2.3化学反应的方向 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 飞流直下：不借助外力 排水： 借助水泵，持续消耗电能 高处 低处 自发 非自发 举例生活中的自发过程 冰融化 墨水扩散 自发过程： 一定的条件下，不需要其它外力作用就能自动进行的过程称为自发过程。 自发反应： 在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力量就能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。 • “自发”是一定条件下的自发，条件变了，可能由原来的“自发”变成“非自发”。 冬天水结冰自发 春天冰融水自发 •“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，更不能确定发生的速率。“非自发“也不代表不能发生。 处于高水位的水有向低处流动的趋势但是现在被大拦截，此过程并没有实际发生，但是有发生的趋势。 • 在一定条件下，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的。 氢气的燃烧 水的电解 非自发过程： 必须外界持续做功，否则，过程就会停止，这样的过程叫做“非自发过程”。 H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJ·mol-1 观察下列能够自发进行的化学反应，它们的共同特征是什么？为什么能够自发进行呢？你能够得出什么结论？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5kJ·mol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJ·mol-1 2H2O(l) = 2H2(g) +O2(g) H = +484 kJ·mol-1 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJ·mol-1 Cu(s) + H2SO4(aq) = CuSO4(aq) + H2(g) H = +1341 kJ·mol-11 自发反应 自发反应 非自发反应 自发反应 自发反应 非自发反应 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定 放热反应(H < 0)，是有利于反应自发进行的条件 H < 0 即放热反应 共同特点 发生原因 结论 思考：只有放热反应才能自发进行吗？ 八水合氢氧化钡和氯化铵 反应吸收热量 局限性 思考：吸热反应自发进行的推动力是什么？ 混乱度大 自发过程进行的方向还与“混乱度”有关 两瓶中气体的颜色相同 不需要外界的任何作用，气体通过分子的扩散自发地混合均匀 有序 状态 无序 状态 自发地转化为 密闭条件下 混乱度小 熵(S) 德国科学家克劳修斯(R. Clausius)最早提出了另一个推动体系变化的因素，并称之为“熵”（符号S）的概念，用熵表示体系混乱度，S=Q/T。 玻尔兹曼通过数学模型的建立得出微观状态数与熵有数学关系，具体解释了熵的物理意义：S = k log W，建立了熵与概率的关系，被誉为最美的三个公式之一。其他两个公式分别为牛顿运动定律F = ma，爱因斯坦质能关系E=mc2。 有序 无序 熵 定义：衡量体系混乱度的物理量 符号：S 特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值越大 影响因素： ①同一物质： S(高温) > S(低温) S(g) > S(l) > S(s) 有序 无序 熵 定义：衡量体系混乱度的物理量 符号：S 特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值越大 影响因素： ①同一物质：S(高温) > S(低温) S(g) > S(l) > S(s) ②相同条件下，不同物质：分子结构越复杂，熵越大 乙醇 甲醚 CH3CH2OH(乙醇)的熵 大于CH3OCH3(甲醚) 有序 无序 熵 定义：衡量体系混乱度的物理量 符号：S 特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值越大 影响因素： 熵变： ①同一物质：S(高温) > S(低温) S(g) > S(l) > S(s) ②相同条件下，不同物质：分子结构越复杂，熵越大 产物总熵与反应物总熵之差 S =S(反应产物) －S(反应物) 思考：这些吸热反应为什么能自发进行？ 熵增（△S >0 ）有利于反应自发进行。 思考：自发反应一定是熵增加的反应吗？ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) 熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。 过程的自发性 能量趋于降低 混乱度趋于增加 势能的降低 混乱度的增加 向试管中加入约5mL蒸馏水，滴加约1mLNaOH溶液。 再滴加酚酞！ 熵拉动反应自发进行的实例 金属K的制备 Na(l) + KCl(l) === NaCl(l) + K(g) 高温 在下列反应中为什么金属钠能还原金