第一节化学反应进行的方向

1、第一节 化学反应进行的方向制作：郝勤 审查：高二化学组【学习目标】1、了解熵与熵变的概念。2、了解熵变与焓变这两个因素对化学反应的共同影响，并掌握定量判断反应方向的关系式： HTS3、通过分析关系式 HTS ，能够根据反应焓变的吸热或放热、反应熵变的熵增或熵减来定性分析反应焓变和反应熵变对反应方向的影响【知识回顾】什么是化学反应的焓变？引入焓变有何意义？思考与交流：1、高山流水是一个自动进行的自然过程。高处水一定会流到低处吗？2、低处水可以流至高处么？可采取什么措施？3、在“低水高流”的过程中一旦外界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？自发过程：在一定条件下， 的过程；自发过程的特征：有明确的

2、方向性，要逆转必须借助外界做功；具有做功的本领。非自发过程：在一定条件下， 的过程。4、请尽可能多地列举你熟知的自发过程。自发反应:在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应。思考：如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？一、反应焓变与反应方向分析以下反应的特点(1)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)；H=-444.3 kJ/mol(2)3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) ；H=-824 kJ/mol共同特点： 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定， H < O有利于反应自发进行。一般情况下， H < O即放热反应易发生自发反

3、应。多数能自发进行的化学反应都是放热反应。思考：自发反应一定要H < O ？下列反应也能自发进行 ： N2O5分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol 碳酸铵的分解：(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol总结：H < O有利于反应自发进行，自发反应不一定要H < O反应焓变是 的一个因素，但不是唯一因素。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(g) H2393

4、.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交流.研讨你已知道，固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠和蔗糖都能溶解于水，它们溶解的过程与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性。对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量熵二、反应熵变与反应方向1、熵： ，表示符号： 。单位： 。熵值越大， 越大；熵值越小， 越小。2、同一条件下，不同物质的熵 ；同一物质的不同聚集状态的熵的关系： 3、举出一些熵增加（

5、即体系的混乱度增大）过程的例子： 4、 化学反应存在着熵变。反应熵变（ S表示） S =S（反应产物）S（反应物）对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。5、产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ S 0），为熵增加反应。如:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) S=57.16J.mol-1.K-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) S=169.6J.mol-1.K-1C(s,石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S=133.8J.mol-1.K-1 事实证明,熵增加有利于反应的自发行。许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行,如

6、上述反应 有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行，如上述反应 思考：自发反应一定是熵增加的反应吗？事实上有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=-39.35Jmol-1K-1结论：S > O有利于反应自发进行，自发反应不一定要S > O熵变是 有关的又一个因素，但不是唯一因素。练习2列反下应中，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(s)D. CO

7、(g)C(s)1/2O2三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1、在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向是反应的 和 共同影响的结果，反应方向的判据为： HTS 0 HTS = 0 HTS 0 2.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）条件是温度、压强一定条件下（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。例题1：1.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的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变C.自发反应在恰当条件下才能实现 D.

8、自发反应在任何条件下都能实现( )例题2：下列反应中，一定不能自发进行的A 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) H -78.03kJ·mol-1 S = 1110 J·mol-1·K-1B CO(g) = C(石墨s) + 1/2 O2(g) H 110.5kJ·mol-1 S = -89.36 J·mol-1·K-1C 4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) = 4Fe(OH)3(s) H -444.3kJ·mol-1 S = -280.1 J·mol-1·K-

9、1D NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) = CO2(g) + CH3COO NH4(aq) + H2O(l)H 37.301kJ·mol-1 S = 184.05 J·mol-1·K-1小结：焓变熵变化学反应能否自发进行DH0DS0DH0DS0DH0DS0DH0DS0练习：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.反应CH3OH(l)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发向右进行，若其|H|=17

10、kJmol 1，|HTS|=17kJmol 1，则下列正确的是( )A. H > 0，HTS < 0 B. H < 0，HTS > 0C. H > 0，HTS >0 D. H < 0，HTS < 03.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)4.已知下列反应在常温下均为非自发反应，则在高温下仍为非自发的是( )A.Ag2O(s)2Ag(s)+O2(g) B.Fe2O3(s)+ C(s)2Fe(s)+ CO2(g)C.N2O4(g)2NO2(g) D.C(s)+6H2O(l)C6H12O6(s)5.某反应AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，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，S > 0 B. H < 0，S <0C. H > 0，S > 0 D. H > 0，S < 06.水的三态的熵值的大小关系正确的是( )A.S(s)>S(l)>S(g) B. S(l)>S(s)>S(g)