化學(xué)反應(yīng)的方向及判斷依據(jù)-文檔資料

1、.1.2化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡化學(xué)平衡能量判據(jù)和熵判能量判據(jù)和熵判據(jù)據(jù).3生活中的自發(fā)過(guò)程生活中的自發(fā)過(guò)程1、自然界中水由高處往低處流，而不會(huì)自動(dòng)從自然界中水由高處往低處流，而不會(huì)自動(dòng)從低處往高處流；低處往高處流；2、 鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹；這些過(guò)程都鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹；這些過(guò)程都是自發(fā)的，其逆過(guò)程就是非自發(fā)的。是自發(fā)的，其逆過(guò)程就是非自發(fā)的。 這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因?yàn)樗鼈冇忻黠@的自發(fā)性。楚，因?yàn)樗鼈冇忻黠@的

2、自發(fā)性。3、室溫下冰塊自動(dòng)融化；室溫下冰塊自動(dòng)融化；4、墨水?dāng)U散；墨水?dāng)U散；5、食鹽溶解于水；食鹽溶解于水；.4自發(fā)反應(yīng)：在自發(fā)反應(yīng)：在一定條件一定條件下，無(wú)需外界幫助就能下，無(wú)需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)（P39 P39 交流與討論）交流與討論）化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過(guò)程化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過(guò)程（P40 P40 你知道嗎？）你知道嗎？）共同特點(diǎn)共同特點(diǎn)：H H0 0，即體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變，即體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變 為低能狀態(tài)為低能狀態(tài)(1) (1) 一定條件指的是一定溫度和一定壓強(qiáng)，外界幫一定條件指的是一定溫度和一定壓強(qiáng)，外界幫助可以是通電、光照等。助可以是通電、光照等。(2)(

3、2)自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn). .5二二、自發(fā)過(guò)程的能量判據(jù)（、自發(fā)過(guò)程的能量判據(jù)（焓判據(jù)焓判據(jù)）能量判據(jù)能量判據(jù)：自發(fā)過(guò)程的體系趨向于從高能狀自發(fā)過(guò)程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)( (這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量或釋放熱量) )，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是能量判據(jù)。這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是能量判據(jù)。（釋放熱量或?qū)ν庾龉Γㄡ尫艧崃炕驅(qū)ν庾龉Γ└吣軕B(tài)高能態(tài)低能態(tài)低能態(tài)+能量能量能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，即即H H0 0的反應(yīng)有自的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向發(fā)進(jìn)行的傾向，焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判

4、據(jù)之一。方向的判據(jù)之一。.6（1 1）多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)）多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)（2 2）有不少）有不少吸熱過(guò)程吸熱過(guò)程也能自發(fā)進(jìn)行也能自發(fā)進(jìn)行（3 3）有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)）有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行，但在行，但在較高溫度較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行下則能自發(fā)進(jìn)行說(shuō)明：說(shuō)明：)(2)()(2)()()(222324lOHsCaClgNHsOHCasClNH如：硝酸銨溶于水如：硝酸銨溶于水（P40 P40 觀察與思考？）觀察與思考？）如：如：)()()(23gCOsCaOsCaCO高溫.7練習(xí):已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化已知金剛石和

5、石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：學(xué)方程式為： C(金剛石、金剛石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是是( )A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程C.石墨比金剛石能量低石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低金剛石比石墨能量低AC.8有序有序混亂.9混亂度：混亂度：表示體系的不規(guī)則或無(wú)序狀態(tài)。表示體系的不規(guī)則或無(wú)

6、序狀態(tài)?；靵y度的增加意味著體系變得更混亂度的增加意味著體系變得更加無(wú)序加無(wú)序混亂度與熵混亂度與熵熵：熵： 熱力學(xué)上用來(lái)表示混亂度的狀態(tài)函數(shù)，熱力學(xué)上用來(lái)表示混亂度的狀態(tài)函數(shù)，符符號(hào)為號(hào)為S 體系的無(wú)序性越高，即混亂度越高，體系的無(wú)序性越高，即混亂度越高，熵值就越大熵值就越大.10 .11 水的三態(tài)的熵（水的三態(tài)的熵（S S表示物質(zhì)的量為表示物質(zhì)的量為1mol1mol）S（s） S（l） S（g）.12同一物質(zhì)同一物質(zhì) , 氣態(tài)時(shí)熵最大，氣態(tài)時(shí)熵最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。歸納歸納：.13熵增熵增:由由有序有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序無(wú)序熵變熵變S： 反應(yīng)的反應(yīng)的S

