化学反应的方向ppt课件

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化学反应进行的方向与熵变的关系
【思考】下列自发过程的熵变有何特点？
(1)冰→ 液态水 → 水蒸气 (2)氯化钠晶体溶于水
ΔS=S产物总熵－S反应物总熵
(3)自发进行的吸热反应：
N2O5分解：2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7kJ/mol 碳酸铵的分解：(NH4 )2CO3(s) NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ/mol
PS：
1.自发反应具有方向性：即在一定条件下反应的某个方向是自发进行的，其逆方向在相同条件下一定不能自发进行
2.自发反应是指该反应过程有自发进行的倾向：但不一定能够实际发生，发生时速率也不一定大，非自发反应在一定条件下也可能发生。如煤的燃烧是自发反应，但在常温下不能自发进行。
自发过程与自发反应
共同点：熵（S）增加
化学反应进行的方向与熵变的关系
2.熵变与反应方向
熵变（△S） △S=S(产物）-S(反应物）
△S>0,熵增反应 △S<0,熵减反应
体系趋向于从有序状态转变为无序状态，
因此熵增反应(△S>0 )具有自发进行的倾向。
熵变只是判别反应能否自发进行的一个因素，但也不是唯一因素。
自由能与化学反应的方向
第二章化学反应速率与化学平衡
第三节化学反应的方向第一课时化学反应的方向
新课导入
自然界中水总是自动从高处往低处流；电流总是从自动电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水自动扩散；食盐自动溶解于水；火柴棒自动散落等。
上述过程有何共同点？
有明显的自发性
如何理解自发性了？
放热反应(△H<0 )具有自发进行的倾向

化学人教版(2019)选择性必修1 2.3化学反应的方向(共21张ppt)

共同点：熵（S）增加
课内探究
(2)熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变大于零，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，又称为熵判据。
△S>0 熵增反应能自发进行 △S<0 熵减反应难自发进行
请思考自发反应一定是熵增加的反应吗？
课内探究
(1) -10℃的液态水能自动结冰成为固态
3.自发反应 (1)含义: 在一定条件下，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)特征：具有方向性，即在一定条件下反应在某个方向是自发的，其逆方向的反应在该条件下肯定不自发。 (3)应用：可被用来做“有用功”。如可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。
思考与讨论
自发反应一定能发生，而非自发反应一定不能发生吗？
课内探究
有人认为，只有放热的反应才能自发进行，可以根据化学反应是吸热还是放热来判断化学反应的方向，这样的想法正确吗？
课内探究
(1)室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。 (2)N2O5分解： 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7kJ/mol (3) 碳铵的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
气体的自发扩散过程
课内探究
表示体系的不规
2.熵判据—自发反应与熵变的关系
则或无序状态
(1)熵: 是衡量体系混乱度大小的物理量。用符号S表示，常用单位
为 J/(mol·K)。体系混乱程度越大，熵值越大。
三种状态下水的熵
冰：47.9J/(mol·K) 水：69.9J/(mol·K) 水蒸气：188.7J/(mol·K) 注意：同一种物质，不同状态，熵值大小为：S(g)﹥S(l)﹥S(s)

2.3 化学反应的方向-高二化学课件(人教版2019选择性必修1)

② 也有不少熵减的反应能自发进行。
2.3.1 化学反应的方向
3、复合判据
（1）表达式：∆G = ∆H - ຫໍສະໝຸດ ∆S∆G＞0，不能自发进行
（2）判据
∆G = 0，平衡状态
∆G＜0，能自发进行
（3）规律
∆S
∆H＜0
∆H＞0
∆S＞0
∆S＞0
能自发进行
高温下自发进行
∆H
∆H＜0
∆H＞0
∆S＜0
∆S＜0
低温下自发进行不能自发进行
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.2 kJ/mol
课堂练习
2．下列关于化学反应的熵变的叙述正确的是( C )
A．化学反应的熵变与反应的方向无关
B．化学反应的熵变直接决定了反应的方向
C．熵值增大的反应都是混乱度增大的反应
D．能自发进行的反应熵值都增大
CHEMISTRY
（1）熵
① 定义：用来量度体系混乱程度的物理量；熵值越大，混乱程度越大。
② 符号：S
③ 影响因素：物质的状态； S气＞S液＞S固
2.3.1 化学反应的方向
（2）熵变
① 符号：∆S = S后 - S前
∆S＞0，体系混乱程度增大
② 规律
∆S＜0，体系混乱程度减小
（3）熵判据
① 普遍规律：体系趋向于有序→无序，（混乱度增大的方向）；熵增原理：∆＞0。
感谢聆听！
课堂练习
1、下列自发反应可用焓判据来解释的是( C )
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ/mol
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ/mol

