化学反应进行的方向-课件

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——化学平衡——?化学反应原理的组成部分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。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。一.自发过程与自发反应：特点：1.单向不可逆.2.体系趋向从高能状态转变为低能状态（能量变化）。3.体系有从有序自发转变为无序的倾向，即混乱程度增大。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-14Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)△H=-1648.4kJ·mol-1H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-546.6kJ·mol-1道知你吗共同特点：△HO即放热反应放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△HO有利于反应自发进行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＜0二.化学反应进行方向的判据：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）。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：△HO有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△HO2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(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墨水、气体扩散，固体的溶解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？克劳修斯（德国）二、熵判据研究表明，除能量判据外，决定反应能否自发进行的另一因素——体系的混乱度（熵S）熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。单位：对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s）熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。△S=S生成物总熵－S反应物总熵熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（△S＞0）。且△S越大，越有利于反应自发进行。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。4.生成气体的反应。5.升高温度。导致混乱度增加的一些因素自发反应一定是熵增加的反应吗？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)结论：△SO有利于反应自发进行，自发反应不一定要△SO熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。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①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)②NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)③NH4Cl(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思与题问考﹥0﹥0否﹤0﹤0能能美国物理化学家吉布斯△G=△H-T△S三.复合判据（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，反应为自发反应当△G0时，反应为非自发反应视学科野△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。理解熵的含义和熵的变化1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等……2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。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熵与环境熵增就是污染熵与生命：衰老是生命系统的熵的一种长期的缓慢的增加，也就是说随着生命的衰老，生命系统的混乱度增大，当熵值达极大值时即死亡，这是一个不可抗拒的自然规律。熵与社会熵增就是社会混乱1、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C课堂达标测试2、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/molDD3、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(g)＝2C(s)＋O2(g)4、某化学反应其△H=-122kJ·mol-1，∆S=231J·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。A