高二化學(xué)課件化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

1、學(xué)習(xí)要求：1、焓的概念、熵的概念2、利用焓變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向3、利用熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向4、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1、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)從低處往高處流；(2)生活中電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)，其反方向也不會(huì)自動(dòng)進(jìn)行；(3)生活中一般在室溫下，冰塊會(huì)融化；鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹；甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒，這些過(guò)程都是自發(fā)的，其逆過(guò)程就是非自發(fā)的。2、放熱的自發(fā)反應(yīng)(1)甲烷燃燒：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-802.3 kJ/mol(2)鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H

2、=-824 kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/mol3、吸熱的自發(fā)過(guò)程 (1)室溫下冰塊的融化；硝酸鹽類的溶解等都是自發(fā)的吸熱過(guò)程。(2)N2O5分解： 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol(3) 碳銨的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol4、既不吸熱也不放熱的自發(fā)過(guò)程兩種理想氣體的混合等一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)1、自發(fā)過(guò)程：在一定條件下不需要外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。2、自發(fā)反應(yīng)：在給定的一組條件下，一個(gè)反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到

3、顯著程度，就稱為自發(fā)反應(yīng)。說(shuō)明：(1)自然界中水由高處往低處流是自發(fā)過(guò)程，其逆過(guò)程就是非自發(fā)過(guò)程，甲烷與氧氣混合遇火就燃燒是自發(fā)反應(yīng)，其逆向是非自發(fā)反應(yīng)。 (2)自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)可被利用來(lái)完成有用功。如向下流動(dòng)的水可推動(dòng)機(jī)器 ，甲烷燃燒可在內(nèi)燃機(jī)中被利用來(lái)做功，可將氫氣燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)成燃燒電池等。 (3)非自發(fā)過(guò)程要想發(fā)生，則必須對(duì)它做功，如利用水泵可將水從低處流向高處，通電可將水分解生成氫氣和氧氣。二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1、能量判據(jù)：自發(fā)過(guò)程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量)，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是能量判據(jù)。2、熵判據(jù)：自發(fā)過(guò)程的本質(zhì)取向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序，

4、導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理，是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù)。說(shuō)明：(1)自發(fā)過(guò)程取向于最低能量狀態(tài)的傾向(即能量判據(jù))；自發(fā)過(guò)程取向于最大混亂度的傾向(即熵判據(jù))(2)對(duì)于密閉體系，在恒壓和不作其他功的條件下發(fā)生變化，吸收或放出的熱量等于體系的焓的變化。(3)在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向，這種推動(dòng)體系變化的因素稱作熵。(4)同一物質(zhì)，在氣態(tài)時(shí)熵最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。3、能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用(1)由能量判據(jù)知：放熱過(guò)程常常是容易進(jìn)行的。(2)由熵判據(jù)知：若干熵增的過(guò)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)判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，

5、所以應(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)組合成的復(fù)合判據(jù)(吉布斯自由能變G)將更適合于所有的過(guò)程。(4)過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向，不能確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過(guò)程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。(5)在討論過(guò)程的方向時(shí)，指的是沒(méi)有外界干擾時(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)相反的結(jié)果。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。實(shí)現(xiàn)后者的先決條件是要向體系中輸入能量，該過(guò)程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。(6)反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響。如常溫下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳

6、是非自發(fā)性的，但在1273K時(shí)，這一反應(yīng)就是自發(fā)的反應(yīng)。例1：下列過(guò)程是非自發(fā)性的是( )A、水由高處向低處流 B、天然氣的燃燒C、鐵在潮濕空氣中生銹 D、室溫下水結(jié)成冰例2：碳銨(NH4)2CO3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( )A、碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大。B、碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C、碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(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。DA例3：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)性的。B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)。D

7、、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。 C 解析：放熱反應(yīng)常常是容易進(jìn)行的過(guò)程，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)的；自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大 ，可能減少，也可能不變。過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向，是否能實(shí)現(xiàn)還要看具體的條件。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1、放熱的自發(fā)過(guò)程可能是熵減小的過(guò)程，如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵?zé)o明顯變化或增加的過(guò)程，如甲烷燃燒、氫氣和氯氣化合等。2、吸熱的自發(fā)過(guò)程是熵增加的過(guò)程，如冰的融化、硝酸銨溶于水等。3、無(wú)熱效應(yīng)的自發(fā)過(guò)程是熵增加的過(guò)程，如兩種理想氣體的混合等。練習(xí)題：1、科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使_和_的自然現(xiàn)象，提出了相互關(guān)聯(lián)的_和_，為最終解決上述問(wèn)題提供

