《第四节化学反应进行的方向》讲义

1、第四节化学反应进行的方向讲义化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应进行的方向化学反应速率化学平衡 ?化学反应原理的组成部分 自发反应：在一定条件下, 不需外界帮助就能自动 进行的反应，称为自发反应。自发过程：在一定条件下,不借助外部力量就能 自动进行的过程。清识知单自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。思与题问考 这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性其中是否蕴藏了一定的科学原理？能量由高到低下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？C3H8(

2、g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1 道知你吗共同特点：H O 即放热反应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清识知单1、能量判据（焓判据）反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应H0日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律能量判据（焓判

3、据）体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即H 0）。思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？思与题问考结论：H O有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要H O2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。思与察观考H O有序混乱讨与流交论2、反应熵变与反应方向为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的

4、自发性，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素（1）、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向称为熵。用熵来描述体系的混乱（或无序）的程度（2）、符号用S表示。单位：Jmol-1 k-1 （3）、熵值越大，体系混乱度越大。同一物质，S（g）S（l）S（s）。1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。3、反应过程中气体物质的量增加的反应。导致混乱度增加的一些因素清识知单（4）、熵变和熵增原理熵变（S）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。 熵变: S = S(生成物)S(反应物) 产生气体的反应、气体

5、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。在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，又称为熵判据。判断下列过程的熵变大于零还是小于零H2O(s)H2O(l)H2O(g) NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq) N2(g)+3H2（g）= 2NH3(g) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 大于零小于零大于零大于零思考交流： 根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓 变、熵变与反应方向 焓变 熵变 能否自发NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) NH4Cl(s) = NH

6、3(g)+ HCl(g) NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g) 加热反应能否自发还与温度有关要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须综合考虑反应的焓变H和熵变S 0 0 0 不能 0 0 能 G=H-TS3.自由能变化G自由能变化G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响当G0时，反应为非自发反应视学科野HS2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)H = -78.03 kJmol-1S = +494.4 Jmol-1K-1CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)H = +110.5 kJmol-1S = -89.36 Jmol-1K-1判断下列反应能否自发进行4Fe(OH)2

7、(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H = -444.3kJmol-1S = -280.1 Jmol-1K-1H (298K)= +178.2 kJmol-1S (298K)= +169.6 Jmol-1K-1CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)1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率。例如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二者发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。【注意】2在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。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。例如水泵可以把水从低水位升至高

8、水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚石，实现的先决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。影响因素：化学反应的方向 反应焓变 反应熵变共同影响吸热放热熵增熵减焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发结总识知温度【课堂达标测试】1、下列过程是非自发的是（ ）A、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧；C、铁在潮湿空气中生锈； D、室温下水结成冰。D2、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、自发反应在任何条件下都能实现。3、自发进行的反应一定是（ ）A

9、、吸热反应； B、放热反应；C、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。CD4、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，多数的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吸热D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关C5、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B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；H=+56.7kJ/molC、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/molDD6、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(