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1、水往低处流Cu和AgNO3反应NaOH和HCl反应Na投入H2O中铁生锈化学反应的方向化学反应的方向及判断依据及判断依据2010年11月v学习要求:v1、理解能量判据、熵的概念v2、利用能量判据判断反应进行的 方向v3、利用熵变判断反应进行的方向自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地 方流动；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。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？1、高山流水是一个自动进行的自然过程。高处水一定会流到低处吗？2、低处水可以流至高处么？3、在“低水高流”的过程中一旦外
2、界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？可采取什么措施？思考与交流1.自发过程:在一定条件下不需外力作用就能 自动进行的过程. 2.非自发过程 ：在一定条件下，需要外界做 功才能进行的过程。自发过程的特征：有明确的方向性，要逆转 必须借助外界做功；具有做功的本领。 3.自发反应:在一定条件下无需外界帮助就能 自动进行的反应.知识巩固：下列哪个过程非自发过程（ ）(A)钠与水反应： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mol(B)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol (C)氢气和氧气反应： 2H2
3、(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol自发过程共同点放热反应 H0D（D）水由低处往高处流一、自发过程的能量判据（焓判据 ）能量判据：自发过程的体系趋向于从高能状 态转变为低能状态(这时体系会对外部做功 或释放热量)，这一经验规律就是能量判据 。（释放热量或对外做功 ）高能态低能态+能量能量判据又称焓判据，即H0的反应有自 发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行 方向的判据之一。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) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.
4、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AC练习2: 知道了某过程有自发性之后，则 A.可判断出过程的方向 B.可确定过程是否一定会发生 C.可预测过程发生完成的快慢 D.可判断过程的热效应A？墨水、气体扩散，固体的溶解墨水、气体扩散，固体的溶解一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件
5、之间的联系吗？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？克劳修斯克劳修斯 （德国）（德国）（一）“entropy”中译字“熵”的由 来:趣话:1923年,I.R.普朗克来中国南京讲 学,著名物理学家胡刚复教授为其翻译 时,首次将“entropy”译为“熵”,依 据公式认为S为热量与温度之商,而且 此概念与火有关。从此为浩瀚的汉文 字库中增加了一个新字。判断下列过程中能量的变化情况 ：1、冰液态水水蒸气2、氯化钠晶体溶于水吸热那么这些物质的规则性、有序性有没有改变呢 ？混乱度：表示体系的不规则或无序状态。混乱度的增加意味着体系变得更加 无序混乱度与熵熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数，符 号为
6、S体系的无序性越高，即混乱度越高， 熵值就越大水的三态的熵（Sm表示物质的量为1mol）Sm（s） Sm（l） Sm（g）分析刚才两个自发过程中混乱度 的变化情况：1、冰液态水水蒸气2、氯化钠晶体溶于水混乱度CHCH4 4OO2 2COCO2 2H H2 2NHNH3 3186.15186.15205.03205.03214214130130192192H H2 2O(l)O(l)HNOHNO3 3(l)(l)BrBr2 2(l)(l)69.969.9156156152152NaClNaClFeFe金金刚刚刚刚石石SiOSiO2 2CuOCuO72.172.127.327.32.42.441.
7、8441.8442.742.7标准状况下：标准状况下：1 1 molmol不同物质的熵不同物质的熵S S(J(J molmol-1-1K K-1-1) ) 同一物质 , 气态时熵最大， 液态时次之，固态时最小。归纳 ：熵增:在在密闭条件密闭条件下，体系有下，体系有由有序 自发地转变为无序的倾向的倾向熵变S：化学反应中要发生物质的化学反应中要发生物质的 变化或物质状态的变化，因此存在着变化或物质状态的变化，因此存在着 熵变。熵变。 S=SS=S产物产物S S反应物反应物二、自发过程的熵判据熵判据 ：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，是判断化学反应方
8、向的另一判据熵判据。小结：自发过程的变化趋势1、能量趋于降低：2、混乱度趋于增加（释放热量或对外做功 ）高能态低能态+能量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H2O2O2 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很多情况下，简单地只
9、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，所以应两个判据兼顾。由焓 判据和熵判据组合成的复合判据将更适 合于所有的过程。三、化学反应自发进行的方向2、物质的混乱度趋于增加1、物质具有的能量趋于降低 H(焓变)S(熵变)0焓(H)判据熵(S)判据放热反应焓变焓变熵变熵变化学反应应能否自发进发进 行自发进行 不自发进行不能定性判断 不能定性判断H0H0S0S0S0焓(H)判据熵(S)判据放热反应熵增原理注意：过程的自发性只用于判断过程的方向，不 能确定是否一定会发生和过程发生的速率。焓变焓变熵变熵变化学反应应能否自发进发进 行自发进行 不自发进行不能定性判断 不能定性判断H0H0
10、S0S0S0 S0影响因素：化学反应的方向反应焓变反应熵变共同影响吸热放热熵增熵减焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发HSG=HTS1反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确 定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金 刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时 候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据 能解决的问题了。注意2在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时 体系的性质。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。例如石墨经高温高压还是 可以变为金刚石的。规律方法总结自发反应中的焓变和熵变的关系1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应 一定能自发进行 2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应 一定不能自发进行 3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬 殊，可能某一因素占主导地位 4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可 能对反应的方向起决定性作用 5、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。
