人教版高中化学选修4：化学反应原理 　化学反应进行的方向【省一等奖】

第四节化学反应进行的方向第一页，共三十五页。6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2该反应在一定条件下能自发进行吗？问题探讨：？第二页，共三十五页。第四节化学反应进行的方向第三页，共三十五页。高山流水冰雪融化第四页，共三十五页。固体的溶解第五页，共三十五页。在一定条件下，不用借助外力就能自动进行的过程。自发过程第六页，共三十五页。①酸碱中和；②镁条燃烧；③铁器生锈；④钠放入水中。……在给定的条件下，可以自发地进行到显著程度的反应。自发反应第七页，共三十五页。如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？第八页，共三十五页。

从能量的角度分析，这些自发过程都有什么特点？能量由高变低!第九页，共三十五页。【思考与交流】共同特点：△H<0即放热反应观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处1.钠与水反应2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=－368kJ/mol2.铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=－824kJ/mol3.氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/mol第十页，共三十五页。生成物的总能量低反应物的总能量高放热反应一、能量判据（焓判据）能量越低越稳定，△H<0有利于反应自发进行。第十一页，共三十五页。深入思考:

在一定温度、压强下，化学反应一定只能向着放热的方向自发进行吗？NO!第十二页，共三十五页。2NH4Cl(s)

+

Ba(OH)2·8H2O(s)

=

BaCl2(s)

+

2NH3(g)+10H2O(l)

△H=+135.3kJ/molCaCO3(s)

=

CaO(s)

+

CO2(g)

△H=+178.2kJ/mol2NaHCO3(s)

=

Na2CO3(s)

+

CO2(g)

+

H2O(g)△H=+126.1kJ/mol这些能自发进行的化学反应要结论：△H<0有利于反应自发进行，但自发反应不一定△H<0。第十三页，共三十五页。1.火柴没有火柴盒的约束会怎样？2.如果没有法律的制约，世界会怎样？3.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？有序混乱想一想：熵是体系混乱度的量度，符号用S表示。第十四页，共三十五页。有序混乱讨与流交论体系存在着由有序自发地转变为无序的倾向第十五页，共三十五页。混乱度增加的反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)C(s，石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

讨论：猜一猜下列吸热反应自发进行的主要原因是什么？第十六页，共三十五页。1、熵是体系混乱度的量度，符号用S表示。2、熵判据：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变（符号（△S）大于零。二、熵判据：混乱度越大越稳定，△S>0有利于反应自发进行。第十七页，共三十五页。S=69.9Jmol-1K-1s=47.9Jmol-1K-1s=188.7Jmol-1K-1S(g)>S(l)>S(s)3、物质不同状态的熵的比较第十八页，共三十五页。练一练．判断下列反应的熵值增加、减小还是不变：(1)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)(2)22C+O2=2CO+O2=2CO(3)(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)(4)Cu(s)＋Cl2(g)=CuCl2(s)答案：

(1)减小(2)增大(3)增大(4)减小气体分子总数增多的反应是熵增大的反应第十九页，共三十五页。NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)结论：由△S＞0判断反应自发进行是不全面的。已知下面例子可以自发进行，你有何想法？讨论：-10℃的液态水能自动结冰成为固态第二十页，共三十五页。化学反应的最终判据到底是什么呢？第二十一页，共三十五页。△G=△H－T△S单位：KJ/molＴ为热力学温度，均为正值美国物理化学家吉布斯

三、综合判据--吉布斯自由能变化（△G）△Ｇ﹤0，反应能自发进行.

△Ｇ＞０,反应不能自发进行△Ｇ＝０,反应到达平衡状态第二十二页，共三十五页。

G=

H-T

S（Ｔ为热力学温度，均为正值）。反应在该状况下能否自发进行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０＜０自发进行＞０不自发进行低温时＞０,高温时＜０低温时＜０,高温时＞０低温不自发,高温自发低温自发,高温不自发

H

Ｓ

Ｇ怎样用

Ｇ判断化学反应自发进行的方向呢？第二十三页，共三十五页。6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2该反应在一定条件下能自发进行吗？实战演练：

H>0

S<0任何情况下都不能自发进行！第二十四页，共三十五页。已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2（g）

=CO2（g）△H=-395.4kJ/mol关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（

）A.石墨转化为金刚石一定能自发进行B.金刚石转化为石墨一定能发生C.石墨比金刚石能量低D.金刚石比石墨能量低练一练C第二十五页，共三十五页。▲注意：(1)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发生的速率。第二十六页，共三十五页。(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：水泵可以把水抽至高处；通电可以使水生成氢气和氧气。第二十七页，共三十五页。小结：这节课你学到了些什么？第二十八页，共三十五页。【课堂达标测试】1、下列说法正确的是：（）A、凡是放热反应都是自发的，凡是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。C第二十九页，共三十五页。2、250C和1.01×105Pa时，反应:

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol，自发进行的原因是（）A、是吸热反应；B、是放热反应；C、是熵减少的反应；D、熵增大效应大于能量效应。D第三十页，共三十五页。3．已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断，下列反应中，在高温下都不自发进行的是(

)A.

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)ΔH>0B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH>0C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)

ΔH<0D．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)

ΔH>0D第三十一页，共三十五页。

4、某化学反应其△H==—122kJ·mol-1，∆S==—231KJ·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行()A．在任何温度下都能自发进行

B．在任何温度下都不能自发进行

C．仅在高温下自发进行

D．仅在低温下自发进行D第三十二页，共三十五页。

5.（高考模拟题）电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是：

SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)

ΔH(298.15K)＝－94.0kJ/mol

ΔS(298.15K)＝－75.8J/mol•K－1

设ΔH和ΔS不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。

解析：要使反应能够自发进行，则ΔH－TΔS＜0，