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1、第2章 化学反应的方向、限度与速率第1节 化学反应的方向第1页，共32页。1.1.能利用焓变能利用焓变（H）判断反应进行的方向。）判断反应进行的方向。2.2.理解熵理解熵( (S) )的概念；能利用熵变的概念；能利用熵变( (S) )判断反应进行的方判断反应进行的方向。向。3.3.掌握焓变和熵变对反应方向的共同影响。掌握焓变和熵变对反应方向的共同影响。第2页，共32页。像这样在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程,叫做自发过程。认识常见的自发过程自然界中的水总是从高处往低处流，具有方向性。第3页，共32页。请结合生活经验举例说明能自发进行的过程。1.1.热量总是从高温物体向低温物体传递；热
2、量总是从高温物体向低温物体传递；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。第4页，共32页。推测为什么这些过程能自发进行?热量总是从高温物体向低温物体传递；热量总是从高温物体向低温物体传递；墨水扩散；火柴棒散落；墨水扩散；火柴棒散落；趋向于从高能转向低能，或趋向于无秩序的散乱。趋向于从高能转向低能，或趋向于无秩序的散乱。第5页，共32页。学过的很多化学反应也具有方向性，试举例说明：学过的很多化学反应也具有方向性，试举例说明：1.1.煤气在空气中点燃就能燃烧；煤气在空气中点燃就能燃烧；2.2.酸
3、碱混合就发生中和反应；酸碱混合就发生中和反应；3.3.铁器暴露在潮湿空气中容易生锈；铁器暴露在潮湿空气中容易生锈；4.4.甲烷和氧气的混合气体遇明火就能爆炸；甲烷和氧气的混合气体遇明火就能爆炸；5.5.锌与锌与CuSOCuSO4 4溶液反应生成溶液反应生成CuCu和和ZnSOZnSO4 4这些过程都是自发的，其逆过程是非自发的。这些过程都是自发的，其逆过程是非自发的。第6页，共32页。一定温度和压强下一定温度和压强下, ,无需外界帮助就能自动进行的反应。无需外界帮助就能自动进行的反应。 一、化学反应的方向:自发反应：(1)(1)外界帮助：指除温度、压强以外的条件外界帮助：指除温度、压强以外的条
4、件: :如通电、光照等。如通电、光照等。(2)(2)自发反应在自发反应在恰当条件恰当条件下才能实现。下才能实现。说明：说明：第7页，共32页。观察以下能自发进行的化学反应的热化学方程式，体会并总结这些自发反应的共同点是什么?(1)(1)甲烷燃烧：甲烷燃烧：CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g) O(g) H= =802.3 kJ/mol802.3 kJ/mol(2)(2)氢氧化亚铁被氢氧化亚铁被O O2 2氧化：氧化：4Fe(OH)4Fe(OH)2 2(s)+O(s)+O2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)=4F
5、e(OH)O(l)=4Fe(OH)3 3(s)(s) H=-444.3 kJ/mol=-444.3 kJ/mol(3)(3)氢气和氧气反应：氢气和氧气反应：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H= =571.6 kJ/mol571.6 kJ/mol：放热反应：放热反应 H0 0第8页，共32页。二、焓变与化学反应方向的关系:根据焓变根据焓变H（能量）判断（能量）判断研究表明，研究表明，H0 0的放热反应多数能自发进行的放热反应多数能自发进行。这是一条经验规律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（稳定）。转变为低能状态（
6、稳定）。第9页，共32页。室温下冰块的融化；室温下冰块的融化；硝酸铵硝酸铵(NH(NH4 4NONO3 3) )的溶解；的溶解；NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+CH(s)+CH3 3COOH(aq)=CHCOOH(aq)=CH3 3COONHCOONH4 4(aq)+CO(aq)+CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(l)O(l) H= 37.30 kJmol= 37.30 kJmol-1-1吸热过程有能自发进行的吗？ NHNH4 4NONO3 3(s)=NH(s)=NH4 4+ +(aq)+NO(aq)+NO3 3- -(aq)(aq)CaCO3(s) = CaO(s) + CO2
