1、,高山流水,冰雪融化,花开花谢,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 ,盐酸滴加到石灰石上,二氧化碳气体通入氯化钙溶液中,自发过程和非自发过程,自发过程： 自然界中水总是从高处往地处流； 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。,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。,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。,那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件呢？,自发反应： 酸碱中和：H+OH-=H2O 铁器暴露在潮湿空气中会生锈：3F
2、e(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) 甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g),自发反应：在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。,自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。,以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。,（释放热量或对外做功）,1、能量趋于降低,共同特点：高能态低能态+能量,自然界中水总是从高处往地处流； 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；,观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处 钠与水反应2Na(s)+2H2O(l
3、)=2NaOH(aq)+H2(g)H=368 kJ/mol (2)铁生锈：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：H0，放热反应，高能向低能转化。,共同点：高能向低能转化。,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。,焓变作为判断反应自发性的依据： 若 H0， 正向
4、反应不能自发进行，而逆向反应能自 发进行。,小结,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(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,AC,练习1,交流 研讨,19世纪，化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？请举例说明。,判断下列过程中能
5、量的变化情况：,1、冰液态水水蒸气,2、氯化钠晶体溶于水,举例：,墨水滴入水中,气体的扩散,固体的溶解,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(J.mol-1K-1),焓变作为判断反应自发性的依据： 若 H
6、0， 正向反应不能自发进行，而逆向反应能自 发进行。,自发过程的能量判据,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、2CO+O2=2CO2 3、CaCO3=CaO+CO2,S0,S0,S0,1、冰 液态水 水蒸气 2、氯化钠晶体溶于水 3、自发进行的吸热反应： N2O5分解： 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol 碳酸铵的分解： (NH4 )2C
7、O3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol,共同点：熵（S）增加,【探究】下列自发过程熵变的特点,注意： （1）熵变只是反应能否自发进行的一种因素； （2）熵变（S）只决定于体系的始态和终态，与变化的途径无关； （3）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。,总结：自发过程的两大变化趋势：（1）能量趋于减小(焓减）（2）混乱度趋于增大（熵增）,三、反应熵变与反应方向：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据,练习： 1.能用能量判据判断下列过程的方向的是（ ） A.
8、 水总是自发的由高处往低处流 B. 放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行 C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列 D. 多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大,A,A3.下列过程属于熵增加的是（ ） .固体的溶解过程 B.气体扩散过程 C.水蒸气变为液态水 D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) 4.下列说法中，正确的是（ ） A.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 B.自发反应在恰当条件下才能实现 C.自发反应在任何条件下均能实现 D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 5.下列反应中在高温下不能自发进行的是（ ） A.CO(g)=C(s) +I/
9、2O2(g) B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) C.(NH4) 2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g),AB,B,A,举例：,科学家们总结出了一条公式G HT S，G代表的是自由能，用自由能来判断反应进行的方向是最全面最科学的，当G0时，反应就可以自发进行,任何温度都自发进行,不能自发进行,较低温度时自发进行,高温时自发进行,总结：,四、焓变与熵变对反应方向的共同影响1.判据：H-TS2.判据与反应的自发性：0 反应不能自发进行3.适用判据应注意的问题： （1）判断反应的自发性要结合H和S，利用H-TS （2）条件是
10、一定温度、压强下 （3）反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，但这个反应到底能不能反应，那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。,1.下列说法完全正确的是( )A.放热反应均是自发反应 B.S为正值的反应均是自发反应C.物质的量增加的反应，S为正值D.如果H和S均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行 2.下列反应中，S最大的是( )A.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) D.CuSO4(s)+5H2O(l)CuSO45H2O(s) 3.某反应AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进
11、行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的H、S应为( )A.H 0 B. H 0，S 0 D. H 0，S 0,D,A,C,练习3,碳铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，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,练习4,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. Mg
12、CO3(s)MgO(s)CO2(s),D,熵减,熵增,熵增,熵增,一、自发过程的变化趋势,1、能量趋于降低,2、混乱度趋于增加,二、化学反应自发进行的方向,2、物质的混乱度趋于增加,1、物质具有的能量趋于降低,H(焓变)0,S(熵变)0,放热反应,熵增原理,化学反应进行的方向,注意：过程的自发性只用于判断过程的方向，不能确定是否一定会发生和过程发生的速率。,小结,自发进行,不自发进行,不能定性判断,不能定性判断,H0,H0,H0,H0,S0,S0,S0,S0,巩固练习,发生复分解反应的条件之一是生成气体，试利用前面所学知识加以解释。,已知2CO(g) = 2C (s)+ O2(g)是吸热反应，也是熵减反应。有人曾提出可通过热分解法消除CO对空气的污染，你认为这一建议可行吗？,不自发进行,不自发进行,H0,H0,H0,H0,S0,S0或S0,S0,S0,自发进行,自发进行,