《化学反应的方向》课件

焓变的影响因素
01
02
03
物质的种类
不同物质具有不同的能量，因此具有不同的焓变。
物质的量
物质的量越大，具有的能量越高，因此具有的焓变越大。
温度
温度越高，具有的能量越高，因此具有的焓变越大。
03
CATALOGUE
熵变与化学反应方向
熵变的概念
熵
表示系统混乱度或无序度的物理量，符号为S。
熵变
《化学反应的方向》ppt课件
contents
目录
• 化学反应的方向概述 • 焓变与化学反应方向 • 熵变与化学反应方向 • 温度与化学反应方向 • 综合分析化学反应的方向
01
CATALOGUE
化学反应的方向概述
定义与概念
化学反应方向
指化学反应过程中反应物向生成物转化的方向。
反应自发进行
在没有外界作用的情况下，化学反应总是向着能量降低、熵增加的方向进行。
综合分析化学反应方向的实例
实例一
氢气与氧气反应生成水：这是一个放热反应，ΔH为负值；同时，该反应熵减， ΔS为负值。根据ΔH-TΔS判据，该反应在常温下自发向右进行。
实例二
碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳：这是一个吸热反应，ΔH为正值；同时，该反应熵增，ΔS为正值。根据ΔH-TΔS判据，该反应在高温下自发向右进行。
综合分析化学反应方向的注意事项
注意温度的影响
在应用ΔH-TΔS判据时，需要考虑到温度的影响。在高温下，放热反应也可能不自发进行；在低温下，吸热反应也可能自发进行。
注意熵变的正负号
熵变ΔS的正负号对判断反应方向至关重要。熵增有利于自发反应的进行，而熵减则不利于自发反应的进行。

人教版化学《化学反应进行的方向》课件ppt

（4）熵变和熵增原理
总结感第悟11 页
①熵变（△S）：产生新物质或物质状态有变化就存在着熵变。
△S=S产物－S反应物 ②在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。
该原理是用来判断过程方向的一个因素，又称为熵判据。
人教版高中化学选修4课件：2.4 化学反应进行的方向
人教版高中化学选修4课件：2.4 化学反应进行的方向
自发进行的主要原因吗？
C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-1
2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s)
△H = -822 kJ·mol-1
4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s)
△H = -1648.4 kJ·mol-1
化学反应进行的方向
人教版高中化学选修4课件：2.4 化学反应进行的方向
第7 页
有序
混乱
人教版高中化学选修4课件：2.4 化学反应进行的方向
化学反应进行的方向
2、熵判据
（1）熵：用来度量体系混乱程度的物理量。（2）符号：S 单位：J•mol-1•K-1 （3）体系混乱度越大，熵值越大。
总结感第悟8 页
化学反应进行的方向
交流讨第论12 页
分析下列过程的焓变、熵变与反应方向
焓变熵变能否自发
①NH3(g)+ HCl(g)=== NH4Cl(s) ﹤0
<0 能
②NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g) >0 >0 不能
③NH4Cl(s) =加=热= NH3(g)+ HCl(g) >0

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已知： △H(298K)=178.2KJ•mol , △S(298K)=169.6J•mol-1•K-1
13
反应能否自发还与温度有关
3、复合判据（自由能变化科）学视野
自由能变化：△G ＝ △14H－ T·△S
当△H＜0 ，△S＞0时， △G＜0 反应自发进行；
当△H＞0 ，△S＜0时， △G ＞ 0 反应不能自发进行；
1.气体扩散、火柴散落过程1混0 乱度如何变化？增大
2.从混乱度角度分析它为什么可以自发发生？
（二）熵判据
混乱度越大越稳定
1.熵：混乱（或无序）的程度，符号为S；
——体系的无序性越高，即混乱度越高，
熵值就越大。
2.熵判据：
【归纳与总结】
自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据
二、能否自发进行的判据
1、焓判共据同特点：△H < O 即放热反应
下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自
发进行的主要原因吗？
C3H8(放g)热+反5O应2(使g)体= 系3C能O2(量g)降+低4，H2O能(l量) 越低越稳定，△△HH<= O-2有21利7.5于k反J·应mol自-1发进行
反应物的总能量高
1、焓判据
放
热反
△H＜0
应
生成物的总能量低思考：是不是所有自发进行的化学
反应都是放热的？ 6
观察与思考
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)

