第四节 化学反应进行的方向

1、第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向 学习目标： 1、了解熵变的概念 2、初步了解焓变和熵变与反应进行的方向之间的关系。 重点：熵变的概念、利用焓变和熵变判断反应进行的方向 难点：利用焓变和熵变对反应进行方向的判断水总是自发地由高处往低处流水总是自发地由高处往低处流自然界中有许多自然自然界中有许多自然而然发生的现象，请而然发生的现象，请同学们联系生活知识，同学们联系生活知识，列举一些能自动发生列举一些能自动发生的例子？的例子？电流总是从电位高的地方向电位低的地电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；方流动；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；墨水扩散；墨水扩散；食盐溶解于水

2、；食盐溶解于水；火柴的散落。火柴的散落。镁条燃烧；酸碱中和；镁条燃烧；酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，混合气体遇明火就燃烧，锌与锌与CuSO4溶液会自动溶液会自动反应生成反应生成Cu和和ZnSO4等，等，这些过程都是自发的，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。其逆过程就是非自发的。自发过程：自发过程：在一定条件下，不借助外部在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程力量就能自动进行的过程【归纳小结】【归纳小结】如何判断一个过程，一个反应能否如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？自发进行？酸碱中和、金属与

3、酸反应、铁生锈都是酸碱中和、金属与酸反应、铁生锈都是能自发发生的反应，有何共同特点？能自发发生的反应，有何共同特点？【思考与交流】【思考与交流】共同特点：共同特点：从能量角度分析它们为什么可以自发？从能量角度分析它们为什么可以自发？放热反应使体系能量降低，能量越低放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定越稳定H 0 有利于反应自发进行有利于反应自发进行H 0 即放热反应即放热反应一、能量判据（焓判据）一、能量判据（焓判据）反应物的总能量反应物的总能量高高生成物的总能量生成物的总能量低低放热反应放热反应H0一、能量判据（焓判据）一、能量判据（焓判据） 能量判据：能量判据：体系趋向于从高能状态转变为

4、低体系趋向于从高能状态转变为低能状态（能状态（H 0）。）。 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全低越多，反应越完全结论：结论：H 0，有利于反应自发进行，但自发，有利于反应自发进行，但自发反应不一定反应不一定H 0 有利于反应自发进行。有利于反应自发进行。（2）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)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1 结论：结论：S 0有利于反应自发进行，有利

5、于反应自发进行， 自发反应不一定要自发反应不一定要S 0【思考与交流】【思考与交流】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, 但不是但不是惟一因素。惟一因素。 根据熵判椐，在密闭条件下，体系有由有序自发根据熵判椐，在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。气态熵值大，反应沿着从有序到地变为无序的倾向。气态熵值大，反应沿着从有序到无序方向进行。无序方向进行。（1 1）发生离子反应条件之一是产生气体，利用熵）发生离子反应条件之一是产生气体，利用熵判椐进行解释？判椐进行解释？CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)这个这个反应能否自发进行？反应能否自发进行？

6、已知：已知： H(298K)=+178.2KJmol-1, S(298K)=+169.6Jmol-1K-1三、复合判据三、复合判据正确判断一个化学反应正确判断一个化学反应 是否能够自发进行是否能够自发进行必须综合考虑反应的必须综合考虑反应的焓变焓变和和熵变熵变恒温恒压时判断反应是否能够自发进行恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 H H 0 0 S0S0 H 0 H 0 S S 0 0 H H 0 0 S S 0 0 H 0 H 0 S0S0自发自发非自发非自发不一定不一定不一定不一定G=HT S三、复合判据（自由能变化）三、复合判据（自由能变化）当当G0时，反应不自发进行时，反应不自发进行当当

7、G=0时，可逆反应时，可逆反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H0 S0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H0 S0判断这两个反判断这两个反应什么条件下应什么条件下自发进行？自发进行？低温可行低温可行高温可行高温可行1 1反应的自发性只能用于判断反应的方向反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能率。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。是能量判据和

8、熵判据能解决的问题了。注意注意2 2在讨论过程的方向时，在讨论过程的方向时，指的是没有外界干指的是没有外界干扰时体系的性质扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的，高温高压还是可以变为金刚石的，实现的先决实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。然是非自发性的。【课堂达标测试】【课堂达标测试】1、下列说法不正确的是（、下列说法不正确的是（ ）A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，焓变是一个与

9、反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应。多数能自发进行的反应都是放热反应。B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。的混乱程度越大，熵值越大。C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热吸热D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关影响有关C3、250C和和1.01105Pa时，反应时，反应: 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+56.76kJ/mol， 自发进行的原因是（自发进行的原因是（

10、 ） A、是吸热反应；是吸热反应； B、是放热反应；是放热反应； C、是熵减少的反应；是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应。熵增大效应大于能量效应。D2、碳酸铵、碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（对其说法中正确的是（ ） A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；增大； B、其分解是因为外界给予了能量；其分解是因为外界给予了能量； C、其分解是吸热反应，据能量判据能自发分解；其分解是吸热反应，据能量判据能自发分解； D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。碳酸盐都不稳定，都能自发分解。A4、以下自发反应可用能量判据来解释的是、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硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+