第四节 化学反应进行的方向(新)

1、2022年年3月月25日星期五日星期五一、化学反应原理的重要组成部分一、化学反应原理的重要组成部分 化学反应原理化学反应原理反应的反应的快慢程度快慢程度化学反应的化学反应的限度限度反应进行的反应进行的方向方向 如何判断反应能否发生？如何判断反应能否发生？ 力图使自身能量趋于最低力图使自身能量趋于最低 由由“有序有序”变为变为“无序无序”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焓判据焓判据：熵判据熵判据：二、反应焓变与反应方向二、反应焓变与反应方向多数能自发进行的化学反应是放热反应多数能自发进行的化学反应是放热反应但有不少吸

2、热反应也能自发进行但有不少吸热反应也能自发进行.焓判据焓判据放热反应过程中体系能量降低放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向具有自发进行的倾向 可见运用焓变（可见运用焓变（H）是判断反应能否）是判断反应能否自发进行的因素，自发进行的因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。素。火柴棒散落火柴棒散落墨水扩散墨水扩散这些也是自发的过程，这些也是自发的过程，由有序变为无序由有序变为无序一个房间的几种气体，能通过分子的扩散一个房间的几种气体，能通过分子的扩散自发形成均匀的混合物自发形成均匀的混合物硝酸铵硝酸铵溶于水要吸热，但它溶于水要吸热，但它能自发向水能自

3、发向水中扩散中扩散三、反应熵变与反应方向三、反应熵变与反应方向 1、熵熵的概念：在密闭条件下，体系由的概念：在密闭条件下，体系由有序有序自发地自发地转变为无序转变为无序的倾向的倾向称为称为熵熵。 用熵来描述体系的混乱度用熵来描述体系的混乱度 2、符号用、符号用S表示。表示。 3、熵值越大，体系混乱度越大。、熵值越大，体系混乱度越大。 同一物质：同一物质：S（g）S（l）S（s）。）。4、熵变和熵增原理、熵变和熵增原理（1）熵变）熵变 化学反应中要发生物质的变化化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。或物质状态的变化，因此存在着熵变。 S=S产物产物S反应物反应物 当当S0时

4、，为熵增加反应，如时，为熵增加反应，如产生气体产生气体的反应、的反应、气体气体物质的物质的物质的量增大物质的量增大的反应的反应.（2）在与外界隔离的体系中，自发过程将）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，该原理叫导致体系的熵增大，该原理叫熵增原理熵增原理。 （3）该原理是用来该原理是用来判断过程的方向判断过程的方向的又一的又一个因素，又称为个因素，又称为熵判据熵判据。 -10的液态水能自动结冰成为固态的液态水能自动结冰成为固态 铝热反应是熵减反应，它在一定条件下也铝热反应是熵减反应，它在一定条件下也可自发进行。可自发进行。 可见熵判据判断过程的方向也是不全面的可见熵判据判断过程的

5、方向也是不全面的四、焓变与熵变四、焓变与熵变的复合判据的复合判据 在温度、压强一定的条件下，我们要在温度、压强一定的条件下，我们要判判别化学反应的方向别化学反应的方向要考虑要考虑H、 S共同共同影响影响的结果。的结果。复复合合判判据据焓判据（使自身能量趋焓判据（使自身能量趋于最低能量）于最低能量）熵判据（由熵判据（由“有序有序”变变为为“无序无序” ）反应方向反应方向焓判据和熵判据的应用焓判据和熵判据的应用 1、由焓判据知、由焓判据知 放热过程（放热过程（H0）常）常常是常是容易容易自发进行；自发进行； 2、由熵判据知、由熵判据知 若干若干熵增加（熵增加（S0）的过程是自发的；的过程是自发的；

6、 3、很多情况下，由能量判据（以焓变为、很多情况下，由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的基础）和熵判据组合成的复合判据自复合判据自由能由能将更适合于所有的反应过程。将更适合于所有的反应过程。 4、过程的自发性只能用于判断过程的方、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。如发生的速率。如钢制器件腐蚀等例子钢制器件腐蚀等例子。 HT S（T为绝对温度）为绝对温度） 0，则反应自发进行，则反应自发进行， ，反应到达平衡状态，反应到达平衡状态， ，反应不能自发进行。，反应不能自发进行。 一些吸热反应一些吸热反应在室温条件

7、下不能自发进在室温条件下不能自发进行行，但，但在较高温度下则能自发进行，在较高温度下则能自发进行，如在如在室温下碳酸钙分解不能自发进行，但同样室温下碳酸钙分解不能自发进行，但同样是这个反应在较高温度（是这个反应在较高温度（1200K）下则能自）下则能自发进行。发进行。典例剖析典例剖析 例例1. 下列过程是非自发的是下列过程是非自发的是 （ ）A、水由高处向低处流；、水由高处向低处流；B、天然气的燃烧；、天然气的燃烧；C、铁在潮湿空气中生锈；、铁在潮湿空气中生锈；D、室温下水结成冰、室温下水结成冰例例2.知道了某过程有自发性之后，则知道了某过程有自发性之后，则( ) A.可判断出过程的方向可判断

8、出过程的方向 B.可确定过程是否一定会发生可确定过程是否一定会发生 C.可预测过程发生完成的快慢可预测过程发生完成的快慢 D.可判断过程的热效应可判断过程的热效应DA 2、自发进行的反应一定是、自发进行的反应一定是 （ ）A、吸热反应；、吸热反应； B、放热反应；、放热反应；C、熵增加反应；、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。、熵增加或者放热反应。CD 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，吸热反应都是、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的；非自发的；B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；是

9、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。 3、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 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。( D )4.4.下列反应中，在高温下不能自发进行的是下列反应中，在高温下不能自发进行的是( )( )D. CO(gD. CO(g) )C(sC(s) )1/2 1/2 O O2 2(g)(g)B. 2NB. 2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)(g)O O2