联系生 活知识，列举 一些能自动发 生的例子？
水总是自发地由高处往低处流
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墨水扩散； ⑤食盐溶解于水； ⑥火柴棒散落等。
镁条燃烧；酸碱中和； 铁器暴露在潮湿空气 中会生锈；甲烷和氧 气的混合气体遇明火 就燃烧，锌与CuSO4 溶液会自动反应生成 Cu和ZnSO4等，这些 过程都是自发的，其 逆过程就是非自发的。
1、自发过程：在一定条件下，不借 助外部力量就能自动进行的过程。
2、自发反应：在给定的一组条件 下，可以自发进行反应，就称为自 发反应。