1、感谢您的关注！,第四节 化学反应进行的方向,水总是自发地由高处往低处流,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。,这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性其中是否蕴藏了一定的科学原理？,能量由高到低,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；,非自发过程：在一定条件下，需持续借助人为作用才能进行的过程。,化学反应中的自发过程,(1)钠与水反应： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g)H=368 kJ/mol,(2)铁生锈：
2、3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol,(3)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol,共同点放热反应 H0,一、自发过程的能量判据,能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。,能量判据又称焓判据，即H0的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。,练习1,已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： C(金刚石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(
3、g) H2393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是 A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低,A C,知道了某过程有自发性之后，则 可判断出过程的方向 可确定过程是否一定会发生 可预测过程发生完成的快慢 可判断过程的热效应,A,练习2,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？,试举出反例：,Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l),N2O5(g)=2NO2(g)+1/2O2(g),H=+56.7kJ/mol,(N
4、H4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g),H=+74.9kJ/mol,NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+ H2O(l) +CH3COONH4(aq) H +37.3 KJmol-1,-以下都为自发反应,是什么因素促使某些吸热反应也能自发进行呢？,深入思考,墨水滴入水中,气体的扩散,固体的溶解,有序,混乱,一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？ 如果没有法律的制约，世界会怎样？ 下课铃一响教室里会怎样？ 你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？,克劳修斯 （德国）,熵,S,二、熵（S）：1.描述体系混乱度的物理量2.符号：S 单位：Jmol-1K-1,3.大
5、小判据：（1）物质的混乱度：体系混乱度越大，熵值越大；（2）同一条件：不同物质的熵值不同；,（3）物质的存在状态：S(g) S(l) S(s)。,标准状况下：1mol不同物质的熵S(Jmol-1K-1),4.反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差(1)符号：S(2)表达式:S =S(生成物) S (反应物)(3)正负判断：气体体积增大的反应，S0,熵增加反应气体体积减小的反应，S0,熵减小反应,练习：判断下列反应熵变大小： 1、N2+3H2=2NH3 2、2C+O2=2CO 3、CaCO3=CaO+CO2,S0,S0,S0,N2O5分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56
6、.7kJ/mol,碳铵的分解： (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol,自发进行的吸热反应,总结：即S0（熵增）的反应有自发进行的倾向 熵判据也是判断化学反应进行方向的判据之一。,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？,交流研讨,S= -284.3Jmol-1K-1,S=-31.7Jmol-1K-1,NH3 (g) + HCl(g)= NH4Cl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s),因此要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须综合考虑反应的焓变H和熵变S,美国物理化学家吉布斯,自由能,G,G=H-
7、TS（ 为热力学温度，均为正值 ）,吉布斯自由能变化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G=0时，反应达平衡,当G0时，反应为非自发反应,自发进行,非自发进行,低温时,高温时,低温时,高温时,低温非自发,高温自发,低温自发,高温非自发,H,G=H-TS,下列反应中，在高温下不能自发进行的是,D. CO(g)C(s)1/2O2,B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s),D,熵减,熵增,熵增,熵增,碳铵(NH4)2CO3在室温下就能自发
8、地分解产生氨气，对其说法中正确的是 A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气 体，使体系的熵增大。 B、碳铵分解是因为外界给予了能量 C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。,A,1、科学家根据体系存在着力图使_ 和_的自然现象，提出了相互关联的_和_，为最终解决上述问题提供了必要的理论根据。试分别举一例_，_。,自身能量趋于“最低”,“有序”变为“无序”,能量判据,熵判据,铁在潮湿空气中生锈,硝酸铵溶于水,2、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
9、C (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/mol,D,3：下列说法正确的是( ) A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发性的。 B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 C、自发反应在恰当条件下才能实现。 D、自发反应在任何条件下都能实现。,C,4、自发进行的反应一定是（ ） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。,D,,Company Logo,5、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,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 kJmol-1,S = -89.36 Jmol-1K-1,6.判断下列反应能否自发进行,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,