7、(g) 高温第10页，共32页。H0 0的放热反应多数能自发进行，的放热反应多数能自发进行，但不绝对，吸热但不绝对，吸热反应也有能自发进行的。反应也有能自发进行的。说明说明: :反应焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，反应焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一的因素。但不是唯一的因素。第11页，共32页。B B、D D练习练习1 1：下列过程不能自发进行的是（：下列过程不能自发进行的是（ ）A.A.天然气的燃烧天然气的燃烧 CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g) O(g) H=802.3 kJmol8
8、02.3 kJmol-1-1B.B.水由低处往高处流水由低处往高处流C.C.铁在潮湿空气中生锈（放热反应）铁在潮湿空气中生锈（放热反应）D.D.室温下水结成冰室温下水结成冰 E.NHE.NH4 4NONO3 3溶解于水溶解于水 F.NaClF.NaCl溶解于水溶解于水第12页，共32页。H2O2O2 H2有些自发过程与能量高低无关，用焓无法解释清楚。例如：同温同压条件下气体的混合研究发现决定反应能否自发进行的另一因素研究发现决定反应能否自发进行的另一因素熵。熵。熵是衡量一个体系熵是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表示。表示。第13页，共32页。（2 2）同一物质在
9、不同状态时熵值（同一物质在不同状态时熵值（S S）不同。）不同。符号符号S S，单位是，单位是JmolJmol-1-1KK-1-1（1 1）熵值越大，体系的无序性越高，即混乱度越高。）熵值越大，体系的无序性越高，即混乱度越高。1.1.认识认识“熵熵”三、熵变与化学反应方向的关系:例如：例如：S(S(水蒸气水蒸气)S()S(液态水液态水)S()S(冰冰) )第14页，共32页。指反应前后体系的指反应前后体系的熵的变化熵的变化叫做反应的熵变。叫做反应的熵变。所以：生成气体的反应，气体物质的量增多的反应，熵值所以：生成气体的反应，气体物质的量增多的反应，熵值增大。增大。S = ?= ?反应产物的总熵
10、反应产物的总熵- -反应物的总熵反应物的总熵S0 0混乱度增大混乱度增大S)S( (液态液态)S( (固态固态) )第15页，共32页。练习练习2 2：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？（1 1）H H2 2O(s)HO(s)H2 2O(l)HO(l)H2 2O(g) O(g) （2 2）CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s) + CO(s)=CaO(s) + CO2 2(g)(g)（3 3）NaOH(s)=NaNaOH(s)=Na+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq) (aq) （4 4）N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g
11、)(g) 2NH2NH3 3(g)(g)S0 0S0 0S0 0S0 0高温高压催化剂第16页，共32页。思考上述过程的方向性，体会熵变与反应的自发性有何关系?3.3.反应熵变与反应方向反应熵变与反应方向反应的反应的S越大越大, ,越有利于反应自发进行。越有利于反应自发进行。这也是一条经验规律第17页，共32页。2Al(s)+Fe2Al(s)+Fe2 2O O3 3(s)=Al(s)=Al2 2O O3 3(s)+2Fe(s) (s)+2Fe(s) S=-39.4 Jmol=-39.4 Jmol-1-1KK-1-1熵减小的反应在一定条件下能自发进行吗？熵减小的反应在一定条件下也可能自发进行。熵
12、减小的反应在一定条件下也可能自发进行。第18页，共32页。研究表明，在研究表明，在温度、压强一定温度、压强一定的条件下，反应方向是焓变、的条件下，反应方向是焓变、熵变共同影响的结果。反应方向的判据是熵变共同影响的结果。反应方向的判据是H - - TS。H - - T TS000 自发进行。自发进行。反应能反应能反应达到平衡状态反应达到平衡状态反应不能反应不能四、焓变、熵变共同决定反应的方向：第19页，共32页。在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向H -T-TS00 0 S00 H -T-TS 0 0 。2.2.H000 H -T-TS 0 0。3.3
