2.3化學(xué)反應(yīng)的方向課件高二上學(xué)期人教版化學(xué)選擇性必修1

meiyangyang8602meiyangyang8602自然界中有一些過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行的，而且是有方向性的水總是自發(fā)地從高處流向低處冰融化及墨水?dāng)U散自發(fā)過(guò)程：在一定條件下，不需要外力作用就可以進(jìn)行的過(guò)程。自然界中的自發(fā)過(guò)程抽水上山：借助水泵，持續(xù)消耗電能非自發(fā)過(guò)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(guò)程。自發(fā)過(guò)程非自發(fā)過(guò)程“非自發(fā)”也不代表不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是否也能自發(fā)進(jìn)行，有方向性？自然界中的自發(fā)過(guò)程

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)的快慢化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的方向——化學(xué)反應(yīng)速率——化學(xué)平衡——?化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)的方向

在溫度和壓強(qiáng)一定條件下，不借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程自發(fā)過(guò)程化學(xué)反應(yīng)的方向微提醒即在一定條件下反應(yīng)的某個(gè)方向是自發(fā)進(jìn)行的，其逆方向在相同條件下一定不能自發(fā)進(jìn)行自發(fā)反應(yīng)具有方向性

但不一定能夠?qū)嶋H發(fā)生，發(fā)生時(shí)速率也不一定大，非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下也可能發(fā)生。如煤的燃燒是自發(fā)反應(yīng)，但在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行。自發(fā)反應(yīng)是指該反應(yīng)過(guò)程有自發(fā)進(jìn)行的傾向準(zhǔn)確判斷一個(gè)過(guò)程、一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的依據(jù)是什么？思考a高山流水高能狀態(tài)低能狀態(tài)水總是自發(fā)地從高處往低處流——有趨向于低能量狀態(tài)的傾向?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變（焓判據(jù)）水流電流熱量自發(fā)高處低處自發(fā)高電位低電位自發(fā)高溫低溫化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變（焓判據(jù)）反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量低放熱反應(yīng)?H＜0化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變（焓判據(jù)）Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)△H=-216.8kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ·mol-1放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低，因此具有自發(fā)反應(yīng)的傾向大多數(shù)放熱反應(yīng)是可以自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變（焓判據(jù)）19世紀(jì)，一些化學(xué)家認(rèn)為，決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素是反應(yīng)熱，放熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，而吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。你同意這種觀點(diǎn)嗎？2NH4Cl(s)+Ba(OH)2.8H2O

(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)△H＞0該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但在常溫下能自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變NaHCO3(s)+HCl(aq)=CO2(g)+NaCl(aq)+H2O(l)△H=＋31.4KJ/mol2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+109.8kJ/mol

結(jié)論：△H<0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行

但自發(fā)反應(yīng)不一定要△H<0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?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變（焓判據(jù)）小結(jié)：自然之法如此神奇，正是很多燃燒反應(yīng)會(huì)遇到“活化能”的壁壘。才使得富含有機(jī)物的生命體在富含氧氣的大氣中沒(méi)有“自燃”。對(duì)于反應(yīng)碳的燃燒，有同學(xué)提出這個(gè)過(guò)程不能自發(fā)，因?yàn)樾枰c(diǎn)燃，你怎么看？因?yàn)槿紵磻?yīng)存在“障礙”——活化能，“點(diǎn)燃”的目的是克服反應(yīng)的活化能，“啟動(dòng)”反應(yīng)，使之發(fā)生。因?yàn)榉磻?yīng)放出的熱量|△H|>Ea。使得放出的熱量足以克服后續(xù)反應(yīng)的活化能，因此在反應(yīng)引發(fā)后，不用持續(xù)加熱，也能自發(fā)進(jìn)行下去?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變（焓判據(jù)）為什么有些放熱反應(yīng)需要持續(xù)加熱呢？例如：H2(g)+CuO(s)=Cu(s)+H2O(1)△H=-128.5KJ/mol因?yàn)榇朔磻?yīng)所需活化能很大，而反應(yīng)放出的熱量太少，即|△H|<Ea。使得放出的熱量難以克服后續(xù)反應(yīng)的活化能，因此在反應(yīng)發(fā)生后，需要從環(huán)境中不斷吸收熱量，才能夠自發(fā)進(jìn)行下去。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變（焓判據(jù)）meiyangyang8602