8、了必要的理論根據(jù)。試分別舉一例_，_。自身能量趨于“最低”“有序”變?yōu)椤盁o(wú)序”能量判據(jù)熵判據(jù)鐵在潮濕空氣中生銹硝酸銨溶于水2、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來(lái)解釋的是( )A、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/molC、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/molD3、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的說(shuō)法，正確的是( )A、自發(fā)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B、自發(fā)反應(yīng)都是熵增大的反應(yīng)C、自發(fā)反應(yīng)一定能實(shí)現(xiàn)D、非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下能實(shí)現(xiàn)D http

9、:/ http:/ lpu35hln 全由白色石磚雕砌而成，云氣環(huán)繞輝煌而不失仙氣，走到殿前，十米寬的白玉大門(mén)緩緩打開(kāi)，突然一種沉悶壓抑之感充斥著五臟六腑。隨之而來(lái)的是身體出現(xiàn)了奇異的狂熱，突然暮雨只覺(jué)得背后被人使勁拍了一掌，整個(gè)人向前飛去。頓時(shí)整座宮殿紅光四起。10桫欏樹(shù)妖|終于再次見(jiàn)到了親愛(ài)的太陽(yáng)，照在身上暖暖的?？墒浅鰜?lái)后卻來(lái)到了一個(gè)完全不認(rèn)識(shí)的地方，這里不是我進(jìn)來(lái)時(shí)的那個(gè)出口，心想這樣或許更好，找到一條公路，我想只要是路就行，然后離開(kāi)這里，什么山神，什么渡劫者，什么妖魔鬼怪都去一邊吧，我要回到我以前的生活，正常人的生活。這樣想著看著周圍的地形判斷自己所在的位置。這座山的植物極其茂盛。山

10、中彌漫著霧，罩著一片耀眼的新綠。往下走總能下山，下了山就回到正常的世界，再也不回來(lái)。就這樣一直往下走，太陽(yáng)都下山了還沒(méi)到山下，這山得有多高啊，一刻不停的走居然都沒(méi)到山下，別說(shuō)山下，連下面的影子都看不到，全都籠罩在云霧中，走了那么久干脆休息會(huì)吧，這樣想著，在歇息的時(shí)候環(huán)顧著周圍的風(fēng)景，走了一天除了幾只鳥(niǎo)和松鼠蝴蝶外，別的什么大型動(dòng)物都沒(méi)看到，還有這座山究竟有多高啊，正午時(shí)依然云霧彌漫，絲毫沒(méi)有退去。這座山特別陡峭，自己幾乎是拉著旁邊的樹(shù)下來(lái)的，一不小心估計(jì)就得滾下山了吧。經(jīng)過(guò)沒(méi)有樹(shù)的地方，地面布滿了濕滑的苔蘚，幾乎是自己用屁股滑下來(lái)的。按照白天行走的速度怎么也應(yīng)該有二十多公里了吧，再怎么也應(yīng)該到

11、山中間了，可是越往下云霧越厚，也越發(fā)的陡峭。往山下眺望，突然看見(jiàn)不遠(yuǎn)處有亮亮的什么東西在動(dòng)，連忙站起身來(lái)，離得越近濕氣越重快靠近的時(shí)候聽(tīng)到了水的聲音，心中一驚，有水。瀑布的不遠(yuǎn)處是一片樹(shù)林，但是只有葉子在往外延伸卻不見(jiàn)枝干，估計(jì)是太茂盛了吧。水的周圍是一片平躺的地方，只有零星的幾處灌木叢，按理說(shuō)不是越靠近水，植被越茂盛嗎，這里卻剛好相反。好像還是一個(gè)小型的瀑布。幾步走到瀑布邊眼前的一切令人難以置信，瀑布在往上流！以為這一切都是幻覺(jué)，說(shuō)不定這里的霧有毒，吸了那么長(zhǎng)時(shí)間的霧我可能是中毒了。這里是瀑布的源頭，大約有五六米寬的湖在往上流。彎下腰，手伸進(jìn)水里，冰涼刺骨，河水泛綠，涓涓細(xì)流，清澈見(jiàn)底。河的

