1、化学反应的方向

1、高中化学高中化学 人教版人教版 选修选修4 4 第二章第二章 第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向光化学烟雾光化学烟雾视频视频汽车尾气汽车尾气:主要污染物主要污染物NO、CO人们提出通过以下反应来处理汽车尾气。人们提出通过以下反应来处理汽车尾气。2NO(g) + 2CO(g) = N2NO(g) + 2CO(g) = N2 2(g) + 2CO(g) + 2CO2 2(g)(g) 判断这一方案是否可行？判断这一方案是否可行？第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向联系生活，列举你身边联系生活，列举你身边的自发进行的例子的自发进行的例子自发过程：自发过程：一定条件一定条件

2、不需要外力作用不需要外力作用就就能够自动进行的过程能够自动进行的过程自发反应：自发反应：在一定温度、压强下，在一定温度、压强下，不借助不借助( (光、电能等）外部力量光、电能等）外部力量, ,一经引发一经引发就能进就能进行的化学反应行的化学反应(1)钠与水反应： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + 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以上自发过程共同点以上自发过程共同点放热反应即放热反

3、应即 H H0 0化学反应中的自发过程化学反应中的自发过程一、焓判据焓判据（能量判据）（能量判据） H0的反应有自发进行的的反应有自发进行的倾向倾向； （体系趋向于从（体系趋向于从高能状态高能状态转变为转变为低能状态低能状态）自发反应一定要自发反应一定要H 0H 0实验实验:Ba(OH)28H2O 和和NH4Cl结论：结论：只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。火柴棒散落火柴棒散落容容易易较较 难难水中滴入红墨水水中滴入红墨水1.熵熵（S） :用来量度用来量度混乱混乱(或无序或无序)程度的物理程度的物理量量，单位：单位：J.(mol.k)-1。二、

4、二、熵判据熵判据（熵增原理）（熵增原理）同一物质同一物质:S （ g ）S（ l ） S（ s ）相同状况下，相同状况下，不同分子原子数越多，不同分子原子数越多，熵值越大熵值越大2. 熵判据熵判据：S0的过程有的过程有自发进行的倾向自发进行的倾向S = S生成物 S反应物二、二、熵判据熵判据（熵增原理）（熵增原理）自发反应一定要自发反应一定要S 0 ？NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) S 0 探究活动探究活动2实验：实验： NH3与与HCl反应反应结论：结论：只根据熵变来判断反应进行的方向也是不全面的。只根据熵变来判断反应进行的方向也是不全面的。CaCO3(s) = CaO (s)

5、+CO2 (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(298K)=+178.2 KJmol-1 , S(298K)=+169.6 Jmol-1K-1常温不反应，高温自发反应常温不反应，高温自发反应与与温度温度有关有关思考交流思考交流 G=HT S三、三、复合判据复合判据（吉布斯自由能变化）（吉布斯自由能变化）G 0, 自发进行自发进行G G0 0，平衡状态，平衡状态G 0G 0，非自发进行，非自发进行注意：注意：为热力学温度，为热力学温度，单位为单位为K, K, 均为均为正值正值， =273+t, t=273+t, t为摄氏温度。为摄氏温度。P36科学视野科学视野温度

6、对反应自发性的情况温度对反应自发性的情况 类类型型HSH- -TS反应的自发性反应的自发性100200300400任何温度都自发任何温度都自发0任何温度下都非自发任何温度下都非自发 高温高温 0 低温低温0高温高温: :非自发非自发低温：自发低温：自发 高温高温0低温低温0高温：自发高温：自发低温：非自发低温：非自发0HSH 0S0高温：自发高温：自发S0自发自发H 0S 0非自发非自发H 0S 0低温：自发低温：自发人们提出通过以下反应来处理汽车尾气。人们提出通过以下反应来处理汽车尾气。2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 判断这一方案是否可行？判断这一方案是否

7、可行？ 已知室温（已知室温（298K、101KPa）下：）下：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) H = - 113.0 KJmol-1 S = -143.5 Jmol-1K-1 G =H-TH-TS S = - 69.68 KJ - 69.68 KJmolmol-1-1 0, 0 非自发非自发高温高压合成高温高压合成金刚石的仪器金刚石的仪器C（石墨）（石墨）= C（金刚石）（金刚石）已知室温（已知室温（298K、101KPa）下：）下： H=+1.9KJmol-1 2KJmol-1 S=-3.3 Jmol-1K-1 -310-3KJmol-1K-1 ？直接直接

8、 学以致用学以致用焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发影响因素：影响因素：化学反应的方向化学反应的方向 反应焓变反应焓变 反应熵变反应熵变共同影响共同影响吸热吸热放热放热熵增熵增熵减熵减温度温度1 1、下列说法正确的是、下列说法正确的是（ ）A A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；应都是非自发的；B B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；定是熵减少或不变；C 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 D、自发反应

9、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巩固练习巩固练习D 巩固练习巩固练习2下列过程属于熵增加过程的是下列过程属于熵增加过程的是()A一定条件下，水由气态变成液态一定条件下，水由气态变成液态B高温高压条件下使石墨转变成金刚石高温高压条件下使石墨转变成金刚石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固态碘升华固态碘升华D 巩固练习巩固练习 3. 下列反应中，熵减小的是（下列反应中，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(g) D. 2CO

10、(g)2C(s)O2(g)C巩固练习巩固练习 4. 已知反应已知反应2C(g)=A(g)+2B(g) H0，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A. 仅常温下反应可以自发进行仅常温下反应可以自发进行 B. 仅高温下反应可以自发进行仅高温下反应可以自发进行 C. 任何温度下反应均可以自发进行任何温度下反应均可以自发进行 D. 任何温度下反应均难以自发进行任何温度下反应均难以自发进行巩固练习巩固练习5已知：已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下列说法中正确的是。下列说法中正确的是()A该反应中熵变小于该反应中熵变小于0，焓变大于，焓变大于0B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C