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1、化学反应方向及判断依据水往低处流水往低处流生生活活中中的的自自发发过过程程2024/8/112024/8/11 1.C 1.C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g)=3CO(g)=3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O O（l l） H=H=- -2217.5 kJ/mol2217.5 kJ/mol 2.2Na(s)+Cl 2.2Na(s)+Cl2 2=2NaCl(s) =2NaCl(s) H=H=- - 822 kJ/mol 822 kJ/mol 3.4Fe(s)+3O 3.4Fe(s)+3O2 2(g)=2Fe(g)=2Fe2 2O O3 3(s) (s) H=H=-
2、 -1648.4kJ/mol1648.4kJ/mol 4.H 4.H2 2(g)+F(g)+F2 2(g)=2HF(g) (g)=2HF(g) H=H=- -546.6kJ/mol546.6kJ/mol下列反应在一定条件下能够自发进下列反应在一定条件下能够自发进行，它们有哪些共同特征？行，它们有哪些共同特征？化学反应中的自发过程化学反应中的自发过程共同特点：共同特点： H0，即体系趋向于从高能状态，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态转变为低能状态2024/8/112024/8/11能量判据：体系趋向于从能量判据：体系趋向于从高能高能状态转变为状态转变为低能低能状态（状态（ H 0）。）。对于
3、化学反应而言，对于化学反应而言，绝大多数绝大多数的的放热反应放热反应能能自自发进行发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全多，反应越完全二、焓变与反应方向二、焓变与反应方向2024/8/112024/8/11吸热过程的反应能否自发进行？吸热过程的反应能否自发进行？有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较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高温度下则能自发进行思考：思考：如：如：1、硝酸铵溶于水、硝酸铵溶于水思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢？以
4、自发的进行呢？焓变（焓变（H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素一因素。2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2o(l)NH4NO3(s)=NH4+ (aq) +NO3-(aq)2。碳酸钙分解。碳酸钙分解2024/8/112024/8/11有序有序混乱2024/8/112024/8/11 研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一因素的另一因素的另一因素的另一因素体
5、系的混乱度（熵体系的混乱度（熵体系的混乱度（熵体系的混乱度（熵S S S S）熵：衡量一个体系熵：衡量一个体系熵：衡量一个体系熵：衡量一个体系混乱度混乱度混乱度混乱度的物理量叫做熵，用符号的物理量叫做熵，用符号的物理量叫做熵，用符号的物理量叫做熵，用符号 S S S S 表示。表示。表示。表示。 对于同一物质：对于同一物质：对于同一物质：对于同一物质：S S S S(g)(g)(g)(g)S S S S(l)(l)(l)(l)S S S S(s)(s)(s)(s)二、化学反应方向的判断依据二、化学反应方向的判断依据:水的三态的熵水的三态的熵2024/8/112024/8/111 1、同一物质气
6、态时熵值、同一物质气态时熵值最大最大，液态，液态较小较小，固态时固态时最小最小。2 2、固体的、固体的溶解溶解过程、气体过程、气体扩散扩散过程。过程。3 3、产生气体的反应和、产生气体的反应和气体的物质的量气体的物质的量增加增加的反应。的反应。导致混乱度增加的因素导致混乱度增加的因素2024/8/112024/8/11熵变：反应前后体系的熵变：反应前后体系的熵的变化熵的变化叫做反应叫做反应的熵变的熵变. . 用用S S表示。表示。规律规律: :反应的反应的S S越大越大, ,越有利于反应自发进越有利于反应自发进行，这个判据叫熵判据行，这个判据叫熵判据。S=SS=S生成物总熵生成物总熵生成物总熵
7、生成物总熵S S反应物总熵反应物总熵反应物总熵反应物总熵 混乱度减小混乱度减小 混乱度增大混乱度增大2024/8/112024/8/111.H2O(s)H2O(l)H2O(g) 2.CaCO3=CaO(s)+CO2(g) 3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)4.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)思考：判断下列过程的熵变是大思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？于零还是小于零？S0S0S0S 0S02024/8/112024/8/11化学反应的方向及其判断依据化学反应的方向及其判断依据H一定不能自发进行一定不能自发进行一定能自发进行一定能自发进行高温高温下能自发进行下能
8、自发进行低温下能自发进行低温下能自发进行复合判据：复合判据： CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)H 0H 0，S0H 0，S0，S02024/8/112024/8/11吉布斯自由能判断反应自发进行的方向吉布斯自由能判断反应自发进行的方向 NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H 0 S 0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H 0 S0判断这两个反判断这两个反应什么条件下应什么条件
9、下自发进行自发进行 G0,自发进行自发进行 G0，可逆反应，可逆反应 G0，非自发进行，非自发进行低温可行低温可行高温可行高温可行G= H -T S 2024/8/112024/8/11下列反应中，熵减小的是下列反应中，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)MgO(s)CO2(g)D练习练习1:2024/8/112024/8/11A.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小或不变 C . 自发反应
10、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练习练习2:下列说法正确的是（ ）C2024/8/112024/8/11小结：小结：焓变和熵变对反应方向的共同影响焓变和熵变对反应方向的共同影响焓变和熵变对反应方向的共同影响焓变和熵变对反应方向的共同影响能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（能状态（H 0）。）。熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（状态，即混乱度增加（ S0）。且）。且S越越大，越有利于反应自发进行。大，越有利于反应自发进行。2024/8/112024/8/111 1
11、反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确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。能解决的问题了。注意注意2在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时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，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。可以变为金刚石的。2024/8/112024/8/11结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！20
