第四節(jié)化學反應進行的方向

1、ks5u精品課件 高山流水 冰雪融化 自然界中有許多自然自然界中有許多自然 而然發(fā)生的現(xiàn)象，能而然發(fā)生的現(xiàn)象，能 自動發(fā)生。自動發(fā)生。 ks5u精品課件 自然界中水總是從高處往低處流；自然界中水總是從高處往低處流； 電流總是從電位高的地方向電位低的地電流總是從電位高的地方向電位低的地 方流動；方流動； 室溫下冰塊自動融化；室溫下冰塊自動融化； 墨水擴散；墨水擴散； 食鹽溶解于水；食鹽溶解于水； 火柴棒散落火柴棒散落等等。 ks5u精品課件 鎂條燃燒；酸堿中和；鎂條燃燒；酸堿中和； 鐵器暴露在潮濕空氣鐵器暴露在潮濕空氣 中會生銹；甲烷和氧中會生銹；甲烷和氧 氣的混合氣體遇明火氣的混合氣體遇明火

2、就燃燒，就燃燒，鋅與鋅與CuSOCuSO4 4 溶液會自動反應生成溶液會自動反應生成 CuCu和和ZnSOZnSO4 4等，等，這些這些 過程都是自發(fā)的，其過程都是自發(fā)的，其 逆過程就是非自發(fā)的。逆過程就是非自發(fā)的。 ks5u精品課件 1、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助 外部力量就能自動進行的過程。外部力量就能自動進行的過程。 2、自發(fā)反應：在給定的一組條件下，、自發(fā)反應：在給定的一組條件下， 一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程度，一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程度， 就稱為自發(fā)反應。就稱為自發(fā)反應。 【歸納小結(jié)】【歸納小結(jié)】 如何判斷一個過程，一個反應能否如何判斷一

3、個過程，一個反應能否 自發(fā)進行？自發(fā)進行？ ks5u精品課件 第四節(jié)第四節(jié) 化學反應進行的方向化學反應進行的方向 ks5u精品課件 酸堿中和、鎂條燃燒等這些一定條件酸堿中和、鎂條燃燒等這些一定條件 下能自發(fā)發(fā)生的反應從能量角度分析下能自發(fā)發(fā)生的反應從能量角度分析 有何共同特點？有何共同特點？ 【思考與交流】【思考與交流】 共同特點：共同特點： H O即放熱反應即放熱反應 放熱反應使體系能量降低，放熱反應使體系能量降低，能量越低越能量越低越 穩(wěn)定，穩(wěn)定， H O有利于反應自發(fā)進行。有利于反應自發(fā)進行。 ks5u精品課件 體體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芟第呄蛴趶母吣軤顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍?狀態(tài)（這時體系

4、會對外做功或者釋放熱狀態(tài)（這時體系會對外做功或者釋放熱 量量H 0）。）。 【歸納與總結(jié)歸納與總結(jié)】 一、能量判據(jù)（焓判據(jù)）一、能量判據(jù)（焓判據(jù)） 一般情況下，一般情況下， H O即放熱反應易即放熱反應易 發(fā)生自發(fā)反應。發(fā)生自發(fā)反應。 ks5u精品課件 自發(fā)反應一定要自發(fā)反應一定要H O ？ 結(jié)論：結(jié)論：H O有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不 一定要一定要H S(l) S(s)。 ks5u精品課件 4.反應熵變反應熵變:反應產(chǎn)物的總熵與反應物總熵之差反應產(chǎn)物的總熵與反應物總熵之差 (1)符號：符號：S （只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變化只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)，與變

5、化 的途徑無關(guān)）的途徑無關(guān)） (2)表達式表達式:S =S(生成物生成物) S (反應物反應物) (3)正負判斷：正負判斷： 氣體體積增大的反應，氣體體積增大的反應，S0,熵增加反應熵增加反應 氣體體積減小的反應，氣體體積減小的反應，S 0 有利于反應自發(fā)進行。有利于反應自發(fā)進行。 【思考與交流】【思考與交流】 【歸納與總結(jié)】【歸納與總結(jié)】 自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序， 導致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增導致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增 原理，也就是反應方向判斷的熵判據(jù)原理，也就是反應方向判斷的熵判據(jù) ks5u精品課件 自發(fā)反應一定是熵

6、增加的反應嗎？自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？ 2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) 結(jié)論：結(jié)論：S O有利于反應自發(fā)進行，有利于反應自發(fā)進行， 自發(fā)反應不一定要自發(fā)反應不一定要S O 【思考與交流】【思考與交流】 熵變是反應能否自發(fā)進行一個熵變是反應能否自發(fā)進行一個 因素因素, 但不是惟一因素。但不是惟一因素。 S0 ks5u精品課件 2KClO2KClO3 3(s)= 2KCl(s)+3O(s)= 2KCl(s)+3O2 2(g)(g) H=-78.3kJ/mol H=-78.3kJ/mol S=494.4J/mol/KS=494.4J/mol/K CO(g)=C(