化学反应进行的方向课件

1．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( C )
A．化学反应的焓变与其反应的方向无关 B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行 D．焓变为负值的反应都能自发进行
可逆反应的题两目个解反析应其焓变的数值相
可可等逆逆，反反但应应是的的符两两号个个(变反反化应应趋其其势焓焓)相变变反的的，数数故值值A相相项等等错，，误但但；是是符符号号((变变化化趋趋势势))相相反反，，故故 AA 项项错错焓误误变；；对反应方向有直接影响，但不能决焓焓可定变变逆反对对反应反反应进应应的行方方的两向向方个有有向反直直，应接接B其影影项焓响响错变，，误但但的；不不数能能值决决相定焓定焓等错焓有反变反变，误变的应为应为但；为也进负进负是负不行值行值符值是的的的的号的自方反方反(反发变向应向应化应反，多，多趋多应数数BB势数，项项能能)能D相错错自自项自反误误发发错发，；；进进误进故行行；行，，A，但但项但有焓有焓焓定焓不的变的变变反变利也为也为对应为于不正不正反进正反是值是值应行值应自，自，方的，自吸吸发发吸向方发收收反反收有向进热热应应直，热行量量，，接量B，，，DD项影，体体C体项项错响系系项系错错误，能能正能误误但；量量确量；；不升升。升能高高高决，，，焓变为负值的反应多数能自发进行，但不不有利利的于于也反反不应应是自自自发发发进进反行行应，，，CCD项项项正正错确确误。。；焓变为正值，吸收热量，体系能量升高，
常见的放热反应： 1、大多数化合反应。2、燃烧反应。3、中和反应。 4发过程
自发反应
含义
特征举例应用
在一定条件下，不用借助外力作用_ 在给定的一组条件下，可以自发进

第四节--化学反应进行的方向省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

3、吸热旳自发过程
(1)室温下冰块旳融化；硝酸盐类旳溶解等都是自发旳吸热过程。
(2)N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) (3) 碳铵旳分解△：H=+56.7 kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
△H=+74.9 kJ/mol
阐明：(1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。
(2)自发过程和自发反应可被利用来完毕有用功。如向下流动旳水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。
(3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。
二、化学反应进行方向旳判据
1、能量判据：自发过程旳体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。
A.金刚石转化成石墨是自发进行旳过程
B.石墨转化成金刚石是自发进行旳过程
C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低
AC
例题6：下列反应中，在高温下不能自发进行旳是
D A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
熵增 B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) 熵增
(3)同一物质，Sg ＞ Sl ＞ Ss。
(4)构造相同旳同一类型旳物质，M越大，S越大。
(5)相对分子质量相同旳不同物质，构造越大， S 越大。
3、能量判据和熵判据旳应用判断反应进行旳方向
①物质具有旳能量趋于降低

