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化学反应的方向

SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin. 化学反应的方向. 欢迎各位专家指导！. 曹旭琴 西交大苏州附中. N 2 (g) +3H 2 (g) 2NH 3 (g) Δ H = － 92.4 kJ·mol － 1. 平衡 理论. 速率 理论. SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin. 化学反应的方向.

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化学反应的方向

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Presentation Transcript

  1. SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 欢迎各位专家指导！ 曹旭琴 西交大苏州附中

  2. N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=－ 92.4 kJ·mol－1 平衡理论 速率理论 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=－ 92.4 kJ·mol－1 哈伯（Haber）：合成氨适宜的生产条件： （1）温度：500 ℃ （2）压强：13～30 M Pa （3）催化剂：铁触媒 （4）浓度：n(N2) ∶n(H2)=1∶2.8， 并不断分离出NH3

  3. 1791年 1910年 TiCl4(l)+2Mg(l) =Ti (s)+2MgCl2(l) 熔融 金红石矿、主要成分：TiO2， 含量95% 熔点1850 ℃ TiCl4+4Na Ti +4NaCl SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 金属钛 化学反应的方向 1791年 金红石矿、主要成分：TiO2， 含量95% 熔点1850 ℃ 金红石矿、主要成分：TiO2， 含量95% 熔点1850 ℃ K Ca Na Mg Al Ti Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au TiO2(s) =TiCl4(l) ？ +2Cl2(g) +O2(g)

  4. SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 化学反应原理 （1）化学反应进行的快慢——化学反应速率 （2）化学反应的限度——化学平衡 （3）化学反应进行的方向？

  5. SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 化学反应的方向 曹旭琴 西交大苏州附中

  6. SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向

  7. Ag+ (aq) +Cl一 (aq)＝ AgCl(s) 反应物能量总和 E H+ (aq) +OH一 (aq)＝ H2O(l) ΔH 4Na + O2＝ 4Na2O CaO+ H2O＝ Ca(OH)2 生成物能量总和 Zn +H2SO4 = ZnSO4 +H2 ↑ 反应进程 ΔH＜0 Fe +CuSO4 = FeSO4 +Cu SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 一、自发反应（spontaneous reaction）

  8. E Ea 2.注意点： 反应物能量总和 ΔH ·自发反应不是指不需任何反应条件 生成物能量总和 反应进程 CH4 (g) ＋2O2 (g)＝CO2 (g)+2H2O(l) ΔH＝－890.2 kJ·mol－1 2H2 (g) ＋O2 (g)＝2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 一、自发反应（spontaneous reaction） 1.概念：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应。 ·自发反应不一定是迅速的 ·非自发反应不是指不可能的

  9. 1.焓判据 放热方向：ΔH＜0 硝酸铵的溶解 室温下冰的熔化 水的蒸发 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 二、化学反应方向的判断依据（判据） 体系有自发向自身能量降低的方向进行的倾向。

  10. E ①HCO3－+ H+ = H2CO3 ΔH＜0 ΔH ＞0 ② ②H2CO3= H2O + CO2↑ΔH＞0 ① 反应进程 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 实验1. 向锥形瓶中加入Ba(OH)2·8H2O (s)和NH4Cl (s) ，用玻棒混合均匀。 实验2. 取NaHCO3(s)，加其中滴入一滴管的盐酸，用手触摸试管壁。 HCO3－+ H+ = H2O + CO2↑

  11. E 生成物能量总和 Ea ΔH 反应物能量总和 反应进程 Ba(OH)2·8H2O (s)+2NH4Cl (s) =BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O ΔH＞0 NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)+CO2(g) SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 二、化学反应方向的判断依据 CaCO3(高温) = CaO(s)+CO2(g)

  12. NaCl溶于水 德国物理学家 克劳修斯 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向

  13. 1.焓判据： 放热方向：ΔH＜0 体系有自发向混乱度增加的方向进行的倾向。 混乱度增加方向：ΔS＞0 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 乙醛 化学反应的方向 二、化学反应方向的判断依据 2.熵判据 熵：衡量一个体系混乱度的物理量。 符号：S 单位：J·mol－1·K－1 熵变：ΔS＝生成物的熵－反应物的熵

  14. 水蒸气 液态水 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 冰固态 化学反应的方向 CaCO3(高温) = CaO(s)+CO2(g) Ba(OH)2·8H2O (s)+2NH4Cl (s) =BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)+CO2(g) 熵 值 增 大

  15. 1.焓判据： 放热方向：ΔH＜0 实例 反应自发性 焓变 熵变 2H2O2 (l) ＝ 2H2O (l) +O2 (g) 自发 ① ΔH＜0 ΔS＞0 不自发 2H2O (l) +O2 (g)＝ 2H2O2 (l) ② ΔS ＜ 0 ΔG＜0 反应自发进行 ΔH ＞0 吉布斯 Gibbs ΔG＝ΔH －T ΔS ΔG＞0 反应不自发进行 自由能 温度 ΔG＝0 处于平衡状态 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 乙醛 化学反应的方向 Ag+ (aq) +Cl一 (aq)＝ AgCl(s) NH3(g) +HCl(g)＝ NH4Cl(s) 2.熵判据: 混乱度增加方向：ΔS＞0

  16. ΔG＜0 反应自发进行 ΔG＝ΔH －T ΔS ΔG＞0 反应不自发进行 自由能 温度 ΔG＝0 处于平衡状态 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 实例 反应自发性 焓变 熵变 ③ ΔH＜0 ΔS＜0 低温自发 NH3(g) +HCl(g)＝NH4Cl(s) ④ ΔH＞0 ΔS＞0 高温自发 NH4Cl(s) ＝ NH3(g) +HCl(g)

  17. 通电 通电 通电 2NaCl 2Na + Cl2 MgCl2 Mg + Cl2 Na +KCl K +NaCl 2Al2O3 4Al +3O2 Na K NaCl KCl 熔点℃ 97.8 63 801 770 SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 1500 882.9 760 沸点℃ 1413 化学反应的方向 三、化学反应方向的应用 K Ca Na Mg Al Ti Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au Fe +CuSO4 = FeSO4 +Cu 1.金属钾的制备： 850℃时用钠还原熔融的KCl (l) (l) (g) (l)

  18. TiCl4(l)+2Mg(l) =Ti (s)+2MgCl2(l) 熔融 + TiCl4+4Na Ti +4NaCl SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 乙醛 化学反应的方向 2.金属钛的制备 Χ(O)=3.5 Χ(Cl)=3.0 TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+161.9 kJ·mol－1 ΔS=－38.4 J·mol－1·k－ 1 2C(石墨)+O2=2CO ΔH= －221 kJ·mol－1 TiO2(s)+2Cl2(g)+ 2C(石墨)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=－59.1 kJ·mol－1 ΔS=+141.0 J·mol－1·k－ 1

  19. SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 3.汽车尾气处理： 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=－ 113.0 kJ·mol－1 ΔS= －143.5J·mol－1·k－ 1 ΔG＝ΔH －T ΔS ＝－ 1000×113.0 kJ·mol－1 ＋ 143.5J·mol－1·k－ 1×T T＜787.5 K

  20. SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 化学反应的方向 生命——低熵的奇迹！ 新陈代谢的本质究竟是什么呢？ ——从外界不断地汲取负熵，以抵消生命运作过程中不得不产生的熵增

  21. SuZhou High School Affiliated to Xi’An Jiaotong University CaoXuqin 乙醛 化学反应的方向 谢谢指导！

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