1、第四节 化学反应进行的方向,目标导航,预习导引,1.知道自发过程和化学反应的自发性。 2.通过“有序”和“无序”的对比,能说出熵和熵变的概念。 3.能说出焓变和熵变对化学反应方向的影响,能用焓变和熵变判断化学反应的方向。,目标导航,预习导引,一,二,一、自发过程和自发反应 1.自发过程 在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。 2.自发反应 在给定的一组条件下,一个反应可以自发地进行到显著程度,就称为自发反应。,目标导航,预习导引,一,二,二、化学反应进行方向的判据 1.焓判据 放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用焓变来判断反应进行的方向。 2.熵判据 (1)熵:用来
2、度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越大。符号:S。单位:J(molK)-1。 (2)熵值大小的比较。 同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)S(l)S(s)。 (3)熵增原理。 在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变(符号S)大于零。,目标导航,预习导引,一,二,(4)熵判据。 体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。 3.复合判据 (1)复合判据。 化学反应的方向是焓变和熵变共同影响的结果,判断依据为 H-TS,又称自由能变化,符号为G。 (2)反应能否自发进行的判断。 在恒温恒压下,自由能变化(G)的正负决定着化学反
3、应自发进行的方向。,目标导航,预习导引,一,二,为什么日常用的铁器会生锈,铜会长出铜绿,而铁锈不会变为铁,铜绿不会变为铜呢? 提示：金属腐蚀是一个放热的自发过程,而金属化合物变为单质是一个非自发过程。,目标导航,预习导引,一,二,“自发反应一定能自动进行,而非自发反应一定不能发生”,这句话对吗?说明理由。 提示：不对。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行,非自发反应具备了一定条件也能发生。如甲烷燃烧是自发反应,但需点燃或加热才能反应;石灰石分解为氧化钙和二氧化碳常温下为非自发反应,在高温下可以发生。,知识梳理,典例透析,一,二,知识梳理,典例透析,一,二,知识梳理,典例透析,一,二,知识梳理
4、,典例透析,一,二,二、化学反应进行的方向与自由能变化的关系 1.自由能变化G的判断方法 G=H-TS G0,反应逆向自发进行。 2.注意几种情况,知识梳理,典例透析,一,二,(1)放热的熵增反应,能自发进行。 H0,G0,S0 (3)放热的熵减反应,降低温度,有利于反应自发进行。 H0,S0,要保证G0,T要升高得足够高。,知识梳理,典例透析,一,二,特别提醒焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立地作为自发性的判据,要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变。 根据H-TS0判断的只是反应能否自发进行的可能性,具体的反应能否实际发生,还涉及化学反应速率的问题。,知识梳理,典例透
5、析,知识点1,知识点2,知识点3,自发过程和自发反应,【例题1】 下列说法中不正确的是( ) A.体系有序性越高,熵值就越低 B.自发过程不一定导致体系的熵增大 C.吸热反应不可能自发进行 D.同种物质气态时熵值最大 答案：C,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,熵增、熵减的判断,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,解析：(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应:(2+4+1)-00,因此该过程是熵增加的过程; (2)水煤气转化反应,气态物质的物质的量在反应前后未发生变化:(1+1)-(1+1)=0,估计该过程的熵变很小; (3)生成臭氧后,气
6、态物质的物质的量减小:2-30,因此该过程是熵减小的过程。 答案：(1)A (2)D (3)B,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,点拨 常见的熵增大过程有:固体的溶解,气体的扩散,水的汽化过程等。 常见的熵增加的反应有:产生气体的反应,气体物质的量增大的反应。,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,化学反应方向的判断,【例题3】 已知:(NH4)2CO3(s) NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJmol-1,下列说法中正确的是 ( ) A.该反应中熵变、焓变皆大于0 B.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行 C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行 D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应 解析：该反应H0,S0,高温下能自发进行;S0的反应不一定能自发进行;反应放热有利于反应自发进行,但能自发进行的反应不一定是放热反应,不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。 答案：A,
