1、,第二章 化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应的方向,学习要求： 1.焓的概念、熵的概念 2.利用焓变判断反应进行的方向 3.利用熵变判断反应进行的方向 4.利用复合判据判断反应进行的方向,有序,混乱,自然界中水总是从高处往低处流； 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 室温下冰块自动融化； 墨水扩散； 食盐溶解于水； 火柴棒散落等,大家还能举出一些自发过程的例子吗？,自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。,自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。,一.自发过程与自发反应：,特点： 1.单向不可逆.,2.体系趋向从高能状态转变为低能状态
2、,3.体系有从有序自发转变为无序的倾向， 即混乱程度增大。,下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-1 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1 H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1,共同特点：H O 即放热反应,1、能量判据（焓判据）,反应物的总能量高,生成物的总能量
3、低,放热反应,H0,二.化学反应进行方向的判据：,2018/11/24,焓判据放热反应过程中，体系能量降低， (H 0) 具有自发反应的倾向。,思,与,题,问,考,练习1、以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/mol,D,思考：是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？,思,与,题,问,考,焓判据放热反应过程中，体系能量降低 （H
4、 0 ）具有自发反应的倾向。,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),焓判据不全面,H O,克劳修斯 （德国）,熵,S,2、熵判据,熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。单位：对于同一物质：S（g）S（l）S（s） 熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用S表示。S=S生成物总熵S反应物总熵,熵判据：大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向 S0,1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。
5、2、反应过程中气体物质的量增加的反应。 3. 生成气体的反应。,导致混乱度增加的一些因素,D,练习2、下列反应中，熵减小的是（ ）,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),熵拉动,在金属钾的制备中为什么金属钠能还原金属钾？,Na（l）+KCl（l）=NaCl（l）+K(g),沸点 KNa,高温,熵判据不全面,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),美国物理化学家吉布斯,自由能,G,G=H-TS,3
6、.复合判据（自由能变化G）,自由能变化G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,当G0时，反应为自发反应,当G0时，反应为非自发反应 当G=0时, 反应达到平衡,H,S,练习3、某化学反应其H= -122 kJmol-1，S=231 Jmol-1K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行 ( )A在任何温度下都能自发进行。 B在任何温度下都不能自发进行。C仅在高温下自发进行。 D仅在低温下自发进行。,A,2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g) 在298K、100KPa的条件下 H= -113 kJmoL-1 S= -145.3JmoL-1K-1 该反应能否用来消除汽车尾气，理由是什么？,2在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。,影响因素：,焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发,温度,熵与环境,熵增就是污染,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。,熵与社会,熵增就是社会混乱,随堂练习,2018/11/24,
