2.3化学反应的方向 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应的方向 1 T2 > T1 Q P内 > P外 气体 h1 > h2 液体 墨滴 扩散 从能量较高状态转化为能量较低状态 化学反应的方向 特征：有方向性，不能自动恢复原状。 在一定温度和压强下， 无需外界帮助就能自动进行的反应。 自发反应： N2 + O2 == 2NO 2H2O == 2H2↑ + O2 ↑ 放电 通电 判断化学反应方向的依据 1、焓变△H与反应方向 （1）绝大多数的放热反应(△H ＜0）能自发进行 （2）放出热量越多，能量降低越多，反应越完全 （3）有些吸热过程也能自发进行 有序 混乱 衡量一个体系混乱度的物理量，符号S 体系混乱度越大，熵越大 2、熵变(△S)与反应方向 熵 熵变 反应前后体系熵的变化,符号：△S △S越大，越有利于反应自发进行 变化后混乱度增加，体系熵变△S＞0 下列变化中，ΔS<0的是(　　) A．碳在氧气中燃烧生成CO B．2NO2(g)=N2O4(l) C．2IBr(l)=I2(s)＋Br2(g) D．(NH4)2CO3(s)=2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g) S(g)>S(l)>S(s) 3.化学反应方向的判据 综合考虑焓变△H和熵变△S △H < 0 △S > 0 △H > 0 △S < 0 △H < 0 △S < 0 △H > 0 △S >0 一定自发 一定不能自发 ？ G=∆H - T∙∆S G<0 能自发 G>0 不能自发 吉布斯自由能 约西亚·威拉德·吉布斯 开尔文温度=摄氏度+273 汽车尾气中的主要污染物是NO和CO,它们是现代化城市中的大气污染物。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气： 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 判断该反应在室温下能自发进行吗？ 已知 298K、100kPa下， ΔH=-746.8KJ·mol -1 ΔS＝-197.5J·mol-1 ·K-1 化学反应的调控 明确目的 确定反应 原理分析 实验摸索 化学平衡 反应速率 设备可行 成本核算 化工生产中调控反应的一般思路 可行性 找条件 N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1 对合成氨的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大反应速率         提高氨的含量         增大 升高 降低 增大 增大 使用 无影响 增大 压强 选用条件 越大越好 10～30 MPa 温度 选用条件 低温 400～500 ℃ 浓度 迅速冷却 原料气循环使用 气态氨变成液氨及时分离 并及时补充氮气和氢气 催化剂 合成氨反应一般选择400～500 ℃进行的 又一重要原因为铁触媒在500 ℃左右时的活性最大 铁触媒 为防止杂质使催化剂“中毒”，原料气需净化 工业合成氨的适宜条件和工艺 外部条件 速率 平衡 适宜条件 加压 10～30 MPa 升温 400～500 ℃ 催化剂 铁触媒作催化剂 分离液氨 循环利用N2和H2 增大 增大 增大 右移 减小 右移 右移 增大 左移 不移动 在合成氨时，要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有(　　) ①增大体积使压强减小　 ②减小体积使压强增大　 ③升高温度　④降低温度　 ⑤恒温恒容，再充入N2和H2　 ⑥恒温恒压，再充入N2和H2 ⑦及时分离产生的NH3 ⑧使用催化剂 在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H＝－196.6kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 $$