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1、霍邱一中 何兆祥 2011.10,第四节 化学反应进行的方向,化学反应进行的快慢,化学反应的限度,化学反应进行的方向,化学反应速率,化学平衡, ?,水总是自发地由高处往低处流,自然界中有许多自然而然发生的现象，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发生的例子？,自然界中水总是从高处往低处流； 自由落体运动； 室温下冰块自动融化； 墨水扩散； 食盐溶解于水； 火柴棒散落等。 铁器暴露在潮湿空气中会生锈,生活中的自发过程,科学家是根据什么原理来判断一个化学反应能否发生？,这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性其中是否蕴藏了一定的科学原理？,能量由高到底 有序变无序,寻找反
2、应能否自发进行的判据,4 化学反应进行的方向,常见的化学反应 镁条燃烧； 酸碱中和； 锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等； 这些过程都是自发的。,1、自发过程：在一定条件下，不用借助外部力量就能自动进行的过程（高山流水、自由落体运动等）。,2、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应（镁条燃烧、酸碱中和）。,【归纳小结】,如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？,化学反应中的自发过程,(1)甲烷燃烧：H4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol,(2)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3
3、(s) H=-824 kJ/mol,(3)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol,共同点 ?,E反 E生, H0,放热反应,一、自发过程与焓判据,1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就可以自动进行的自发过程。,共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。,2、焓判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是焓判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。,放热反应,E反 E生, H0,练习1,已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： C(金刚石、s)+O2(g) CO2(g)
4、H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是 A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低,A C,练习2,知道了某过程有自发性之后，则 可判断出过程的方向 可确定过程是否一定会发生 可预测过程发生完成的快慢 可判断过程的热效应,A,我们知道有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用焓判据却无法解释清楚，例如：,两种理想气体的混合可顺利自发进行,（1）既不吸热也不放热的自发过程,H2,
5、O2,O2 H2,（2）吸热的自发过程,室温下冰块的融化； 硝酸盐类的溶解； 常温常压下N2O5的分解 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解 (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol,二、熵、熵增原理、熵判据,1熵（S）：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。,2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据( S) 。,3同一物质在不同状态时熵值大小：在气态时熵最大，液态
6、时次之，固态时最小。,体系混乱度有增加的倾向,分析判断下来过程为什么能自发进行？,1、两种理想气体的混合 2、室温下冰块的融化； 3、常温常压下N2O5的分解 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol 4、碳铵的分解 (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol,练习3,碳铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是 A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。 B、碳铵分解是因为外界给予了能量 C、碳铵分解是吸热反应，根据焓判据不能自发分解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解
7、。,AC,练习4,下列反应中，在高温下不能自发进行的是,D. CO(g)C(s)1/2O2,B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,熵减,熵增,熵增,熵增,小结,一、化学反应进行方向的判据,1焓判据 体系趋于从高能态变为低能态 H0,2熵判据 在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向 S0,2、吸热的自发过程应为熵增加的过程， 如冰的融化、硝酸铵溶于水等。,3、无热效应的自发过程是熵增加的过程， 如两种理想气体的混合等。,1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，
8、如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无 明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等,二、理解熵的含义和熵的变化,CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g) 这个反应能否自发进行？ 已知：H(298K)=178.2KJmol S(298K)=169.6Jmol-1K-1,思考,化学反应的最终判据到底是什么呢？, G=HT S,三、复合判据（自由能变化）,当 G0时，反应自发进行,当 G0时，反应不自发进行,当 G=0时，平衡状态,自主学习：P36科学视野,需要注意：,(1)很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以
9、应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据(吉布斯自由能变G)将更适合于所有的过程。,(2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。,例如:涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现；又如装在不同地方的气体等例子。,(3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界对体系的干扰。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如：,水泵可以把水从低水位升至高水位； 用高温可使石灰石分解； 高温高压石墨转化为金刚石。 实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。,1、下列说
10、法正确的是（ ） A、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现； D、自发反应在任何条件下都能实现。,C,【练习】,2、下列说法不正确的是（ ） A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应都是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关,C,A,4、能用能量判据判断下列过程的方向的是 ( ) A水总是自发地由高处往低处流 B放
11、热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行 C有序排列的火柴散落时成为无序排列 D多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大,3、以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/mol,D,5、下列说法中正确的是( ) A能自发进行的反应一定能迅速发生反应 B非自发进行的反应一定不可能发生反应 C能自发进行的反应实际可能没有发生反应 D常温下通电，2H2O=H2O2，即常温下水的分解反应是自发反应,6、已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断，下列反应中，在任何温度下都不自发进行的是 ( ) A2O3(g)=3O2(g) H 0 CN2(g)3H2(g)=2NH3(g) H 0,C,B,影响因素：,小结：,焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发,