在一定條件下，如果一個(gè)過(guò)程是自發(fā)的，那么它的逆過(guò)程通常是非自發(fā)的。氫氣的燃燒水的電解自發(fā)非自發(fā)2H2+O2=2H2O冬天水結(jié)冰自發(fā)春天冰融水自發(fā)“自發(fā)”是一定條件下的自發(fā)，條件變了，可能由原來(lái)的“自發(fā)”變成“非自發(fā)”。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與焓變（焓判據(jù)）我們知道，吸熱會(huì)使體系能量升高，為什么也能自發(fā)？思考

科學(xué)家注意到，還有一類自發(fā)過(guò)程，不是能量高低變化引起的。墨水在水中的擴(kuò)散氣體的擴(kuò)散固體在水中的溶解化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與熵變（熵判據(jù)）還有一些現(xiàn)象:(1)相互接觸的固體物質(zhì)體系，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期放置后，人們能夠找到通過(guò)擴(kuò)散而進(jìn)入另一種固體中的原子或分子。(2)下課鈴一響教室里會(huì)怎樣?共同點(diǎn)？共同點(diǎn)是：

這些過(guò)程都體現(xiàn)從“有序”自發(fā)變“無(wú)序”，自發(fā)向混亂度高的方向進(jìn)行。這是自然界的一種普遍規(guī)律。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與熵變（熵判據(jù)）(1)熵的定義科學(xué)家用“熵（S）”來(lái)描述體系的混亂（無(wú)序）程度。(2)熵增原理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，即熵變(符號(hào)ΔS)>0。即熵增(ΔS>0)是反應(yīng)自發(fā)的另一個(gè)判據(jù)。(3)同一物質(zhì)，氣態(tài)時(shí)的熵最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。(4)同一體系，氣體物質(zhì)的量越大，熵S越大。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與熵變（熵判據(jù)）

我們?cè)賮?lái)研究剛才提到的那些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)的具體原因：(1)N2O5分解：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)ΔH=+56.7kJ/mol(2)碳銨的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=+74.9kJ/mol該反應(yīng)雖然

ΔH>0，體系能量增大，但ΔS>0熵增，混亂度增大，所以可以自發(fā)反應(yīng)。該反應(yīng)雖然

ΔH>0，體系能量增大，但ΔS>0熵增，混亂度增大，所以可以自發(fā)反應(yīng)。即ΔS＜0Fe(OH)2(s)+O2(g)+H2O

(g)＝Fe(OH)3(s)2NO

(g)+2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g)

這些化學(xué)反應(yīng)的ΔS＜0，但是都可以自發(fā)進(jìn)行。所以，不能只根據(jù)熵增或熵減來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。事實(shí)上,只有孤立體系（與環(huán)境既沒(méi)有物質(zhì)交換也沒(méi)有能量交換）或者絕熱體系（與環(huán)境既沒(méi)有物質(zhì)交換也沒(méi)有熱量交換），自發(fā)過(guò)程才向著熵增的方向進(jìn)行。結(jié)論：自發(fā)反應(yīng)的方向與焓變、熵變有關(guān)，但焓變和熵變又不能單獨(dú)作為判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的依據(jù)。則需綜合考慮體系的焓變和熵變。注意：熵變只是影響反應(yīng)方向的一種因素，并不是只有熵增才是自發(fā)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與熵變（熵判據(jù)）熱力學(xué)溫度又被稱為絕對(duì)溫度，是熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理中的重要參數(shù)之一。一般所說(shuō)的絕對(duì)零度指的是0K，對(duì)應(yīng)攝氏溫度-273.15°C溫度的三種表示方法攝氏溫度°C華氏溫度°F絕對(duì)溫度K國(guó)內(nèi)一般攝氏度，國(guó)外華氏度，真正科研用絕對(duì)溫度。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與自由能（復(fù)合判據(jù)）(1)自由能變化ΔG=ΔH-TΔS

（ΔH和ΔS帶有正負(fù)號(hào)，T為絕對(duì)溫度）(2)自由能變化ΔG判據(jù)：在溫度、壓力一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向ΔG=ΔH-TΔS＜0的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。ΔG=ΔH-TΔS＜0

反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行ΔG=ΔH-TΔS=0

反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)ΔG=ΔH-TΔS>0

反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

△G不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)△H△S?H>0?S>0高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?H>0?S<0所有溫度下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行?H<0?S>0所有溫度下反應(yīng)自