第四节化学反应进行的方向

第二章化学反应速率和化学平衡第四节化学反应进行的方向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—————?化学反应原理的组成部分——化学平衡如何判断反应能否发生？化学反应进行的方向是一个复杂问题，如果反应已经发生了，方向其实也已确定；但如果反应还没有发生，需要对它是否能够发生做出判断，就需要建立有科学根据并且行之有效的判据。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？镁条燃烧；酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。Cu和AgNO3反应NaOH和HCl反应清识知单1、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2、自发反应：在一定条件下，一个反应可以不借助外部力量自动进行，就称为自发反应。如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？3、非自发过程：在一定条件下，需持续借助人为作用才能进行的过程。思考：寻找反应能否自发进行的判据第四节化学反应进行的方向思考与交流2.酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的反应，有何共同特点？从能量角度分析它们为什么可以自发？1.高山流水为什么是自发过程？共同特点：2.△H<0即放热反应1.体系趋向于从高能状态转变为低能状态道知你吗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(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)

△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)

△H=-822kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)

△H=-1648.4kJ·mol-1

H2(g)+F2(g)=2HF(g)

△H=-546.6kJ·mol-1

清识知单共同特点：⑵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。⑴△H<O即放热反应。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△H＜0思与题问考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）。是不是所有自发进行的化学反应都是放热反应？思考：思与察观考结论：△H<O有利于反应自发进行，

但自发反应不一定要△H<O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。2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)

△H=+57.6kJ·mol-1(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ·mol-1△H﹥O有序混乱讨与流交论一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？熵S讨与流交论熵：描述体系混乱度的物理量。（1）物质的混乱度越大，熵值越大；（2）同一条件：不同物质的熵值不同；（3）物质的存在状态：S(g)>S(l)>S(s)火柴散落过程混乱度如何变化？从混乱度角度分析它们为什么可以自发？混乱度越大越稳定，△S>0有利于反应自发进行。【归纳与总结】自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据2、熵判据清识知单导致混乱度增加的一些因素 1、同一物质气态时熵值，液态，固态时。2、固体的过程、墨水过程和气体过程。3、反应过程中气体物质的量的反应。反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差。

(1)符号：

(2)表达式:(3)正负判断：

最大次之最小溶解扩散扩散增加△S△S=∑S(生成物)–∑S(反应物)①气体体积增大的反应，△S>0,熵增加反应。②气体体积减小的反应，△S<0,熵减小反应。

理解自发反应一定是熵增加的反应吗？⑴2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)⑵-10℃的液态水能自动结冰成为固态结论：△S>O有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S>O熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。小结：自发过程的变化趋势

1.能量趋于降低2.混乱度趋于增加CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)这个反应能否自发进行？已知：△H(298K)=+178.2KJ•mol-1,

△S(298K)=+169.6J•mol-1•K-1

根据熵判椐，生成气体的过程是熵增大的过程，增大了反应的自发性。发生离子反应条件之一是产生气体，利用熵判椐进行解释？学与问

P35思考视学科野△G=△H

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T△S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△G<0时，反应为自发反应当△G>0时，反应为非自发反应当△G＝0时，反应达到平衡状态3、综合判据△H△S2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.03kJ·mol-1△S=+494.4J·mol-1·K-1△H=+110.5kJ·mol-1△S=-89.36J·mol-1·K-1判断下列反应能否自发进行CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g)△H△S4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)△H=-444.3kJ·mol-1△S=-280.1J·mol-1·K-1△H(298K)=+178.2kJ·mol-1△S(298K)=+169.6J·mol-1·K-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)判断下列反应能否自发进行△H△S1．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。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，结总识知熵增大有利于反应自发。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2、自发进行的反应一定是∶（

）A、吸热反应

B、熵增加或者放热反应C、熵增加反应D、放热反应D课堂达标测试B3、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=+74.9kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol4、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)