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任一温度(T),并测量此过程的熵变量(ΔS), 则该纯物质在T K时的熵 ΔS ＝ST - S0 ＝ ST - 0 ＝ ST
.
标准摩尔熵某单位物质的量的纯物质在标准态下的熵
值称为标准摩尔熵。
符号：Sm 单位：J·mol-1·K-1 注意：
(1) 纯净单质在298.15K时Sm≠0； (2) 物质的聚集状态不同其熵值不同；
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=-39.4J·mol-1·K-1
.
化学反应的吉布斯自由能变 ──热化学反应方向的判据
摩尔吉布斯自由能变量(简称自由能变)，以rGm表示，单位：kJ·mol-1。吉布斯公式
在等温、等压下, 化学反应摩尔吉布斯自由能变(rGm)与摩尔反应焓变(rHm)、摩尔反应熵变(rSm)、温度(T )之间有如下关系:
符号：S 。单位: JK-1
在0K时,一个纯物质的完美晶体,其组分粒子(原子、分子或离子)都处于完全有序的排列状态, 混乱度最小, 熵值最小。把任何纯物质的完美晶体在0K时的熵值规定为零(S0＝0)。 .
化学反应的熵变熵的性质：熵是状态函数。温度升高, 体系或物质的熵值增大。
以此, 可求得在其它温度下的熵值(ST)。例如：我们将一种纯晶体物质从0K升到
rGm ＝ rHm – T rSm
.
化学反应的吉布斯自由能变 ──热化学反应方向的判据
在等温、等压的封闭体系内, 不作非体积功, rGm可作为热化学反应自发过程的判据。
即: rGm < 0 自发过程, 化学反应自发正向进行
rGm = 0 平衡状态 rGm < 0 非自发过程，
化学反应逆向进行
.
化学反应的吉布斯自由能变 ──热化学反应方向的判据
例如:2水-1总-1是化自学动反地从应高的处自向发低处过流程,铁在
潮湿的空气中易生锈。要使非自发过程得以进行, 外界必须作功。例如：欲使水从低处输送到高处，可借助
水泵作机械功来实现。注意：能自发进行的反应，并不意味着其
反应速率一定.很大
2-1-2 影响化学反应方向的因素
化学反应的焓变自发过程一般都朝着能量降低的方向进行。能量越低，体系的状态就越稳定。
=-188.06 J·mol-1·K-1
注意熵的符号和单位
.
等温可逆过程的熵变可由下式计算：
ΔS Q r T
Qr为体系在可逆过程中的热效应．热力学可逆过程是指一系列无限接近于平衡状态的过程，液体在沸点时的蒸发，固体在熔点时的熔化可近似看作为可逆过程。
.
在一定温度和压力下，化学反应一定不能向着熵减少的方向自发进行吗？
第二章化学反应的方向、速率和限度
.
目录
2-1 化学反应的方向和吉布斯自由能变
2-2 化学反应速率 2-3 化学反应的限度 2-4 化学平衡的移动
.
第一第节一和节化吉化布学学斯反反自应由应的能方的变向方向和吉布斯自由能变
.
2-1-1 化学反应的自发过程
自发过程在一定条件下不需外界作功，一经引发就能自动进行的过程。
为什么有些吸热过程亦能自发进行呢?
例如 1.NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq) rHm = 14.7 kJ·mol-1
NH4Cl晶体中NH4+ 和Cl- 的排列是整齐有序的。NH4C1晶体进入水中后，形成水合离子(以aq表示)并在水中扩散。在NH4Cl 溶液中，无论是NH4+(aq)、Cl-(aq)还是水分子，它们的分布情况比 NH4C1 溶解前要混乱得多。
等温、等压的封闭体系内，不作非体积功的前提下，任何自发过程总是朝着吉布斯自由能(G)减小的方向进行。
rGm ＝ 0 时，体系的G降低到最小值，反应达平衡。此即为著名的最小自由能原理。
同种物质 Sm(g)>Sm (1)>Sm(s) (3) 物质的熵值随温度的升高而增大； (4) 气态物质的熵值随压力的增大而减小。
.
因为熵是一种状态函数化学反应的标准摩尔反应熵变 (rSm ) 只取决于反应的始态和终态，而与变化的途径无关。
标准摩尔反应熵变
rSm ＝Σi Sm(生成物) +Σi Sm(反应物)
.
为什么有些吸热过程亦能自发进行呢?
再如
2.Ag2O(s) →
2Ag(s) +
Hale Waihona Puke 1 2O2(g)rHm=31.05 kJ·mol-1
反应前后, 不但物质的种类和 “物质的量”增多, 并产生了热运动自由度很大的气体, 整个物质体系的混乱程度增大。
.
克劳修斯（德国）
.
化学反应的熵变熵的概念：体系内组成物质粒子运动的混乱程度。熵是描述物质混乱度大小的物理量。物质(或体系) 混乱度越大,对应的熵值越大。
不准ΔrH确m、<不0全时面: 化的学。反除应了自反发应进焓行变以外，还
有其ΔrH它m因>素0时(体: 系化混学乱反度应的不增能加自和发温进度行等), 但也因实是素践影。表响明许:多化有亦学些能和吸自物热发理过进过程行程(。Δ自rH发m >进0行) 的
例如
1.NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq)
rHm = 14.7 kJ·mol-1
2.Ag2O(s) →
2Ag(s) +
1 2
O2(g)
rHm=31.05 kJ. ·mol-1
墨水、气体扩散，固体的溶解一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？
.
.
例计算反应：2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)的rSm
解：
2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)
Sm/(J·mol-1·K-1) 248.22 205.138 256.76
rSm＝2Sm(SO3)-[2Sm(SO2)+Sm(O2)]
={2(256.78)-[2(248.22)+205.138]} J·mol-1·K-1
对2化-1学-2反影应响，很化多学放反热应反方应在向2的98.因15K素,标
准态下是自发的。
例如: CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) rHm = -890.36 kJ·mol-1
.
曾试图以反应的焓变 (ΔrHm) 作为反应自发性的判据。
认可为见在，等把温焓等变压作条为件反下应，自当发性的判据是

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