化學(xué)反應(yīng)的方向 (4)

1、關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的方向 (4)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共31頁水總是自發(fā)地由高處往低處流水總是自發(fā)地由高處往低處流自然界中有許多自然而然發(fā)自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請(qǐng)同學(xué)們聯(lián)系生生的現(xiàn)象，請(qǐng)同學(xué)們聯(lián)系生活知識(shí)，列舉一些能自動(dòng)發(fā)活知識(shí)，列舉一些能自動(dòng)發(fā)生的例子？生的例子？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共31頁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(dòng)；方流動(dòng)；室溫下冰塊自動(dòng)融化；室溫下冰塊自動(dòng)融化；墨水?dāng)U散；墨水?dāng)U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?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共31頁鎂條燃燒；酸堿中

2、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(huì)生銹；甲烷和氧中會(huì)生銹；甲烷和氧氣的混合氣體遇明火氣的混合氣體遇明火就燃燒，鋅與就燃燒，鋅與CuSOCuSO4 4溶溶液會(huì)自動(dòng)反應(yīng)生成液會(huì)自動(dòng)反應(yīng)生成CuCu和和ZnSOZnSO4 4等，這些過程等，這些過程都是自發(fā)的，其逆過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。就是非自發(fā)的。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共31頁1、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。反之為非自部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。反之為非自發(fā)過程發(fā)過程2、自發(fā)反應(yīng)：在給定的一組條件下，、自發(fā)反應(yīng)：在給定的一組條件下，一個(gè)反應(yīng)可以

3、自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度，一個(gè)反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應(yīng)。就稱為自發(fā)反應(yīng)?！練w納小結(jié)】【歸納小結(jié)】如何判斷一個(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)能否自如何判斷一個(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？發(fā)進(jìn)行？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共31頁第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共31頁n科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使自科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量趨于身能量趨于“最低最低”和由和由“有序有序”變?yōu)樽優(yōu)椤盁o序無序”的自然現(xiàn)象，提出的自然現(xiàn)象，提出了互相關(guān)聯(lián)的焓判據(jù)和熵判據(jù)，了互相關(guān)聯(lián)的焓判據(jù)和熵判據(jù)，為反應(yīng)方向的判斷提供了必要的為反應(yīng)方向的判斷提供了必要的依據(jù)。依據(jù)。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第

4、七頁，共31頁酸堿中和、鎂條燃燒等這些一定條件下能自酸堿中和、鎂條燃燒等這些一定條件下能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng)有何共同特點(diǎn)？發(fā)發(fā)生的反應(yīng)有何共同特點(diǎn)？【思考與交流】【思考與交流】共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)： H O即放熱反應(yīng)即放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，定， H O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行從能量角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？從能量角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？一般情況下，一般情況下， H O即放熱反應(yīng)易發(fā)即放熱反應(yīng)易發(fā)生自發(fā)反應(yīng)。生自發(fā)反應(yīng)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共31頁日常生活中長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)得到日常生活中長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)得到一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)

5、律一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律能量判據(jù)（焓判據(jù)）能量判據(jù)（焓判據(jù)） 體體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時(shí)系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時(shí)體系會(huì)對(duì)外做功或者釋放熱量體系會(huì)對(duì)外做功或者釋放熱量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)）現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共31頁NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) H= 37.30kJ/mol自發(fā)反應(yīng)一定要自發(fā)反應(yīng)一定要H O ？結(jié)論：結(jié)論：H O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要定要H 0 有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)

6、行。從混亂度角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？從混亂度角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？【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，導(dǎo)致體系的熵增大，自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理，也就是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù)這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理，也就是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共31頁自發(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)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1 結(jié)論：結(jié)論：S 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)

7、反應(yīng)不一定要自發(fā)反應(yīng)不一定要S O【思考與交流】【思考與交流】 熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè)熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè) 因素因素, 但不是惟一因素。但不是惟一因素。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁，共31頁CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)這個(gè)這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？已知：已知： H(298K)=178.2KJmol , S(298K)=169.6Jmol-1K-1現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共31頁在恒溫、恒壓下，判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)是在恒溫、恒壓下，判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)是 三、三、復(fù)合復(fù)合判據(jù)判據(jù)當(dāng)當(dāng)HT S 0時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行行當(dāng)當(dāng)HT S =0

8、時(shí)，平衡狀態(tài)時(shí)，平衡狀態(tài)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共31頁溫度對(duì)反自發(fā)性的情況溫度對(duì)反自發(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)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共31頁CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)這個(gè)這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？已知：已

9、知： H(298K)=178.2KJmol , S(298K)=169.6Jmol-1K-1現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共31頁n室溫下，室溫下，H-TS=178.2KJmol-1298K169.610-3KJmol-1K-1=128 KJmol-10n因此，室溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；因此，室溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；n如要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則應(yīng)使如要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則應(yīng)使H - TS H/S=178.2 KJmol-1/0.1696 KJmol-1K-1 = 1051K?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共31頁n知識(shí)應(yīng)用本節(jié)課課本開始提出處理汽車尾氣的反應(yīng)：n2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2C

