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1、化学反应方向,反应方向即尚未达到平衡的体系朝什么方向进行，是由非平衡向平衡变化的方向，只有确定反应方向时才有“自发反应”的问题。已处于化学平衡状态了，就没有方向问题，更谈不上正逆“自发反应”的说法 一个反应在条件一定时原则上只有一个热力学方向，至于“正、逆反应在平衡时都自发”的说法是错误的。 因已处于平衡的反应就没有方向问题,对“自发反应”的理解,“一定条件”实际上指温度、压力一定的条件下能自动进行的反应。 所谓“自动”即靠自身的能力，不需外界干预（如光照、通电等）。,关于对“熵”的理解,熵的概念建立在两个基础上： 1. 大量粒子 2.混乱度即为“均匀度”，越混乱就越均匀,水往低处流,冰融化,
2、自然界中的自发过程体现了自然界变化的方向性,问题1：物质间的化学反应是否也能自然发生呢？请联系已学知识举例。,第一节 化学反应的方向,自然界中有许多自然而然发生的现象，那么是否所有的化学反应都能够自发进行呢？,2H2+O2 = 2H2O,Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,2H2O 2H2+O2,6CO2+6H2O C6H12O6+6O2,CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3,C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,请根据你对“自发反应”的理解判断，下列反应是否属于自发反应？说明你的理由。,？, 2H2O = 2H2+O2 （室温、通电） 2H2O = 2H2+O2 （加热至2
3、000）,答案：反应1不是自发反应，反应2是自发反应,突破对“自发反应”的错误认识,在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力量既能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。,交流研讨,在一定温度和压强下，化学反应朝着怎样的方向自发进行？,Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,复分解反应： 向着生成气体、沉淀或水 的方向自发进行,氧化还原反应： 向着由强制弱的方向自发进行,CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3,影响化学反应自发进行的因素探究,观察下列几个自发反应，找出它们的共同之处,共同特点,H0，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态。,能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能
4、状态（H 0）。 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全,焓变与反应方向,影响化学反应自发进行的因素探究,深入思考,在一定温度、压强下，化学反应一定不能向着吸热的方向自发进行吗？,还有什么因素会影响一个过程能否自发进行呢？,？,提示：从反应前后物质的存在状态及微粒的运动角度考虑,发现“熵变”对反应方向的影响,能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（H 0）。 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全 焓变（H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。,焓变与反应方向,影
5、响化学反应自发进行的因素探究,（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应,（2）有不少吸热过程也能自发进行,（3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进 行，但在较高温度下则能自发进行,说明：,如：硝酸铵溶于水,如：,影响化学反应自动发生的因素探究,焓变（H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。,问题： 为什么有些吸热反应或吸热过程也能自发 进行呢？,还有什么因素会影响一个过程能否自发进行呢？,？,提示：从反应前后物质的存在状态及微粒的运动角度考虑,发现“熵变”对反应方向的影响,硝酸铵溶于水后，硝酸根离子和铵根离子由规则的排列转化为能在水中自由地运动，即由有序转变为无序，体系的混乱度
6、增大。,讨论、假说：,消石灰与氯化铵的反应有氨气生成，碳酸钙分解生成二氧化碳气体，可能有气体生成使体系的混乱度增大是反应能自发的原因之一。,这些反应有何共同特点？,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？ 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？ 你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？,有序,混乱,克劳修斯 （德国）,熵,S,熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。,标准状况下：1mol不同物质的熵S(Jmol-1K-1),69.9Jmol-1K-1,47.9Jmol-1K-1,188.7Jmol-1K-1,S(g)S(l)S(s),物质在
7、不同状态下的熵S(Jmol-1K-1),冰 水 水蒸气,一般地，混乱度（熵）:气态溶液液态固态 分子数增多，分子种类增多则熵增大,对于同一物质：S（g）S（l）S（s）,若变化后混乱度增大， 则S0 若变化后混乱度减小， 则S0 S越大，越有利于化学反应的进行。,熵变与反应方向,熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用S表示。 S=S生成物总熵S反应物总熵,判断下列反应的S0还是0： A、NH4Cl=HCl+NH3 B、2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2+(aq)+Cu2+(aq) C、2NO2=N2O4 D、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),S0,S0,S0
8、,S0,观察下列几个自发反应，找出它们的共同之处,熵变能否替代焓变，成为决定反应能否自发进行的唯一因素？,？,在一定温度和压强下，化学反应一定不能向着熵减少的方向自发进行吗？,交流研讨,体系能量降低和混乱度增大都 有促使反应自发进行的倾向。,在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关，但都不是惟一因素。,影响因素：,焓减小(H为0)有利于反应自发,总 结,能量判据,熵判据,G= H -TS,美国物理化学家吉布斯,H - TS0 自发,H - TS=0平衡态,H - TS0不自发,1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
9、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。,请你利用所学知识判断下列反应能否自发进行并解释：,1、 H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l) H= -57.3KJmol-1 S= + 80.7Jmol-1K-1,2、CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g ) H=+178.2KJmol-1 S=+169.6Jmol-1K-1,3、TiO2(s)+2Cl2(g)=T
10、iCl4(l)+O2(g) H=+161.9KJmol-1 S=-38.4Jmol-1K-1,练 习,1.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,2.下列反应中，熵减小的是,D. 2CO(g)2C(s)O2(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)
11、MgO(s)CO2(g),D,3. 下列过程是非自发的是 （ ） A. 水由高处向低处流 B. 天然气的燃烧 C. 铁在潮湿空气中生锈 D. 室温下水结成冰 4. 碳酸铵(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. 其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系 的熵增大 B. 其分解是因为外界给予了能量 C. 其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解 D. 碳酸盐都不稳定，都能自发分解,D,A,练 习,5.下列说法正确的是（ ） A、凡是放热反应都是自发的，由于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。 6. 自发进行的反应一定是（ ） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应；D、熵增加或放热反应。,C,D,练 习,7. 250C和1.01105Pa时，反应: 2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g) H= + 56.76 kJmol-1 ， 能自发进行的原因是 （ ） A. 是吸热反应 B. 是放热反应 C. 是熵减少的反应 D. 熵增大效应大于能量效应,D,练 习,影响因素：,焓减小(H为0)有利于反应自发,总 结,能量判据,熵判据,G= H -TS,城市中越来越多的汽车,
