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1、化学反应的方向化学反应的方向第二章第一节第二章第一节第二章第一节第二章第一节学习目标：学习目标：学习目标：学习目标：1 1 1 1、了解反应方向与反应焓变、反应熵变、了解反应方向与反应焓变、反应熵变、了解反应方向与反应焓变、反应熵变、了解反应方向与反应焓变、反应熵变 的关系的关系的关系的关系2 2 2 2、根据判据定量判断反应方向、根据判据定量判断反应方向、根据判据定量判断反应方向、根据判据定量判断反应方向重点、难点：重点、难点：重点、难点：重点、难点：理解焓变和熵变对反应方向的共同影响理解焓变和熵变对反应方向的共同影响理解焓变和熵变对反应方向的共同影响理解焓变和熵变对反应方向的共同影响根据根
2、据根据根据H-TSH-TSH-TSH-TS及给定数据判断反应的方向及给定数据判断反应的方向及给定数据判断反应的方向及给定数据判断反应的方向 联想联想联想联想 质质质质疑疑疑疑35353535页页页页2NO+2CO=N2NO+2CO=N2 2+CO+CO2 2该反应能否发生该反应能否发生? ?理论依据是什么？理论依据是什么？自然界中水总是从高处往低处流自然界中水总是从高处往低处流是自动进行的自发过程是自动进行的自发过程具有一定的方向性具有一定的方向性 在一定条件下，不借助在一定条件下，不借助光、电等光、电等外外部力量就能自动进行的过程部力量就能自动进行的过程. .自发过程：自发过程：生活经验举例
3、：生活经验举例：1 1、热总是由高温物体传向低温物体、热总是由高温物体传向低温物体2 2、室温下冰块自动融化、室温下冰块自动融化3 3、墨水扩散、墨水扩散4 4、食盐溶解于水、食盐溶解于水5 5、火柴棒散落、火柴棒散落(1)(1) 条件指一定的条件指一定的温度和压强温度和压强；(2)(2)自发反应必须在自发反应必须在一定条件一定条件下才能下才能实现。实现。自发反应：自发反应：注意：注意：在在温度和压强一定温度和压强一定的条件下，不的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动借助光、电等外部力量就能自动进行的反应。进行的反应。1 1、酸碱中和；、酸碱中和；2 2、铁器暴露在潮湿空气中生锈；、铁器暴露
4、在潮湿空气中生锈；3 3、甲烷和氧气的混合气体遇明火、甲烷和氧气的混合气体遇明火 就燃烧；就燃烧；4 4、锌与、锌与CuSOCuSO4 4溶液反应生成溶液反应生成CuCu和和 ZnSOZnSO4 4等。等。这些过程都是自发的这些过程都是自发的，其逆过程就，其逆过程就是非自发的是非自发的. .举例：举例： 自发反应有方向性自发反应有方向性一、反应焓变与反应方向一、反应焓变与反应方向交流交流交流交流 研讨（研讨（研讨（研讨（3535页）页）页）页）1 1、反应放热、反应放热、反应放热、反应放热有利于有利于有利于有利于反应自发进行反应自发进行反应自发进行反应自发进行2 2、反应吸热、反应吸热、反应吸
5、热、反应吸热也有可能也有可能也有可能也有可能自发进行自发进行自发进行自发进行焓焓变变是是与与反反应应能能否否自自发发进进行行有有关关的的一一个个 因因 素素 ， 但但 不不 是是 唯唯 一一 因因 素素 。结论：结论：交流交流研讨：研讨：1 1、硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠、蔗糖溶解过程的热效应如何？蔗糖溶解过程的热效应如何？蔗糖溶解过程的热效应如何？蔗糖溶解过程的热效应如何？吸热吸热放热放热几乎不变几乎不变2 2、它们溶解的过程都是自发的，与、它们溶解的过程都是自发的，与、它们溶解的过程都是自发的，与、它们溶解的过程都
6、是自发的，与焓变有关吗？焓变有关吗？焓变有关吗？焓变有关吗？ 无无3 3、你认为是什么因素决定了它们、你认为是什么因素决定了它们、你认为是什么因素决定了它们、你认为是什么因素决定了它们的溶解过程能自发进行？的溶解过程能自发进行？的溶解过程能自发进行？的溶解过程能自发进行？ 熵熵熵：熵：衡量一个体系衡量一个体系混乱度混乱度的物理量。用符号的物理量。用符号S S表表示。示。混乱度越大，熵值越大。混乱度越大，熵值越大。3 3、相同条件下，不同物质的熵不同、相同条件下，不同物质的熵不同、相同条件下，不同物质的熵不同、相同条件下，不同物质的熵不同2 2 2 2、对于同一物质：、对于同一物质：、对于同一物
7、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）1 1 1 1、单位、单位、单位、单位: : : :Jmol-1K-1Jmol-1K-1Jmol-1K-1Jmol-1K-1二、反应熵变与反应方向二、反应熵变与反应方向注意：注意：熵变：熵变：反应前后体系反应前后体系反应前后体系反应前后体系熵的变化熵的变化熵的变化熵的变化用用用用S S S S表示。表示。表示。表示。S S S S = = = = S S S S产物产物产物产物 S S S S反应物反应物反应物反应物 混乱度增大（熵混乱度增大（熵增增）课本课本37页页混乱度减小
8、（熵减）混乱度减小（熵减）研究表明：反应有趋向于由有序状态转变为研究表明：反应有趋向于由有序状态转变为无序状态的趋势，即混乱度增加（无序状态的趋势，即混乱度增加（ S S0 0）。）。且且S S越大，越有利于反应自发进行。越大，越有利于反应自发进行。熵变是与反应能否自发进行的有关熵变是与反应能否自发进行的有关的一个因素，但不是唯一因素。的一个因素，但不是唯一因素。结论结论: :1 1 1 1、熵增有利于反应自发进行、熵增有利于反应自发进行、熵增有利于反应自发进行、熵增有利于反应自发进行2 2 2 2、熵减小的反应在一定条件下、熵减小的反应在一定条件下、熵减小的反应在一定条件下、熵减小的反应在一
9、定条件下也可以也可以也可以也可以 自发进行自发进行自发进行自发进行（37373737页举例）页举例）页举例）页举例）即：即：即：即：S S S S0 0 0 0有利于反应自发进行，但有利于反应自发进行，但有利于反应自发进行，但有利于反应自发进行，但自发反应不一定是自发反应不一定是自发反应不一定是自发反应不一定是S S S S0 0 0 0的反应的反应的反应的反应2H2H2 2O = 2 HO = 2 H2 2 + O + O2 2 电解电解 S S0 0 非自发非自发三、三、焓变焓变和和熵变熵变对反应方向的对反应方向的共同影响共同影响反应自发进行方向的判据：反应自发进行方向的判据： H -TH