10、O2（g），n已知，298K、101KPa下，該反應(yīng)H = - 113.0 KJmol-1 ，S = -143.5 Jmol-1K-1n則H-TS = - 69.68 KJmol-1 0n因此，室溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。n指出但該反應(yīng)速率極慢，需要使用催化劑來加速反應(yīng)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁，共31頁n總結(jié)總結(jié)能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用：能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用：1、由能量判據(jù)知、由能量判據(jù)知 放熱過程（放熱過程（H0）常常是容易自發(fā)進(jìn)行；常常是容易自發(fā)進(jìn)行；2、由熵判據(jù)知、由熵判據(jù)知 許多熵增加（許多熵增加（S0）的）的過程是自發(fā)的；過程是自發(fā)的；3、很多情況下，簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)、很多情況下，簡(jiǎn)單

11、地只用其中一個(gè)判據(jù)去判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的去判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以我們應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。判斷結(jié)果，所以我們應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)（以焓變?yōu)榛A(chǔ)）和熵判據(jù)由能量判據(jù)（以焓變?yōu)榛A(chǔ)）和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)(H - TS）將更適）將更適合于所有的反應(yīng)過程；合于所有的反應(yīng)過程； 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共31頁4、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(huì)發(fā)生和過程的不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程的速率；速率；n例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過

12、程的自發(fā)性是相器件，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(shí)現(xiàn)；又如裝同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)；又如裝在不同地方的氣體等例子在不同地方的氣體等例子?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共31頁5、在討論過程的方向時(shí)，指的是沒有外、在討論過程的方向時(shí)，指的是沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。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水位；如水泵可以把水從低水位升至高水位；用高溫可使石灰石分解；用高溫可使石灰石分解；高溫高壓石墨轉(zhuǎn)化高溫高壓石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的例子，為金剛石的例子，實(shí)現(xiàn)后者的先決條件

13、是實(shí)現(xiàn)后者的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質(zhì)仍然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。是非自發(fā)性的。6、反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響。、反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁，共31頁【課堂達(dá)標(biāo)測(cè)試課堂達(dá)標(biāo)測(cè)試】n1 下列過程是非自發(fā)的是下列過程是非自發(fā)的是 （ ）nA、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、鐵在潮濕空氣中生銹；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。n2 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)其說法中正確的是產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法中

14、正確的是 （ ）nA、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大；、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大；nB、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；nC、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；nD、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現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁，共31頁n3、下列說法正確的是、下列說法正確的是 （ ）nA、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，凡是吸熱反應(yīng)都是、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，凡是吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的；非自發(fā)的；nB、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵、自發(fā)反應(yīng)一定是熵

15、增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變；減少或不變；nC、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)；nD、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)。n4、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 （ ）nA、吸熱反應(yīng)；、吸熱反應(yīng)； B、放熱反應(yīng)；、放熱反應(yīng)；nC、熵增加反應(yīng)；、熵增加反應(yīng)；D、熵增加或者放熱反應(yīng)。、熵增加或者放熱反應(yīng)。CD現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁，共31頁n5、250C和和1.01105Pa時(shí)，反應(yīng)時(shí)，反應(yīng) 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；）； H=56.76kJ/mol，自發(fā)，自發(fā)進(jìn)行的原因是進(jìn)行的原因是 （ ）nA、是吸熱反

16、應(yīng)；、是吸熱反應(yīng)； nB、是放熱反應(yīng)；、是放熱反應(yīng)；nC、是熵減少的反應(yīng)；、是熵減少的反應(yīng)；nD、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。D現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁，共31頁6、下列說法不正確的是（、下列說法不正確的是（ ）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，多焓變是一個(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)都是放熱反應(yīng)。數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(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)放熱還是吸一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決

17、于該反應(yīng)放熱還是吸熱熱D. 一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影一個(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)響有關(guān)C現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁，共31頁D8、下列反應(yīng)中，熵減小的是（、下列反應(yīng)中，熵減小的是（ ）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)7、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是( )A、硝酸銨自發(fā)地溶于水、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.

18、7kJ/molC、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/molD現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁，共31頁影響因素：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)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁，共31頁規(guī)律方法總結(jié)規(guī)律方法總結(jié)自發(fā)反應(yīng)中的焓變和熵變的關(guān)系自發(fā)反應(yīng)中的焓變和熵變的關(guān)系1、在溫度、壓力一定的條件下，放熱的熵增加的反應(yīng)一定能自、在溫度、壓力一定的條件下，放熱的熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行發(fā)進(jìn)行2、在溫度、壓力一定的條件下，吸熱的熵減少的反應(yīng)一、在溫度、壓力一