化学反应进行的方向 (2).ppt

第四节化学反应进行的方向 自发反应 在一定条件下不需外界帮助就能自动进行的反应 称为自发反应 自发过程 在一定条件下 不借助外部力量就能自动进行的过程 一 自发过程与自发反应 自然界中水总是从高处往低处流 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动 室温下冰块自动融化 墨水扩散 食盐溶解于水 火柴棒散落等 这些生活中的现象将向何方发展 我们非常清楚 因为它们有明显的自发性 其中是否蕴藏了一定的科学原理 下列反应在一定条件下都能自发进行 找出它们的共同之处 C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2217 5kJ mol 12Na s Cl2 g 2NaCl s H 822kJ mol 14Fe s 3O2 g Fe2O3 s H 1648 4kJ mol 1H2 g Cl2 g 2HCl g H 194kJ mol 1 共同特点 H O即放热反应 放热反应使体系能量降低 能量越低越稳定 H O有利于反应自发进行 二 能量判据 焓判据 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 H 0 CompanyLogo 日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律 能量判据 焓判据 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 这时体系会对外做功或者释放热量即 H 0 思考 是不是所有自发进行的化学反应都是放热的 思 与 题 问 考 1 判断下列自发过程的能量的变化情况 1 冰 液态水 水蒸气 2 两种理想气体的混合 H2O2H2O2 2 自发进行的吸热反应 N2O5分解 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7kJ mol碳铵的分解 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ mol 结论 H O有利于反应自发进行 但自发反应不一定要 H O 焓变只是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 只根据焓变来判断反应方向是不全面的 有序 混乱 三 熵 熵变 熵判据 1 混乱度与熵 混乱度 表示体系的不规则或无序状态 混乱度的增加意味着体系变得更加无序 熵 热力学上用来衡量一个体系混乱度的物理量 符号为S 体系的无序性越高 即混乱度越高 熵值就越大 2 熵变 反应前后体系熵的变化 符号 S 注 在密闭条件下 体系有由有序自发地转变为无序的倾向 熵增 CompanyLogo 思考 分析刚才两个自发过程中混乱度的变化情况 1 冰 液态水 水蒸气2 两种理想气体的混合 CompanyLogo 1 同一物质气态时熵值最大 液态较小 固态时最小 2 固体的溶解过程和气体扩散过程 3 反应过程中气体物质的量增加的反应 导致混乱度增加的一些因素 CompanyLogo 自发反应一定是熵增加的反应吗 2H2 g O2 g 2H2O l 结论 S O有利于反应自发进行 自发反应不一定要 S O 熵变是反应能否自发进行的一个因素 但不是惟一因素 四 复合判据 自发过程的两大变化趋势 焓 H 判据 熵 S 判据 最低 最大 G H T S 自由能变化 G 自由能变化 G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响 当 G 0时 反应为自发反应 当 G 0时 反应为非自发反应 H S 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 例如水泵可以把水从低水位升至高水位 高温高压下可以是石墨转化为金刚石 实现的先决条件是要向体系中输入能量 该过程的本质仍然是非自发性的 CompanyLogo 影响因素 焓减小有利于反应自发 熵增大有利于反应自发 温度 课堂达标测试 1 能用能量判据判断下列过程方向的是 A 硝酸铵自发地溶于水 B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7kJ mol C 湿的衣服经过晾晒变干D 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 2 水在273K 1 01 105Pa时可转化为固态 在373K时则又可转化为气态 若分别用S g S 1 S s 表示水的气 液 固三种状态的熵值 则下列表达式中 正确的是 A S g S 1 S s C S g S 1 S s D S g S s S 1 D B CompanyLogo 课堂达标测试 3 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 4 过程的自发性的作用是 A 可判断出过程的方向B 可确定过程是否一定会发生C 可预测过程发生完成的快慢D 可判断过程的热效应 A A 5 实验证明 多数能自发进行的反应都是放热反应 对此说法的理解的叙述中 正确的是 A 所有自发进行的化学反应都是放热反应B 所有放热反应都是是自发进行的C 焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D 焓变是决定反应是否具有自发性的判据6 下列过程属于熵增过程的是 A 硝酸钾溶解在水里面 B 氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体 C 水蒸气凝结为液态的水 D NH4 2CO3分解生成二氧化碳 氨气和水 C A D CompanyLogo 7 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 熵增加或者放热反应 8