10、 -TS S H -TH -TS S 0, 0, 自发进行自发进行H -TH -TS S 0 0，可逆反应达平衡状态可逆反应达平衡状态H -TH -TS S 00，非自发进行非自发进行自发自发非自发非自发不一定不一定不一定不一定恒温恒压时判断反应是否能够自发进行恒温恒压时判断反应是否能够自发进行恒温恒压时判断反应是否能够自发进行恒温恒压时判断反应是否能够自发进行H 0H 0H 0H 0H H H H 0 S00 S00 S00 S0H H H H 0 S00 S00 S00 S0 S0H 0 S0H 0 S0H 0 S0低温低温自发、自发、高温高温非自发非自发低温低温非自发、非自发、高温高温自
11、发自发低温自发低温自发高温自发高温自发NHNH3 3(g)+HCl(g)(g)+HCl(g)NHNH4 4Cl(s) Cl(s) H H 0 S 0 S 0 0CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)H 0 S0H 0 S0判断反应什么条件下自发进行？判断反应什么条件下自发进行？判断反应什么条件下自发进行？判断反应什么条件下自发进行？汽车尾气的主要污染物是汽车尾气的主要污染物是一氧化氮一氧化氮以及燃以及燃烧不完全所产生的烧不完全所产生的一氧化碳一氧化碳，它们是现代，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车化城市的重要大气污染物，为了减轻
12、汽车尾气造成的大气污染尾气造成的大气污染, ,有人提出通过有人提出通过2NO(g) + 2CO(g) = N2NO(g) + 2CO(g) = N2 2(g) + 2CO(g) + 2CO2 2(g) (g) 来处理汽车尾气。来处理汽车尾气。已知室温（已知室温（298K298K、101KPa101KPa）下：）下：H = - 113.0 KJmolH = - 113.0 KJmol-1-1S = -143.5 JmolS = -143.5 Jmol-1-1KK-1-1思考：如何加快反应速思考：如何加快反应速率率？一种汽车尾一种汽车尾气净化器。气净化器。H-TS = - 69.68 KJmolH
13、-TS = - 69.68 KJmol-1-1 0,0,因此，室温下反应能自发进行。因此，室温下反应能自发进行。但该反应速率极慢。但该反应速率极慢。但该反应速率极慢。但该反应速率极慢。1 1反应的自发性只能用于判断反应的方向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，是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是焓变判断和熵变判断能解决的问题了。就不是焓变判断和熵变判断能解决的问题了。注意注意2 2在讨论过程的方
14、向时，在讨论过程的方向时，指的是没有外界指的是没有外界干扰时体系的性质干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施。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。石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。练习练习:1 1、下列说法不正确的是、下列说法不正确的是A. A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因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。素，多数的能自发进行的反应是放热反应。B. B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其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
15、值越大。体系的混乱程度越大，熵值越大。C. C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热还是吸热D. D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的 共同影响有关共同影响有关C2、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)D3、下列说法正确的是、下列说法正确的是 （ ） A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反凡是放热反应都是
16、自发的，由于吸热反应都是非自发的；应都是非自发的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；定是熵减少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现；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。自发反应在任何条件下都能实现。4、自发进行的反应一定是、自发进行的反应一定是 （ ） A、吸热反应；吸热反应； B、放热反应；放热反应； C、熵增加反应；熵增加反应；D、熵增加和放热反应。熵增加和放热反应。CD 5、某化学反应其、某化学反应其H= 122 kJmol-1，S=231 Jmol-1K-1，则此反应在下列，则此反应在下列哪种情况下可自发进行哪种情况下可自发进行 ( ) A在任何温度下都能自发进行在任何温度下都能自发进行 B在任何温度下都不能自发进行在任何温度下都不能自发进行 C仅在高温下自发进行仅在高温下自发进行 D仅在低温下自发进行仅在低温下自发进行A2 2、2NH2NH4 4CI+Ba(OH)CI+Ba(OH)2 2=BaCI=BaCI2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O是自发的吸热的反应是自发的吸热的反应例如：例如：1 1、硝酸铵溶于水、硝酸铵溶于水3 3、碳酸钙的分解、碳酸钙的分解这些都是自发的吸热过程这些都是自发的吸热过程
