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1、第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向1化学反应进行的快慢化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应的限度化学反应进行的方向化学反应进行的方向化学反应速率化学反应速率化学平衡化学平衡 ?化学反应原理的组成部分化学反应原理的组成部分2水总是自水总是自发地由高发地由高处往低处处往低处流流类似的现象还有：电流电流由电势高的地方流向电由电势高的地方流向电势低的地方势低的地方热量由高温物体传向低热量由高温物体传向低温物体温物体共同点：共同点：高能向低能转化。高能向低能转化。自发过程：自发过程：在在一定条件一定条件下，不借助外力下，不借助
2、外力就能自动进行的过程就能自动进行的过程.3Cu和和AgNO3反应反应NaOH和和HCl反应反应Na投入投入H2O中中Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) H= -181.75 kJmol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H= -57.3 kJmol-12Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) H= -636.1 kJmol-1自发反应：自发反应：在在给定条件给定条件下，就能下，就能自发（不自发（不需需外界帮助）进行到显著程度的反应外界帮助）进行到显著程度的反应. .共同点共同点:H0，放热反应，放热
3、反应 体系倾向于从体系倾向于从高能态高能态向向低能态低能态转变。转变。 即即H 0 有利于反应自发进行有利于反应自发进行【思考与交流思考与交流】这些自发反应这些自发反应有何共同特点？能量有何共同特点？能量遵循怎样的规律呢？遵循怎样的规律呢？4一、焓判据一、焓判据-能量判据能量判据反应物的总能量反应物的总能量高高生成物的总能量生成物的总能量低低放放热热反反应应H0体系趋向于从体系趋向于从高能状态高能状态转变为转变为低能状态低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量（这时体系会对外做功或者释放热量）。）。即即H 0焓减方向，有自发进行焓减方向，有自发进行的倾向。的倾向。5结论：结论：H OH O有利
4、于反应自发进行，有利于反应自发进行， 但自发反应不一定都是但自发反应不一定都是H OH O2NH2NH4 4Cl(s)+Ba(OH)Cl(s)+Ba(OH)2 28 H8 H2 2O(s)=2NHO(s)=2NH3 3(g)+BaCl(g)+BaCl2 2(s)+10H(s)+10H2 2O(l) O(l) H OH O只是反应能否自发进行的一只是反应能否自发进行的一个影响因素个影响因素, ,但不是唯一因素。只根但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的据焓变来判断反应方向是不全面的思思与与察察观观考考H OH O自发反应一定自发反应一定H OH 0 有利于反应自发进行。有利于反应自发
5、进行。1）熵的定义：）熵的定义：量度体系量度体系混乱度混乱度 的物理量叫的物理量叫 ；符号；符号 ，构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度 ，熵值，熵值 ；2）熵变熵变：即化学反应前后熵的变化，符号：即化学反应前后熵的变化，符号 ；体系的混乱度增大；体系的混乱度增大S 0 0 ，体系的混乱度减小，体系的混乱度减小S 0 03）体系有自发地向混乱度）体系有自发地向混乱度 的方向转化的趋势。的方向转化的趋势。 越大越大越大越大0)0) S熵熵通常如何判断混乱度通常如何判断混乱度( (熵熵) )的大小呢？的大小呢？8第9 页化学反应进
6、行的方向S(水水) ：69.9J mol-1K-1S(冰冰) ：47.9J mol-1K-1S(水蒸气水蒸气)：188.7J mol-1K-1同一物质：同一物质：S(g)S(g) S(l) S(l) S(s) S(s) 固体的溶解、气体的扩散过程等都是混乱度增加的过程。固体的溶解、气体的扩散过程等都是混乱度增加的过程。产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应都是混乱度增加的过程。都是混乱度增加的过程。. .通常如何判断混乱度通常如何判断混乱度( (熵熵) )的的大小呢？大小呢？自发反应一定是熵增加的反应吗？自发反应一定是熵增加的反应吗？NH3 (g) + HCl(g)= NH4Cl(s)Ag+
7、(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)结论：结论：S OS O有利于反应自发进行，有利于反应自发进行， 而而SOS OS O是反应能否自发进行的是反应能否自发进行的一个因素一个因素, ,但不是唯一因素。但不是唯一因素。 S= -284.3Jmol-1K-1S=-31.7Jmol-1K-1交流交流研讨研讨10 根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变与是能否自发进行2C(s)+O2C(s)+O2 2(g)=2CO(g)=2CO (g)(g)TiOTiO2 2(s)+2Cl(s)+2Cl2 2(g)=TiCl(g)=TiCl4 4(l)+O(l)+O2 2(g)(g)NHNH3 3(g)
8、+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s)Cl(s) CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g )(g )H 0 放热H 0 吸热H 0 吸热S 0 熵增S 0 熵减S 0 熵增自发不自发交流讨论交流讨论11G=G=H-TH-TS S3.复合判据复合判据-吉布斯吉布斯自由能变化自由能变化当当G0G0G0时，反应不自发进行时，反应不自发进行. .视视学学科科野野12化学反应进行方向的判据化学反应进行方向的判据 、能量判据、能量判据(焓判据）：焓判据）：是判断化学反应进行方向的判据之一。是判断化学反应进行方向的判据之一。2 2、熵判据
9、：、熵判据：能量最低原理。能量最低原理。熵增原理。熵增原理。是判断化学反应进行方向的另一判据。是判断化学反应进行方向的另一判据。3 3、复合判据：、复合判据：能量判据结合能量判据结合熵判据。熵判据。13【课堂达标测试】【课堂达标测试】1.1.能用能量判据判断下列过程的方向的是（能用能量判据判断下列过程的方向的是（ ）A. A. 水总是自发的由高处往低处流水总是自发的由高处往低处流B. B. 放热反应容易自发进行，吸热反应不能放热反应容易自发进行，吸热反应不能 自发进行自发进行C. C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列有序排列的火柴散落时成为无序排列D. D. 多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混
10、乱多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱 排列的几率大排列的几率大ACompany LogoD D2 2、下列反应中，熵减小的是（、下列反应中，熵减小的是（ ）A. (NHA. (NH4 4 ) )2 2COCO3 3(s)(s)NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)B. 2NB. 2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)C. MgCOC. MgCO3 3(s)(s)MgO(s)MgO(s)COCO2 2(g)(g)D. 2CO(g)D. 2CO(g)2C(s)2C(s)O O2 2(g)(g)153、下列反应中，
11、在高温下不能自发进行的是（）、下列反应中，在高温下不能自发进行的是（） A、(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) B、2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) C、MgCO3(s)MgO(s)CO2(g) D、CO(g)C(s)1/2O2D164、在电子工业中清洗硅片上的在电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是：的反应是： SiO2(s)4HF(aq) = SiF4(g)2H2O(g) H(298.15 K)94.0 kJ/mol S(298.15 K)75.8 J/(molK)设设H和和S不随温度而变化不随温度而变化，试求此反应自发进行，试求此反应自发进行的温度条件。的温度条件。G H TS 0 17