7、 S越大越大, ,越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行.14三、三、自發(fā)過(guò)程的自發(fā)過(guò)程的熵判據(jù)熵判據(jù)熵判據(jù)：熵判據(jù)： 在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理，是判斷化學(xué)反應(yīng)方律叫做熵增原理，是判斷化學(xué)反應(yīng)方 向的另一判據(jù)向的另一判據(jù)熵判據(jù)。熵判據(jù)。.15 很多情況下，簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判很多情況下，簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，判斷結(jié)果，所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由焓所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)判據(jù)和熵判據(jù)組合

8、成的復(fù)合判據(jù)將更適將更適合于所有的過(guò)程。合于所有的過(guò)程。.16正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 是否能夠自發(fā)進(jìn)行是否能夠自發(fā)進(jìn)行必須綜合考慮反應(yīng)的必須綜合考慮反應(yīng)的焓變焓變和和熵變熵變恒溫恒壓恒溫恒壓時(shí)判斷反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行時(shí)判斷反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行 H H 0 0 S0S0 H 0 H 0 S S 0 0 H H 0 0 S S 0 0 H 0 H 0 S0S0自發(fā)自發(fā)非自發(fā)非自發(fā)不一定不一定不一定不一定.17 研究表明：在溫度、壓強(qiáng)一定的研究表明：在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)是判據(jù)是 G = G = H - TH - TS S

9、（ G 叫作叫作吉布斯自由能吉布斯自由能）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)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài).181. H 0 該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行；該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行；如：如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)2. H 0，S0 該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行；該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行；如：如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)3. H 0，S0，S0 該反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行該反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行如：如

10、：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)判斷依據(jù)判斷依據(jù)： G= HT S 0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行（P42 交流與討論）交流與討論）.19溫度對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的情況溫度對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的情況 類類型型HSHTS反應(yīng)的自發(fā)性反應(yīng)的自發(fā)性1+2+34+永遠(yuǎn)是永遠(yuǎn)是在任何溫度都是自發(fā)反應(yīng)在任何溫度都是自發(fā)反應(yīng)永遠(yuǎn)是永遠(yuǎn)是+在任何溫度下都是非自發(fā)在任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)反應(yīng)在高溫在高溫+ 在低溫在低溫在低溫是自發(fā)反應(yīng)在低溫是自發(fā)反應(yīng)在高溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫在高溫在低溫在低溫+在低溫是非自發(fā)反應(yīng)在低溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫是自發(fā)反應(yīng)在高溫是自發(fā)反應(yīng).201 1反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判

11、斷反應(yīng)的方向反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確，不能確定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。例如金定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。例如金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時(shí)剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時(shí)候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問(wèn)題了。能解決的問(wèn)題了。注意注意2 2在討論過(guò)程的方向時(shí)，在討論過(guò)程的方向時(shí)，指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用，就。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如石墨經(jīng)高溫高壓還是可可能出現(xiàn)相反

12、的結(jié)果。例如石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸?。以變?yōu)榻饎偸摹?21影響因素：影響因素：化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向 反應(yīng)焓變反應(yīng)焓變 反應(yīng)熵變反應(yīng)熵變共同影響共同影響吸熱吸熱放熱放熱熵增熵增熵減熵減小結(jié)：小結(jié)：焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā).22練習(xí)練習(xí):1.下列說(shuō)法不正確的是下列說(shuō)法不正確的是A. 焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。B. 在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂

13、程度越大，熵值越大。的混亂程度越大，熵值越大。C. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱吸熱D. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)影響有關(guān)C.232.下列反應(yīng)中，熵減小的是下列反應(yīng)中，熵減小的是D. 2CO(g)2C(s)O2(g)B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)D.243. 下列過(guò)程是非自發(fā)的是下列過(guò)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；

14、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。4. 碳酸銨（碳酸銨（NH4）2CO3在室溫下就能自發(fā)地分解在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說(shuō)法中正確的是產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說(shuō)法中正確的是 （ ）A、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大；大；B、其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量；、其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量；C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；、其分解是吸熱反應(yīng)，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。DA.255.下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 （ ）A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的；的；B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變；不變；C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)；、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)；D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。6. 自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是 （ ）