7、s,CO(g)=C(s,石墨石墨)+1/2O)+1/2O2 2(g)(g) H=H=+ +110.5kJ/mol 110.5kJ/mol S=-89.4J/mol/KS=-89.4J/mol/K 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2(s)+2H(s)+2H2 2O(l)+OO(l)+O2 2 (g)= 4Fe(OH) (g)= 4Fe(OH)3 3(s)(s) H=-444.3kJ/mol H=-444.3kJ/mol S=-280.1J/mol/KS=-280.1J/mol/K NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+CH(s)+CH3 3COOH(aq)=CO(g)COOH(aq)=CO(g

8、) +CH+CH3 3COONHCOONH4 4(aq)+H(aq)+H2 2O(l)O(l) H=H=+ +37.30kJ/mol 37.30kJ/mol S=184.0J/mol/KS=184.0J/mol/K ks5u精品課件 需要注意：需要注意： (1)很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)判斷同 一個反應，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，一個反應，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，在溫度、在溫度、 壓強一定的條件下，我們要判別化學反應的方向壓強一定的條件下，我們要判別化學反應的方向 要考慮要考慮H、 S共同影響的結(jié)果。共同影響的結(jié)果。所以應兩個判所以應兩個判 據(jù)

9、兼顧。據(jù)兼顧。 由能量判據(jù)由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ)以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的和熵判據(jù)組合成的 復合判據(jù)復合判據(jù)(吉布斯自由能變吉布斯自由能變G)將更適合于所有的將更適合于所有的 過程。過程。 G=H - T S表達式：表達式： ks5u精品課件 1、體系自由能變化、體系自由能變化 （符號（符號G，單位為，單位為kJ/mol） 這是恒溫恒壓下判斷化學反應自發(fā)進行的判這是恒溫恒壓下判斷化學反應自發(fā)進行的判 據(jù)，它不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)，據(jù)，它不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)， 由上述關(guān)系式可推知：由上述關(guān)系式可推知： 2、反應進行方向的判斷方法：、反應進行方向的判斷方法： G =

10、HTS0 (即即H0)的反應的反應 能自發(fā)進行。能自發(fā)進行。 G =HTS=0 反應達到平衡狀態(tài)反應達到平衡狀態(tài) G= HTS0 (即即H0, S0, S0 ,或或H0 ,S0 時時,反反 應是否自發(fā)進行與溫度有關(guān)。應是否自發(fā)進行與溫度有關(guān)。 一般低溫時，焓變影響為主一般低溫時，焓變影響為主 高溫時，熵變影響為主高溫時，熵變影響為主 而溫度影響的大小要而溫度影響的大小要H、S的具體數(shù)的具體數(shù) 值而定值而定。 ks5u精品課件 需要注意：需要注意： (2)過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向， 不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的不能確定過程是否一定會發(fā)生和過

11、程發(fā)生的 速率。速率。例如教材例如教材P38涂有防銹漆和未涂防銹涂有防銹漆和未涂防銹 漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是 相同的，但只有后者可以實現(xiàn)；又如相同的，但只有后者可以實現(xiàn)；又如裝在不裝在不 同地方的氣體等例子。同地方的氣體等例子。 ks5u精品課件 (3)在討論過程的方向時，指的是沒有外在討論過程的方向時，指的是沒有外 界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對 體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的 結(jié)果。結(jié)果。如水泵可以把水從低水位升至高如水泵可以把水從低水位升至高 水位；用高溫可使

12、石灰石分解；水位；用高溫可使石灰石分解；高溫高高溫高 壓石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的例子，壓石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的例子，實現(xiàn)后者實現(xiàn)后者 的先決條件是要向體系中輸入能量，該的先決條件是要向體系中輸入能量，該 過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。 ks5u精品課件 【課堂達標測試課堂達標測試】 1 下列過程是非自發(fā)的是下列過程是非自發(fā)的是 （ ） A、水由高處向低處流；、水由高處向低處流； B、天然氣的燃燒；、天然氣的燃燒； C、鐵在潮濕空氣中生銹；、鐵在潮濕空氣中生銹； D、室溫下水結(jié)成冰。、室溫下水結(jié)成冰。 2 碳酸銨碳酸銨（NH4）2CO3在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)在室溫下就能自發(fā)地分

13、解產(chǎn) 生氨氣，對其說法中正確的是生氨氣，對其說法中正確的是 （ ） A、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體,使體系的熵增大；使體系的熵增大； B、其分解是因為外界給予了能量；、其分解是因為外界給予了能量； C、其分解是吸熱反應，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；、其分解是吸熱反應，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解； D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。 D A ks5u精品課件 3、下列說法正確的是、下列說法正確的是 （ ） A、凡是放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)的；、凡是放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)的； B、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或 不變；不變； C、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)；、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)； D、自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)。、自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)。 4、自發(fā)進行的反應一定是、自發(fā)進