高二化学化学反应进行的方向

第四节化学反应进行的方向,未涂防锈漆的钢制器件会生锈、香水会扩散到空气中等，这些都是不用借助外力就可以自发进行的过程；用水泵把水从低水位升至高水位，高温高压可以使石墨转化为金刚石，这些是必须在外界对体系施加某种作用时才能实现的过程。化学反应中为什么有的能够自发进行，不需要借助外力，而有些反应或过程需要在特定条件下才能进行呢？这就是化学反应进行的方向的问题。,你知道如何判断化学反应能否自发进行或反应进行的方向吗？,1.了解自发过程和化学反应的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。,有关化学反应进行的 是化学反应原理的三个重要组成部分。科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于 的自然现象，提出了互相关联的焓判据和 判据，为最终解决上述问题提供了必要的依据。,方向、快慢和限度,“最低”和由“有序”变为“无序”,熵,1自发过程(1)含义：在一定条件下， 就可以自动进行的过程。(2)特点：体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部 或者 能量)。在密闭条件下，体系有从 自发转变为 的倾向，即 原理。2自发反应在给定的一组条件下，可以 地进行到显著程度的化学反应。,不用借助于外力,高能,低能,做功,释放,有序,无序,熵增,自发,1自发过程与自发反应的区别(1)自发过程是指在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的过程；自发反应是指在一定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。(2)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应；而自发反应一定是自发过程。2自发过程和自发反应可被用来完成有用功，如向下流动的水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，锌与CuSO4溶液的反应可被设计成原电池，可将氢气燃烧反应设计成燃料电池等。,1下列过程是非自发的是()A水由高处向低处流B室温下水结成冰C气体从高密度处向低密度处扩散D煤气的燃烧解析：知道了自然界中水由高处向低处流、室温下冰的融化、气体从高密度处向低密度处扩散、煤气的燃烧都是自发过程，其逆向都是非自发的。答案：B,1焓判据(1)用 来判断反应进行的方向。(2)放热反应过程中体系能量 ，具有自发进行的 。2熵判据(1)熵用来量度体系 的一个物理量，符号为 ，单位为 。,焓变,降低,趋向,混乱度,S,J/(molK),(2)熵值大小判据物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值 ；同一条件下，不同物质的熵值 ；物质的存在状态，同一物质：S(g) S(l) S(s)。(3)熵增原理与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，即熵变(符号 ) 零(填“大于”、“小于”或“等于”)。,越大,不同,增加,S,大于,(4)熵判据用 来判断反应进行的方向。(5)熵变的判断气体体积增大的反应，熵 ；气体体积减小的反应，熵 。3复合判据过程的自发性只能用于判断过程的 ，不能确定过程和过程 。综合考虑 的复合判据，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断所有进行的方向是不全面的。,熵变,增加,减小,方向,是否一定发生,发生的速率,焓判据和熵判据,焓变与熵变对反应方向的共同影响(1)用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向体系的自由能变化(符号为G，单位为kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，GHTS。当H0时，G0，S0，反应不能自发进行。当H0，S0或H0，S0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使G0，即反应达到平衡状态。,(2)用复合判据判断反应方向的有关规律放热的熵增加反应一定能自发进行，放热的熵减小反应或熵无明显变化的反应，也可能自发进行，如氢气燃烧、甲烷燃烧等。吸热的熵减小反应一定不能自发进行，而吸热的自发过程一定是熵增加的过程，如：冰的融化。无热效应的自发过程是熵增加的过程。如两种理想气体的混合。,当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位。此外，如果焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。,2汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，H113 kJmol1，S145 Jmol1K1。下列说法中错误的是(),A该反应中反应物总能量高于生成物的总能量B该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件C该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率D汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒,解析：因为2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)，298 K时，H113 kJ/mol，S145 Jmol1K1，说明该反应为放热反应，且是熵减的反应。生成物的总能量低于反应物的总能量，常温时GHTS113 kJmol1298 K(145103 kJmol1K1)69.79 kJmol10，S0，S0，反应能否自发进行与反应的温度有关。总之，当GHTS液态熵值固态熵值。A中熵值减小，B中熵值不变，C、D中熵值增大。答案：CD,325 、1.01105Pa时，反应：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJ/mol自发进行的原因是该反应()A是吸热反应 B是放热反应C是熵减反应 D熵增效应大于能量效应解析：该反应是吸热反应，从焓判据角度分析，不能自发进行。但该反应是一个熵增的反应，该反应可自发进行，所以应是熵增效应大于能量效应。答案：D,4(2011福州高二质检)已知298 K时有下列数据：Na2SO410H2O(s)=Na2SO4(s)10H2O(g)S1 443.8 Jmol1K1(1)通过计算说明上述反应在298 K及100 kPa时能否自发进行？(2)欲在100 kPa时使上述反应发生逆转，温度范围是多少？,答案：(1)HH(Na2SO4)10H(H2O)H(Na2SO410H2O)(1 384.49 kJmol1)10(241.83 kJmol1)(4 324.08