12、兩旁草木青翠。綠色的苔蘚布滿了河邊的石頭，潮濕鮮艷，手按下去就能按出水來(lái)。水的確是往上流的，水流沿著河床奔走，沖擊著陡峭的巖石，水一縷一縷地傾瀉向上。風(fēng)吹過(guò)來(lái)，把水吹成輕霧灑在我臉上，這真的是水。此時(shí)的我就像是在倒立著看瀑布。瀑布從下往上沖，宛若游龍?jiān)谂逝朗?。又像是一縷白煙不斷地往上冒，瀑布在往上流，真是顛覆了我的三觀啊。還是在那么陡峭的山坡上，這是怎么回事，難道是我走錯(cuò)了，其實(shí)這里的山http:/ http:/ lpu35hln 全由白色石磚雕砌而成，云氣環(huán)繞輝煌而不失仙氣，走到殿前，十米寬的白玉大門(mén)緩緩打開(kāi)，突然一種沉悶壓抑之感充斥著五臟六腑。隨之而來(lái)的是身體出現(xiàn)了奇異的狂熱，突然暮雨只

13、覺(jué)得背后被人使勁拍了一掌，整個(gè)人向前飛去。頓時(shí)整座宮殿紅光四起。10桫欏樹(shù)妖|終于再次見(jiàn)到了親愛(ài)的太陽(yáng)，照在身上暖暖的?？墒浅鰜?lái)后卻來(lái)到了一個(gè)完全不認(rèn)識(shí)的地方，這里不是我進(jìn)來(lái)時(shí)的那個(gè)出口，心想這樣或許更好，找到一條公路，我想只要是路就行，然后離開(kāi)這里，什么山神，什么渡劫者，什么妖魔鬼怪都去一邊吧，我要回到我以前的生活，正常人的生活。這樣想著看著周圍的地形判斷自己所在的位置。這座山的植物極其茂盛。山中彌漫著霧，罩著一片耀眼的新綠。往下走總能下山，下了山就回到正常的世界，再也不回來(lái)。就這樣一直往下走，太陽(yáng)都下山了還沒(méi)到山下，這山得有多高啊，一刻不停的走居然都沒(méi)到山下，別說(shuō)山下，連下面的影子都看不到

14、，全都籠罩在云霧中，走了那么久干脆休息會(huì)吧，這樣想著，在歇息的時(shí)候環(huán)顧著周圍的風(fēng)景，走了一天除了幾只鳥(niǎo)和松鼠蝴蝶外，別的什么大型動(dòng)物都沒(méi)看到，還有這座山究竟有多高啊，正午時(shí)依然云霧彌漫，絲毫沒(méi)有退去。這座山特別陡峭，自己幾乎是拉著旁邊的樹(shù)下來(lái)的，一不小心估計(jì)就得滾下山了吧。經(jīng)過(guò)沒(méi)有樹(shù)的地方，地面布滿了濕滑的苔蘚，幾乎是自己用屁股滑下來(lái)的。按照白天行走的速度怎么也應(yīng)該有二十多公里了吧，再怎么也應(yīng)該到山中間了，可是越往下云霧越厚，也越發(fā)的陡峭。往山下眺望，突然看見(jiàn)不遠(yuǎn)處有亮亮的什么東西在動(dòng)，連忙站起身來(lái)，離得越近濕氣越重快靠近的時(shí)候聽(tīng)到了水的聲音，心中一驚，有水。瀑布的不遠(yuǎn)處是一片樹(shù)林，但是只有葉子在往外延伸卻不見(jiàn)枝干，估計(jì)是太茂盛了吧。水的周圍是一片平躺的地方，只有零星的幾處灌木叢，按理說(shuō)不是越靠近水，植被越茂盛嗎，這里卻剛好相反。好像還是一個(gè)小型的瀑布。幾步走到瀑布邊眼前的一切令人難以置信，瀑布在往上流！以為這一切都是幻覺(jué)，說(shuō)不定這里的霧有毒，吸了那么長(zhǎng)時(shí)間的霧我可能是中毒了。這里是瀑布的源頭，大約有五六米寬的湖在往上流