第二章第一节化学反应的方向.ppt

第二章第1节化学反应的方向,水总是自发地由高处往低处流,自然界中有许多自然而然发生的现象，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发生的例子？,高山流水,高山流水,自由落体运动,散热,自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电势高的地方向电势低的地方流动；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？,以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。,（释放热量或对外做功）,有趋向于最低能量状态的倾向,共同特点：高能态低能态+能量,1.自发过程:在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程.2.自发过程的特征：有明确的方向性，具有做功的本领；要逆转必须借助外界做功。,小结一下,思考：自然界中有许多自然而然发生的现象，物质间的化学反应是否也能自然发生呢？请联系已学知识举例。,(1)在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水；而氯化钠和水却不能反应生成盐酸和氢氧化钠。,(2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈；,这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。,2020/4/27,在一定条件下，无需外界帮助一经引发就能自动进行的反应。,一、自发反应,定义：,注意：(1)一定条件指：一定的温度和压强不一定是常温,外界帮助可以是如通电、光照等。,(2)”一经引发”指能自发进行化学反应但要自发反应需在恰当条件下才能实现.,说明反应有像某个方向发生的趋势但不一定实际发生,(1)钠与水反应：2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH+H2(g)H=368kJ/mol,(2)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)H=-824kJ/mol,(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJ/mol,共同点放热反应H0,一、反应焓变与反应方向,自发过程的能量判据,能量判据：自发过程的体系倾向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。,能量判据又称焓判据，即H0(放热)的反应有利于反应自发进行，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。,自发反应一定要HO？,N2O5分解：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJ/mol,碳酸铵的分解：(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9kJ/mol,这些反应也能自发进行,实验事实,HS(s),水的不同聚集状态的混乱程度,【结论】对于同一种物质：S(g)S(l)S(s),混乱度越大，熵值越大,4.反应的熵变（S）：化学反应存在着熵变。反应熵变（S表示）对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。S=S（反应产物）-S（反应物）,5.熵增加的反应：（S0）,产生气体的反应气体的物质的量增加的反应等,3.熵增加过程：固体溶解、物质（如水）的汽化、墨水的扩散、气体的扩散等。,根据下表的数据回答问题：1.熵增反应一定能自发进行吗？2.能自发进行的反应一定是熵增加反应吗？3.熵变对反应方向有什么影响？,事实证明,熵增加有利于反应的自发进行。许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行,如：,有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行，如：,2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)S=57.16J.mol-1.K-1,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)S=169.6J.mol-1.K-1C(s,石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)S=133.8J.mol-1.K-1,事实上有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)S=39.35Jmol-1K-1,结论：SO有利于反应自发进行，自发反应不一定要SO,熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是惟一因素。,三、焓变与熵变对反应方向的共同影响,研究表明，在温度、压强一定的条件下，化学反应是反应的焓变和熵变共同影响的结果。反应方向的判据：,HTS0反应不能自发进行,HTS,这个判据用文字表述为:在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向H-TS0的方向进行，直至达到平衡状态。,温度与反应方向的关系如下图,拓展视野,结论,1、H0，S0的反应一定能自发进行；2、H0，S0的反应一定不能自发进行；3、当反应的焓变和熵变影响相反时，如果二者大小相差悬殊，某一因素可能占主导地位。4、如果反应的焓变和熵变影响相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。,阅读：P39,1、HTS0只能用于一定温度一定压强条件下2、HTS0这个判据指出是在温度压强一定的条件下反应自发进行的可能性，并不能说明该条件下可能自发进行的反应能否实际发生。,追根寻源P39,1、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。,D,2、下列关于判断过程的方向的说法正确的是A.所有自发进行的化学反应都是放热反应B.硝酸铵溶于水是吸热过程，所以是非自发的过程C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同,C,3、25时、1.01105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）H=+56.76kJ/mol自发进行的原因是（）A、是吸热反应B、是放热反应C、是熵减小的反应D、熵增大的效应大于能量效应4、对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是（）A、若H0，S0，任何温度下都能自发进行B、若H0，S0，任何温度下都不能自发进行C、若H0，S0，低温时可自发进行D、若H0，S0，低温时可自发进行,D,C,处理汽车尾气的反应：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）已知，298K、101KPa下，该反应H=-113.0KJmol-1，S=-143.5Jmol-1K-1G=H-T