人教版化学选修四——化学反应进行方向

1、自然界中有许多能自然而然发生的现象，自然界中有许多能自然而然发生的现象，请同学们联系生活知识，请同学们联系生活知识，列举一些能自发进行的例子？列举一些能自发进行的例子？利用水泵可将水从低处流向高处利用水泵可将水从低处流向高处NaNa投入投入H H2 2O O中中铁生锈铁生锈Cu和和AgNO3反应反应NaOH和和HCl反应反应在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。CuCu和和AgNOAgNO3 3反应反应NaOHNaOH和和HClHCl反应反应NaNa投入投入H H2 2O O中中铁生锈铁生锈Cu(s)+2AgNOCu(s)+2AgN

2、O3 3(aq)=Cu(NO(aq)=Cu(NO3 3) )2 2(aq)+2Ag (s) (aq)+2Ag (s) H= -181.75 kJmolH= -181.75 kJmol-1-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+HNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2 2O(l) O(l) H= -57.3 kJmolH= -57.3 kJmol-1-12Na(s)+2H2Na(s)+2H2 2O(l)=2NaOH(aq)+HO(l)=2NaOH(aq)+H2 2(g) (g) H= -636.1 kJmolH= -636.1 kJmol-1-1Fe(s) Fe

3、Fe(s) Fe2 2O O3 3 (aq) (aq) H= -790.7 kJmolH= -790.7 kJmol-1-1自发反应自发反应共同点共同点放热反应放热反应H0二、化学反应进行方向的判据二、化学反应进行方向的判据1 1、能量判据（焓判据）、能量判据（焓判据）能量判据（焓判据）能量判据（焓判据）自发过程的体系趋向于从自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态高能状态转变为低能状态（H H 0 0）。）。 即即H H0 0的反应有自发进行的倾向。的反应有自发进行的倾向。多数多数能能自发自发进行的化学进行的化学反应反应是是放热放热反应反应反应物的总能量反应物的总能量高高生成物的总能量生

4、成物的总能量低低放热反应放热反应H H0 0焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。注意：注意：（1 1）焓判据只能用于判断）焓判据只能用于判断过程的方向过程的方向，能否实现，能否实现要看具体条件；要看具体条件；（2 2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，行，与化学反应速率与化学反应速率无关。无关。（3 3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素但不是唯一因素 2N2N2 2O O5 5(g) (g) 4NO4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)

5、(g) H H=+56.7kJ/mol=+56.7kJ/mol (NH(NH4 4) )2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g) (g) H H=+74.9 kJ/mol=+74.9 kJ/mol NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+CH(s)+CH3 3COOH(aq)=COCOOH(aq)=CO2 2(g)+CH(g)+CH3 3COONHCOONH4 4（aqaq）+H+H2 2O O（l l）；）； H H（298K298K）= =37.3KJ/mol37.3KJ/mol结论：结论：H OH O有利于反应自发进行有利于

6、反应自发进行 但自发反应不一定要但自发反应不一定要H OH O焓变是反应能否自发进行的一个因素焓变是反应能否自发进行的一个因素, ,但不是唯一因素。但不是唯一因素。自发反应一定要自发反应一定要H O H S(l) S(s)S(g) S(l) S(s)。 2N2N2 2O O5 5(g) (g) 4NO4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) (g) H H=+56.7kJ/mol =+56.7kJ/mol (NH(NH4 4 ) )2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g) (g) H H=+74.9 kJ/mol=+74.9

7、kJ/mol 这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？1 1、同一物质状态改变：、同一物质状态改变：2 2、固体的、固体的溶解溶解过程、墨水过程、墨水扩散扩散过程和气体过程和气体扩散扩散过程。过程。3 3、反应过程中气体物质的量、反应过程中气体物质的量增多增多的反应。的反应。4. 4. 生成气体的反应。生成气体的反应。导致熵增导致熵增( (S0）的一些因素的一些因素固态 液态 气态 自发反应一定是熵增加的反应吗？自发反应一定是熵增加的反应吗？2Al(s)+Fe2Al(s)+Fe2 2O O3 3(s)=Al(s)=Al2 2O O3 3(

8、s)+2Fe(s) (s)+2Fe(s) S=S=39.35J39.35Jmolmol-1-1K K-1-1 结论：结论：S OS O，有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，自发反应不一定要自发反应不一定要S OS O。熵变是反应能否自发进行一个因素熵变是反应能否自发进行一个因素, ,但不是唯一因素。但不是唯一因素。 铝热反应（铝热反应（ S S0 0）也能自发反应。）也能自发反应。CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)这个反应能否自发进行？这个反应能否自发进行？已知：已知： H H(298K)(298K)=+178.2KJ=+178.2

9、KJmolmol-1-1, , S S(298K)(298K)=+169.6J=+169.6Jmolmol-1-1K K-1-1总结：总结：自发过程的变化趋势自发过程的变化趋势 美国物理化学家吉布斯美国物理化学家吉布斯 研究表明：在温度、压强一研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是行方向的判据是 G = H - TS （ G G 吉布斯自由能吉布斯自由能 T T 绝对温度绝对温度+)+)G = H - TS 0 反应能自发进行反应能自发进行G = H - TS 0 反应不能自发进行反应不能自发进行 G = H - TS 0 反应达到平衡状态反

10、应达到平衡状态反应进行方向的判断方法：反应进行方向的判断方法：2 2、物质的混乱度趋于增加物质的混乱度趋于增加1 1、物质具有的能量趋于降低物质具有的能量趋于降低 H H( (焓变焓变) ) S S( (熵变熵变)0)0焓焓( (H H) )判据判据熵熵( (S S) )判据判据放热反应放热反应自发进行自发进行不自发进行不自发进行不能定性判断不能定性判断不能定性判断不能定性判断 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0熵增原理熵增原理00 H0 S0S0高温下高温下反应自发进行反应自发进行H0 H0 S0S0所有温度下所有温度下反应不能自发进行反应不能自发进行H0 H0S0所有温度下所有温度下

11、反应自发进行反应自发进行H0 H0 S0S0低温下低温下反应自发进行反应自发进行S=+80.7Jmol-1K-1应用判据解决问题应用判据解决问题 根据你根据你已有的知识和经验已有的知识和经验, ,分析下列过程的焓变、熵变与是分析下列过程的焓变、熵变与是能否自发进行能否自发进行H= - 57.3kJmol-1自发自发不自不自发发自发自发高温自发，高温自发，低温不自低温不自发发 从“熵”的角度看世界薛定谔所著薛定谔所著生命是什么？生命是什么？ “热力学第二定律是一个最深刻、最普遍的定律。它有着自身忧郁的美，象所有重要定律一样，引起人们的崇敬之情。” 英国作家 C.P.Snow 正如“能”的观点被人们普遍接受一样，“熵”的观点也越来越多地被人们用来解释物理、化学、生命、信息、生活中的诸多行为与现象。熵与环境熵与环境在环境学家看来熵增就是污染在环境学家看来熵增就是污染熵在其他领域的应用