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1、第二章 化學(xué),第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向,化學(xué)反應(yīng)進行的快慢,化學(xué)反應(yīng)的限度,化學(xué)反應(yīng)進行的方向,化學(xué)反應(yīng)速率,化學(xué)平衡, ?,化學(xué)反應(yīng)原理的組成部分,自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下, 不需外界幫助就能自動 進行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。,自發(fā)過程：在一定條件下,不借助外部力量就能 自動進行的過程。,自然界中水總是從高處往低處流；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；室溫下冰塊自動融化；墨水?dāng)U散；食鹽溶解于水；火柴棒散落等。,這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性其中是否蘊藏了一定的科學(xué)原理？,能量由高到低,下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原

2、因嗎？C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1,共同特點：H O 即放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，H O 有利于反應(yīng)自發(fā)進行,1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）,反應(yīng)物的總能量高,生成物的總能量低,放熱反應(yīng),H0,日常生活中長期積累的經(jīng)驗而總結(jié)得到一條經(jīng)驗規(guī)律

3、能量判據(jù)（焓判據(jù)）體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時體系會對外做功或者釋放熱量即H 0）。,思考：是不是所有自發(fā)進行的化學(xué) 反應(yīng)都是放熱的？,思,與,題,問,考,結(jié)論：H O有利于反應(yīng)自發(fā)進行， 但自發(fā)反應(yīng)不一定要H O,2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l),2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g),(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g),焓變只是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素,但不是惟一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)方向是不全面的。,H O,有序,混亂,2、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向,為了解釋這樣一類與能

4、量狀態(tài)的高低無關(guān)的過程的自發(fā)性，提出了在自然界還存在著另一種能夠推動體系變化的因素（1）、在密閉條件下，體系由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向稱為熵。用熵來描述體系的混亂（或無序）的程度（2）、符號用S表示。單位：Jmol-1 k-1 （3）、熵值越大，體系混亂度越大。同一物質(zhì)，S（g）S（l）S（s）。,1、同一物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，液態(tài)較小，固態(tài)時最小。2、固體的溶解過程、墨水?dāng)U散過程和氣體擴散過程。3、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)。,導(dǎo)致混亂度增加的一些因素,（4）、熵變和熵增原理,熵變（S）化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。 熵變: S = S(生成物)S(反應(yīng)物

5、) 產(chǎn)生氣體的反應(yīng)、氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，熵變通常都是正值（ S 0），為熵增加反應(yīng)。在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這個原理叫做熵增原理。該原理是用來判斷過程的方向的又一個因素，又稱為熵判據(jù)。,判斷下列過程的熵變大于零還是小于零H2O(s)H2O(l)H2O(g) NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq) ,N2(g)+3H2（g）= 2NH3(g),CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),大于零,小于零,大于零,大于零,思考交流： 根據(jù)你已有的知識和經(jīng)驗,分析下列過程的焓 變、熵變與反應(yīng)方向 焓變 熵變 能否自發(fā)NH3(g)+ HCl(g)= NH4C

6、l(s) NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g) NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g),加熱,反應(yīng)能否自發(fā)還與溫度有關(guān),要正確判斷一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行,必須綜合考慮反應(yīng)的焓變H和熵變S,0,0,能,0,0,不能,0,0,能,G=H-TS,3.自由能變化G,自由能變化G綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響,當(dāng)G0時，反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng),當(dāng)G0時，反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng),H,S,2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g),H = -78.03 kJmol-1,S = +494.4 Jmol-1K-1,CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g),H = +110.5 kJmo

7、l-1,S = -89.36 Jmol-1K-1,判斷下列反應(yīng)能否自發(fā)進行,4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s),H = -444.3kJmol-1,S = -280.1 Jmol-1K-1,H (298K)= +178.2 kJmol-1,S (298K)= +169.6 Jmol-1K-1,CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g),2在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水泵可以把水從低水位升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，實現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該

8、過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。,影響因素：,焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā),溫度,【課堂達標測試】,1、下列過程是非自發(fā)的是（ ）A、水由高處向低處流； B、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹； D、室溫下水結(jié)成冰。,D,2、下列說法正確的是（ ）A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的；B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變；C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實現(xiàn)；D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。3、自發(fā)進行的反應(yīng)一定是（ ）A、吸熱反應(yīng)； B、放熱反應(yīng)；C、熵增加反應(yīng)； D、熵增加或者放熱反應(yīng)。,C,D,4、下列說法不正確的是（ ）A. 焓變是一個與反應(yīng)

9、能否自發(fā)進行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。B. 在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。C. 一個反應(yīng)能否自發(fā)進行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱D. 一個反應(yīng)能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān),C,5、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是( )A、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；H=+56.7kJ/molC、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/mol,D,D,6、下列反應(yīng)中，熵減小的是（ ）,A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D. 2CO(g)2C(s)O2(g),7、某化學(xué)反應(yīng)其H= -122 kJmol-1，S=+ 231 Jmol-1K-1，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進行 ( ) A在任何溫度下都能自發(fā)進行 B在任何溫度下都不能自發(fā)進行 C僅在高溫下自發(fā)進行 D僅在低溫下自發(fā)進行,A,謝謝指導(dǎo)！,