第一节_化学反应的方向

1、第二章第一节第二章第一节化学反应进行的方向化学反应进行的方向【学习目标【学习目标】1、了解熵与熵变的概念。、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、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的共同影响，并掌握定量判断反应方向的关系式：关系式： HTS3、通过分析关系式、通过分析关系式 HTS ，能够根，能够根据反应焓变的吸热或放热、反应熵变的熵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对反应方向的影响【知识回顾【知识回顾】什么是化学反应的焓变？引入焓变有何意什么是化

2、学反应的焓变？引入焓变有何意义？义？焓变：焓变：反应物）反应产物） H(H(H引入焓变可以定量的描述反应热引入焓变可以定量的描述反应热1、高山流水高山流水是一个自动进行的自然过程。是一个自动进行的自然过程。 高处水一定会流到低处吗？高处水一定会流到低处吗？2、低处水可以流至高处么？、低处水可以流至高处么？3、在、在“低水高流低水高流”的过程中一旦外界停的过程中一旦外界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？止做功，该过程还能继续进行下去吗？可采取什么措施？可采取什么措施？思考与交流：思考与交流：自发过程：自发过程：在温度和压强一定的条件下，在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进

3、行不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程；的过程；自发过程的特征：自发过程的特征：有明确的方向性，要有明确的方向性，要逆转必须借助外界做功；具有做功的本逆转必须借助外界做功；具有做功的本领。领。非自发过程非自发过程 ：在一定条件下，：在一定条件下，需要外界需要外界做功做功才能进行的过程。才能进行的过程。自发反应自发反应:在一定条件下无需外界帮助在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应就能自动进行的反应. 一个化学反应在给定的条件一个化学反应在给定的条件(通常指温度通常指温度,压压强强)下能否下能否自发自发进行进行,以及在什么条件下有可以及在什么条件下有可能按预期的方向发生能按预期的方向发生

4、,仅仅用实验方法来探索仅仅用实验方法来探索,可能要付出极大的代价可能要付出极大的代价,甚至徒劳无功甚至徒劳无功.为此为此,有必要有必要寻求一种客观的判据寻求一种客观的判据,用它来判断一个用它来判断一个化学反应能否自发进行化学反应能否自发进行.如何判断一个过程，一个反应如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？能否自发进行？(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分析以下反应的特点分析以下反应的特点一、反应焓变与反应方向一、反应焓变与反应方向

5、共同特点：共同特点： H O即即放热放热反应反应放热反应使体系能量降低，放热反应使体系能量降低， H O有利于反应自发进有利于反应自发进行。行。一般情况下，一般情况下， H O即放热反应易即放热反应易发生自发反应。发生自发反应。多数能自发进行的化学反应都是放热多数能自发进行的化学反应都是放热反应。反应。自发反应一定要自发反应一定要H O ？N2O5分解：分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol碳酸铵的分解：碳酸铵的分解：(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol下列反应也能自发进行下列反应也能自发进行 ： H

6、 O有利于反应自发进行，自有利于反应自发进行，自发反应不一定要发反应不一定要H 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 O熵变是反应能否自发进行有关的又一熵变是反应能否自发进行有关的又一个因素个因素, 但也不是惟一因素。但也不是惟一因素。练习练习2列反下应中，熵减小的是列反下应中，熵减小的是D. CO(g)C(s)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵减熵减熵增熵增熵增熵增熵增熵增H-TS0 即即:在温度、压强一定的条件下

7、，在温度、压强一定的条件下， 研究表明：研究表明：T、P一定，反应焓变和熵变共同影响反应一定，反应焓变和熵变共同影响反应方向。反应方向的判据为方向。反应方向的判据为 。H-TS反应能自发进行反应能自发进行反应不能自发进行反应不能自发进行反应达到平衡状态反应达到平衡状态 自发反应总是自发反应总是向向H-TS0的方向，直至达到平衡状态。的方向，直至达到平衡状态。三、焓变与熵变对反应方向的共同影响三、焓变与熵变对反应方向的共同影响例题例题1：下列说法正确的是：下列说法正确的是 A.凡是放热反应都是自发的，由于凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大

8、，非自发自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变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自发反应在任何条件下都能实现C例题例题2：下列反应中，一定不能自发进行的：下列反应中，一定不能自发进行的A 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) H -78.03kJmol-1 S = 1110 Jmol-1K-1B CO(g) = C(石墨石墨s) + 1/2 O2(g) H 110.5kJmol-1 S = -89.36 Jmol-1K-1C 4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) = 4Fe(OH)3(s) H -444.3kJmol-1 S = -280.1 Jmol-1K-1D NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) = CO2(g) + CH3COO NH4(aq) + H2O(l)H 37.301kJmol-1 S = 184.05