《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》課件(課標(biāo))

第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向水總是自發(fā)地由高處往低處流自然界中有許多能自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請(qǐng)同學(xué)們聯(lián)系生活知識(shí)，列舉一些能自發(fā)進(jìn)行的例子？①自然界中水總是從高處往低處流；②電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；③室溫下冰塊自動(dòng)融化；④墨水（香水、汽油）擴(kuò)散；⑤食鹽（NaOH、蔗糖等）溶解于水；⑥自由落體運(yùn)動(dòng)等。一：化學(xué)反應(yīng)的方向1.自發(fā)反應(yīng)：2.非自發(fā)反應(yīng)：在一定溫度和壓強(qiáng)下，無(wú)需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)。自發(fā)過(guò)程的特征：有明確的方向性，具有對(duì)外做功的本領(lǐng)。要逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功。在一定條件下，需要外界做功才能進(jìn)行的反應(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。1.能量判據(jù)：反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向體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～△H﹤0）。⑤4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)△H<0二：判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=－802.3kJ/mol②2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=－824kJ/mol③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

△H=－571.6kJ/mol④NH3+HCl=NH4Cl

△H<0(1).大多數(shù)放熱反應(yīng)(△H<0)都能自發(fā)進(jìn)行。①室溫下硝酸銨的溶解：NH4NO3(s)=NH4＋＋(aq)＋NO3－(aq)

△H>0③2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)△H>0②CaCO3(s)===CaO(s)+O2↑(g)△H>0高溫(2).有的吸熱反應(yīng)(△H>0)在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行焓變(△H)是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一但不是唯一因素。有序排列的火柴散落時(shí)自發(fā)地成為無(wú)序排列——趨向于體系混亂度增大固體溶解過(guò)程氣體的擴(kuò)散——趨向于體系混亂度增大一副嶄新的撲克牌被洗過(guò)后會(huì)怎樣？如果沒(méi)有法律的制約，世界會(huì)怎樣？下課鈴一響教室里會(huì)怎樣？你能發(fā)現(xiàn)這些看似不相干的事件之間的聯(lián)系嗎？克勞修斯

（德國(guó)）熵S——趨向于體系混亂度增大1）熵的定義：熵是衡量體系

的物理量；符號(hào)

，構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間無(wú)規(guī)則排列的程度越大，體系的混亂度

，熵值

；2）熵變：化學(xué)反應(yīng)中存在著熵變，符號(hào)

；體系的混亂度增大ΔS

0，體系的混亂度減小ΔS

03）體系有自發(fā)地向混亂度

的方向轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。引入新概念混亂度S越大越大ΔS><增大69.9Jmol-1K-147.9Jmol-1K-1188.7Jmol-1K-1冰水水蒸氣

1）同一物質(zhì)的熵值大小:S(氣)S(液)S(固)

＞＞增加（⊿S＞0）

增加（⊿S＞0）同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)的熵值2）固體的溶解,墨水在水中的擴(kuò)散和氣體的擴(kuò)散過(guò)程都是混亂度的過(guò)程3）產(chǎn)生氣體的反應(yīng)和氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng)都是體系熵值的反應(yīng)。－10℃的液態(tài)水能自動(dòng)結(jié)冰成為固態(tài)、H2在O2中燃燒為熵減反應(yīng)，它在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行。因此熵判據(jù)判斷過(guò)程的方向也是不全面的。很多情況下，簡(jiǎn)單地只用其中一個(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)組合成的復(fù)合判據(jù)－自由能將更適合于所有的反應(yīng)過(guò)程。3.復(fù)合判據(jù):焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響∶（——自由能變化△Ｇ）?G=?H—T?S

?G<0的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行

?G=0的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)?G>0的反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

?H<0,?S>0

能自發(fā)進(jìn)行?H>0,?S<0不能自發(fā)進(jìn)行

?H<0,?S<0？?H>0,?S>0？4、吉布斯自由能判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向

△G=△H-T△SNH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)△H＜0△S<0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0△S>0判斷這兩個(gè)反應(yīng)什么條件下自發(fā)進(jìn)行低溫可行高溫可行影響因素：化學(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)焓變反應(yīng)熵變共同影響吸熱放熱熵增熵減小結(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)典例剖析∶1.下列過(guò)程是非自發(fā)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2.碳酸銨〔(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、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大；B、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；D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。DAC3.下列說(shuō)法正確的是∶（）A、放熱反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)；B、吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進(jìn)行的；C、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定容易發(fā)生；D、有些吸熱反應(yīng)