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金属钛

金属钛. “发现”号航天飞机. 人造卫星. 二十一世纪的第三金属 —— 钛. 二十一世纪的第三金属 —— 钛. 金属钛. 第一步： TiO 2 (s)+2Cl 2 (g)=TiCl 4 (l)+O 2 (g). 第二步： TiCl 4 (l) +Mg(s)=Ti(s)+MgCl 2 (s). 第四节 化学反应进行的方向. 自然界中的自发过程. 1 ）高处的水往低处流；. 2 ）热量由高温物体传向低温物体；. 3 ）电流由电势高的地方流向电势低的地方. 自发反应. NaOH 和 HCl 反应. Cu 和 AgNO 3 反应. Na 投入 H 2 O 中.

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Presentation Transcript

  1. 金属钛 “发现”号航天飞机 人造卫星 二十一世纪的第三金属——钛

  2. 二十一世纪的第三金属——钛 金属钛 第一步：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) 第二步：TiCl4(l) +Mg(s)=Ti(s)+MgCl2(s)

  3. 第四节 化学反应进行的方向

  4. 自然界中的自发过程 1）高处的水往低处流； 2）热量由高温物体传向低温物体； 3）电流由电势高的地方流向电势低的地方

  5. 自发反应 NaOH和HCl反应 Cu和AgNO3反应 Na投入H2O中 铁生锈 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= -57.3 kJ·mol-1 Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) △H= -181.75 kJ·mol-1 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ·mol-1 铁生锈：Fe(s) …… Fe2O3 (aq) △H= -790.7 kJ·mol-1

  6. 探究1：焓变对化学反应自发进行方向的影响 深入思考 在一定条件下，化学反应一定不能向着吸热的方向自发进行吗？

  7. 探究1：焓变对化学反应自发进行方向的影响 实验验证 利用所给试剂和物品设计实验验证： Ba(OH) 2固体、NH4Cl固体、药匙、保鲜袋、橡皮筋 提示： 1）所取Ba(OH) 2固体、NH4Cl固体质量比约3：2 2）为了让两者混合均匀和更直观地感知实验现象，可用手轻轻搓混合物！ 3）为了环保请扎紧保鲜袋袋口。 Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l) 4）及时记录实验现象及结论

  8. 深入思考 是什么因素促使吸热反应也能自发进行呢？

  9. 有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列 ——趋向于体系混乱度增大

  10. 固体溶解过程 气体的扩散 固体中相对较序排列的粒子溶解时自发地成为无序排列 熵 ——趋向于体系混乱度增大

  11. 引入新概念 1）熵的定义： 熵是衡量体系 的物理量；符号， 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，熵值 ； 2）熵变：化学反应中存在着熵变，符号；体系的混乱度增大ΔS0 ，体系的混乱度减小ΔS0 3）体系有自发地向混乱度的方向转化的趋势。 混乱度 S 越大 越大 ΔS < > 增大

  12. 知识介绍 标准状况下：1mol不同物质的熵S(Jmol-1K-1)

  13. 同一物质在不同状态时的熵值 2） 固体的溶解, 墨水在水中的扩散和气体的扩散过程都是混乱度 的过程 3）产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应都是体系熵值 的反应。 47.9Jmol-1K-1 188.7Jmol-1K-1 69.9Jmol-1K-1 冰 水 水蒸气 1） 同一物质的熵 值大小: S(气) S(液) S(固) ＞ ＞ 增加（⊿S＞0） 增加（⊿S＞0）

  14. 思考：吸热反应Ba(OH)2(s)和NH4Cl(s) 能自发进行的原因是什么？ Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l) △H =+149KJ/mol △S=+169.6Jmol-1K-1 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+ H2O(l) +CH3COONH4(aq) H ＝+37.3 KJ·mol-1 S=+184.0J·mol-1·K-1

  15. 交流﹒研讨 在一定温度和压强下，化学反应一定不能向着熵减少的方向自发进行吗？ NH3 (g) + HCl(g)= NH4Cl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s) △S=-284.3J·mol-1·K-1 △S=-31.7J·mol-1·K-1

  16. 应用判据解决问题 不自发 自发 自发 高温自发，低温不自发 根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变与是能否自发进行 放热 △H=-57.3kJ·mol-1 熵增 2）TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+161.9kJ·mol-1 吸热 △S=-38.4J·mol-1·K-1 熵减 放热 3）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H=-176.9kJ·mol-1 熵减 △S=-284.3J·mol-1·K-1 吸热 4）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g ) △H=+178.2kJ·mol-1 熵增 △S=+169.6J·mol-1·K-1

  17. TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) △H=+161.9kJmol-1 △S=-38.4J mol-1K-1 2C(石墨）+O2(g)=2CO(g)△H=-110.5kJmol-1 △S=+89.7J mol-1K-1 TiO2(s)+2Cl2(g) + 2C(石墨) =TiCl4(l)+2CO(g)△H=-59.2kJmol-1 △S=+141.0J mol-1K-1 问题解决

  18. 方法提升 要证明一个观点成立，就是列举能够支持此观点的实例。 证明法： 证伪法： 要否定一个观点，只需举出一个反例即可。

  19. 自主探究 对“△S > 0的反应能自发进行 ”这一观点，利用所给试剂设计实验进行证明和证伪。 试剂：CaCl2（aq）、HCl（aq）、Na2CO3（aq） 书写化学反应方程式并说出证明或证伪的理由。

  20. 课堂小结 熵变 1）和共同影响着化学反应自发进行的方向。体系能量（△H0）和混乱度（△S0）都能促使反应自发进行。 2）△H＜0且△S＞0的反应一定自发进行 △H＞0且△S＜0的反应一定自发进行 3）要判断反应进行的方向，必须综合考虑 体系的 和。 焓变 降低 ＜ 增加 ＞ 能 不能 熵变 焓变

  21. 熵在其他领域的应用 熵与环境 在环境学家看来熵增就是污染……

  22. 熵在其他领域的应用 熵与生命： 衰老是生命系统的熵的一种长期的缓慢的增加，也就是说随着生命的衰老，生命系统的混乱度增大，当熵值达极大值时即死亡，这是一个不可抗拒的自然规律。

  23. 【拓展思考】 登录一个有搜索功能的网站，键入“熵”字，加深和扩大你对“熵”的认识。

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