13、.H00 S000 S00 H -T-TS 0 0。根据根据H、S的正负，快速判断反应能否自发进行？的正负，快速判断反应能否自发进行？00的反应多数能自发进行。的反应多数能自发进行。1.1.放热反应放热反应( (H0)0)多数能自发进行。多数能自发进行。3.3.焓变、熵变共同影响化学反应的方向。焓变、熵变共同影响化学反应的方向。 化学反应向化学反应向H-T-TS0 00故该反应在故该反应在298 K298 K时不能自发进行。时不能自发进行。若使该反应能自发进行，必须使若使该反应能自发进行，必须使H-T-TS00， 178.2 kJ178.2 kJmolmol-1-1-T-T169.6 J169
14、.6 Jmolmol-1-1K K-1-101051 KT1051 K提高温度即当温度提高温度即当温度T1051 KT1051 K时反应能自发进行时反应能自发进行第30页，共32页。停止前进的脚步，江河就会沦为一潭死水。第31页，共32页。1、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之毁灭。、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之毁灭。卢梭卢梭2、教育人就是要形成人的性格。、教育人就是要形成人的性格。欧文欧文3、自我教育需要有非常重要而强有力的促进因素、自我教育需要有非常重要而强有力的促进因素自尊心、自我尊重感、上进心。自尊心、自我尊
15、重感、上进心。苏霍姆林斯基苏霍姆林斯基4、追求理想是一个人进行自我教育的最初的动力，而没有自我教育就不能想象会有完美的精神生活。我认为，教会学生自己教育自己，这是一种、追求理想是一个人进行自我教育的最初的动力，而没有自我教育就不能想象会有完美的精神生活。我认为，教会学生自己教育自己，这是一种最高级的技巧和艺术。最高级的技巧和艺术。苏霍姆林斯基苏霍姆林斯基5、没有时间教育儿子、没有时间教育儿子就意味着没有时间做人。就意味着没有时间做人。（前苏联）苏霍姆林斯基（前苏联）苏霍姆林斯基6、教育不是注满一桶水，而且点燃一把火。、教育不是注满一桶水，而且点燃一把火。叶芝叶芝7、教育技巧的全部奥秘也就在于如
16、何爱护儿童。、教育技巧的全部奥秘也就在于如何爱护儿童。苏霍姆林斯基苏霍姆林斯基8、教育的根是苦的，但其果实是甜的。、教育的根是苦的，但其果实是甜的。亚里士多德亚里士多德9、教育的目的，是替年轻人的终生自修作准备。、教育的目的，是替年轻人的终生自修作准备。R.M.H.10、教育的目的在于能让青年人毕生进行自我教育。、教育的目的在于能让青年人毕生进行自我教育。哈钦斯哈钦斯11、教育的实质正是在于克服自己身上的动物本能和发展人所特有的全部本性。、教育的实质正是在于克服自己身上的动物本能和发展人所特有的全部本性。（前苏联）苏霍姆林斯基（前苏联）苏霍姆林斯基12、教育的唯一工作与全部工作可以总结在这一概
17、念之中、教育的唯一工作与全部工作可以总结在这一概念之中道德。道德。赫尔巴特赫尔巴特13、教育儿童通过周围世界的美，人的关系的美而看到的精神的高尚、善良和诚实，并在此基础上在自己身上确立美的品质。、教育儿童通过周围世界的美，人的关系的美而看到的精神的高尚、善良和诚实，并在此基础上在自己身上确立美的品质。苏霍姆林斯基苏霍姆林斯基14、教育不在于使人知其所未知，而在于按其所未行而行。、教育不在于使人知其所未知，而在于按其所未行而行。园斯金园斯金15、教育工作中的百分之一的废品，就会使国家遭受严重的损失。、教育工作中的百分之一的废品，就会使国家遭受严重的损失。马卡连柯马卡连柯16、教育技巧的全部诀窍就
18、在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。苏霍姆林斯基苏霍姆林斯基17、教育能开拓人的智力。、教育能开拓人的智力。贺拉斯贺拉斯18、作为一个父亲，最大的乐趣就在于：在其有生之年，能够根据自己走过的路来启发教育子女。、作为一个父亲，最大的乐趣就在于：在其有生之年，能够根据自己走过的路来启发教育子女。蒙田蒙田19、教育上的水是什么就是情，就是爱。教育没有了情爱，就成了无水的池，任你四方形也罢、圆形也罢，总逃不出一个空虚。班主任广博的爱、教育上的水是什么就是情，就是爱。教育没有了情爱，就成了无水的池，任你四方形也罢、圆形也罢，总逃不出一个空虚。班主任广博的爱心就是流淌在班级之池中的水，时刻滋润着学生的心田。心就是流淌在班级之池中的水，时刻滋润着学生的心田。夏丐尊夏丐尊20、教育不能创造什么，但它能启发儿童创造力以从事于创造工作。、教育不能创造什么，但它能启发儿童创造力以从事于创造工作。陶行知陶行知好好学习，天天向上。第32页，共32页。
