人教版化學(xué)選修四——化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向

1、自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請同學(xué)們聯(lián)系生活知識，請同學(xué)們聯(lián)系生活知識，列舉一些能自發(fā)進(jìn)行的例子？列舉一些能自發(fā)進(jìn)行的例子？利用水泵可將水從低處流向高處利用水泵可將水從低處流向高處NaNa投入投入H H2 2O O中中鐵生銹鐵生銹Cu和和AgNO3反應(yīng)反應(yīng)NaOH和和HCl反應(yīng)反應(yīng)在一定條件下，需要持續(xù)外力作用才能維持進(jìn)行的過程。在一定條件下，需要持續(xù)外力作用才能維持進(jìn)行的過程。CuCu和和AgNOAgNO3 3反應(yīng)反應(yīng)NaOHNaOH和和HClHCl反應(yīng)反應(yīng)NaNa投入投入H H2 2O O中中鐵生銹鐵生銹Cu(s)+2AgNOCu(s)+2AgN

2、O3 3(aq)=Cu(NO(aq)=Cu(NO3 3) )2 2(aq)+2Ag (s) (aq)+2Ag (s) H= -181.75 kJmolH= -181.75 kJmol-1-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+HNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2 2O(l) O(l) H= -57.3 kJmolH= -57.3 kJmol-1-12Na(s)+2H2Na(s)+2H2 2O(l)=2NaOH(aq)+HO(l)=2NaOH(aq)+H2 2(g) (g) H= -636.1 kJmolH= -636.1 kJmol-1-1Fe(s) Fe

3、Fe(s) Fe2 2O O3 3 (aq) (aq) H= -790.7 kJmolH= -790.7 kJmol-1-1自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)共同點(diǎn)共同點(diǎn)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H0二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1 1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）、能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量判據(jù)（焓判據(jù)）自發(fā)過程的體系趨向于從自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（H H 0 0）。）。 即即H H0 0的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。多數(shù)多數(shù)能能自發(fā)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)是是放熱放熱反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量高高生成物的總能量生

4、成物的總能量低低放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H H0 0焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。注意：注意：（1 1）焓判據(jù)只能用于判斷）焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向過程的方向，能否實(shí)現(xiàn)，能否實(shí)現(xiàn)要看具體條件；要看具體條件；（2 2）焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)）焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，行，與化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。無關(guān)。（3 3）反應(yīng)焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素，）反應(yīng)焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素，但不是唯一因素但不是唯一因素 2N2N2 2O O5 5(g) (g) 4NO4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)

5、(g) H H=+56.7kJ/mol=+56.7kJ/mol (NH(NH4 4) )2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g) (g) H H=+74.9 kJ/mol=+74.9 kJ/mol NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+CH(s)+CH3 3COOH(aq)=COCOOH(aq)=CO2 2(g)+CH(g)+CH3 3COONHCOONH4 4（aqaq）+H+H2 2O O（l l）；）； H H（298K298K）= =37.3KJ/mol37.3KJ/mol結(jié)論：結(jié)論：H OH O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行有利于

6、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 但自發(fā)反應(yīng)不一定要但自發(fā)反應(yīng)不一定要H OH O焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素, ,但不是唯一因素。但不是唯一因素。自發(fā)反應(yīng)一定要自發(fā)反應(yīng)一定要H O H S(l) S(s)S(g) S(l) S(s)。 2N2N2 2O O5 5(g) (g) 4NO4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) (g) H H=+56.7kJ/mol =+56.7kJ/mol (NH(NH4 4 ) )2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g) (g) H H=+74.9 kJ/mol=+74.9

7、kJ/mol 這兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，但卻能自發(fā)進(jìn)行，為什么？這兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，但卻能自發(fā)進(jìn)行，為什么？1 1、同一物質(zhì)狀態(tài)改變：、同一物質(zhì)狀態(tài)改變：2 2、固體的、固體的溶解溶解過程、墨水過程、墨水?dāng)U散擴(kuò)散過程和氣體過程和氣體擴(kuò)散擴(kuò)散過程。過程。3 3、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量增多增多的反應(yīng)。的反應(yīng)。4. 4. 生成氣體的反應(yīng)。生成氣體的反應(yīng)。導(dǎo)致熵增導(dǎo)致熵增( (S0）的一些因素的一些因素固態(tài) 液態(tài) 氣態(tài) 自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？2Al(s)+Fe2Al(s)+Fe2 2O O3 3(s)=Al(s)=Al2 2O O3 3(

8、s)+2Fe(s) (s)+2Fe(s) S=S=39.35J39.35Jmolmol-1-1K K-1-1 結(jié)論：結(jié)論：S OS O，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要自發(fā)反應(yīng)不一定要S OS O。熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè)因素熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè)因素, ,但不是唯一因素。但不是唯一因素。 鋁熱反應(yīng)（鋁熱反應(yīng)（ S S0 0）也能自發(fā)反應(yīng)。）也能自發(fā)反應(yīng)。CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？已知：已知： H H(298K)(298K)=+178.2KJ=+178.2

9、KJmolmol-1-1, , S S(298K)(298K)=+169.6J=+169.6Jmolmol-1-1K K-1-1總結(jié)：總結(jié)：自發(fā)過程的變化趨勢自發(fā)過程的變化趨勢 美國物理化學(xué)家吉布斯美國物理化學(xué)家吉布斯 研究表明：在溫度、壓強(qiáng)一研究表明：在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)定的條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)是行方向的判據(jù)是 G = H - TS （ G G 吉布斯自由能吉布斯自由能 T T 絕對溫度絕對溫度+)+)G = H - TS 0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行G = H - TS 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 G = H - TS 0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)反

10、應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法：反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法：2 2、物質(zhì)的混亂度趨于增加物質(zhì)的混亂度趨于增加1 1、物質(zhì)具有的能量趨于降低物質(zhì)具有的能量趨于降低 H H( (焓變焓變) ) S S( (熵變熵變)0)0焓焓( (H H) )判據(jù)判據(jù)熵熵( (S S) )判據(jù)判據(jù)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0熵增原理熵增原理00 H0 S0S0高溫下高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行H0 H0 S0S0所有溫度下所有溫度下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行H0 H0S0所有溫度下所有溫度下

11、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行H0 H0 S0S0低溫下低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行S=+80.7Jmol-1K-1應(yīng)用判據(jù)解決問題應(yīng)用判據(jù)解決問題 根據(jù)你根據(jù)你已有的知識和經(jīng)驗(yàn)已有的知識和經(jīng)驗(yàn), ,分析下列過程的焓變、熵變與是分析下列過程的焓變、熵變與是能否自發(fā)進(jìn)行能否自發(fā)進(jìn)行H= - 57.3kJmol-1自發(fā)自發(fā)不自不自發(fā)發(fā)自發(fā)自發(fā)高溫自發(fā)，高溫自發(fā)，低溫不自低溫不自發(fā)發(fā) 從“熵”的角度看世界薛定諤所著薛定諤所著生命是什么？生命是什么？ “熱力學(xué)第二定律是一個(gè)最深刻、最普遍的定律。它有著自身憂郁的美，象所有重要定律一樣，引起人們的崇敬之情?！?英國作家 C.P.Snow 正如“能”的觀點(diǎn)被人們普遍接受一樣，“熵”的觀點(diǎn)也越來越多地被人們用來解釋物理、化學(xué)、生命、信息、生活中的諸多行為與現(xiàn)象。熵與環(huán)境熵與環(huán)境在環(huán)境學(xué)家看來熵增就是污染在環(huán)境學(xué)家看來熵增就是污染熵在其他領(lǐng)域的應(yīng)用