化学反应进行的方向市级公开课

1、 第二章第二章 第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向水总是自发地由高处往低处流水总是自发地由高处往低处流自然界中有许多自然自然界中有许多自然而然发生的现象，请而然发生的现象，请同学们联系生活知识，同学们联系生活知识，列举一些能自动发生列举一些能自动发生的例子？的例子？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；电流总是从电位高的地方向电位低的地电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；方流动；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；酸碱中和；酸碱中和；锌与锌与CuSO4溶液会自动反应生成溶液会自动反应生成Cu

2、和和ZnSO4中学化学资料网 http:/www.e- 自发过程：自发过程：在一定条件下，不借助外部在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程力量就能自动进行的过程【归纳小结】【归纳小结】如何判断一个过程，一个反应能否如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？自发进行？中学化学资料网 http:/www.e- 酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的反应，有何共同特点？反应，有何共同特点？【思考与交流】【思考与交流】共同特点：共同特点：从能量角度分析它们为什么可以自发？从能量角度分析它们为什么可以自发？体系倾向于从体系倾向于从高能态高能态转变为转变为低能态低能态H

3、 0 H 0 有利于反应自发进行有利于反应自发进行H 0 即放热反应一、能量判据（焓判据）一、能量判据（焓判据）反应物的总能量反应物的总能量高高生成物的总能量生成物的总能量低低放热反应放热反应H0一、能量判据（焓判据）一、能量判据（焓判据） n能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（H 0）。n对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全n焓变（H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。中学化学资料网 http:/www.e- 结论：结论：H 0H 0，有利于反应自发进行，但自发，有利于反应自发进行，但自发反应不一定反应不一定

4、H 0H 0 有利于反应自发进行。有利于反应自发进行。中学化学资料网 http:/www.e- 在与外界隔绝的体系中，在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变（符号即熵变（符号（S S）大于零。）大于零。这个原理也叫做这个原理也叫做熵增原理熵增原理。在。在用来判断过程的方向时，就称用来判断过程的方向时，就称为为熵判据熵判据P35（2 2）自发反应一定是熵增加的反应吗？）自发反应一定是熵增加的反应吗？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1 结论：结论：S 0S 0有利于反应自发进行，有利于反应自

5、发进行， 自发反应不一定要自发反应不一定要S 0S 0【思考与交流】【思考与交流】熵变是反应能否自发进行一个因素熵变是反应能否自发进行一个因素, ,但不是惟一因素。但不是惟一因素。 根据熵判椐，在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。气态熵值大，反应沿着从有序到无序方向进行。（1）发生离子反应条件之一是产生气体，利用熵判椐进行解释？练习练习1下列反应中，在高温下不能自发进行的是下列反应中，在高温下不能自发进行的是（）（）D. CO(g)C(s)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)

6、MgO(s)CO2(g)D熵减熵减熵增熵增熵增熵增熵增熵增点拨：反应后的气体分子数大于反应前的气点拨：反应后的气体分子数大于反应前的气体分子数，故熵增加体分子数，故熵增加1 1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等活泼金属与酸的置换反应熵增等2 2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。的融化、硝酸铵溶于水等

7、。3 3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如、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等。两种理想气体的混合等。自发反应中的焓变和熵变的关系自发反应中的焓变和熵变的关系中学化学资料网 http:/www.e- CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)这个反应能否自发进行？已知： H(298K)=+178.2KJmol-1, S(298K)=+169.6Jmol-1K-1三、复合判据三、复合判据正确判断一个化学反应正确判断一个化学反应 是否能够自发进是否能够自发进行行必须综合考虑反应的必须综合考虑反应的焓变焓变和和熵变熵变恒温恒压时判断反应是否能够自发进行恒温恒压时

8、判断反应是否能够自发进行 H H 0 0 S0S0 H 0 H 0 S S 0 0 H H 0 0 S S 0 0 H 0 H 0 S0S0自发自发非自发非自发不一定不一定不一定不一定G=HT S三、复合判据（自由能变化）三、复合判据（自由能变化）当当G0时，反应不自发进行时，反应不自发进行当当G=0时，可逆反应到达平衡状态时，可逆反应到达平衡状态NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H 0 S 0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H 0 S0判断这两个反判断这两个反应什么条件下应什么条件下自发进行？自发进行？低温可行低温可行高温可行高温可行中学化学资料网 http:/www.

9、e- 1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，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。注意注意2 2、反应的自发性也受外界条件的影响。、反应的自发性也受外界条件的影响。如常如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的，但在发性的，但在1273K1273K时，这一反应就是自发的时，这一反应就是自发的反应。反应。注意注意3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。例如石墨经高温高

10、压还是可以变为金刚石的，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。中学化学资料网 http:/www.e- 知道了某过程有自发性之后（）知道了某过程有自发性之后（）A.可判断出过程的方向可判断出过程的方向B.可确定过程是否一定会发生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可预测过程发生完成的快慢D.可判断过程的热效应可判断过程的热效应A练习练习2 2【课堂达标测试】【课堂达标测试】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素，焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应。

11、多数能自发进行的反应都是放热反应。B. B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系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，熵值越大。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还是一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热吸热D. D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关影响有关C中学化学资料网 http:/www.e- 3、250C和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

12、放热反应； C、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应。D2、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，据能量判据能自发分解； D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。AD5、下列反应中，熵减小的是（、下列反应中，熵减小的是（ ）A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)D. 2CO(g)2C(s)O2(g)4、以下自发反应可用能量

13、判据来解释的是、以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A、硝酸铵自发地溶于水硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6 kJ/molD填写下表：填写下表：物质所具有的能量物质所具有的能量H熵变熵焓变焓计算公式单位符号定义生成物总能量与反应生成物总能量与反应物总能量之差物总能量之差KJmol-1混乱度混乱度SJmol-1K-1Jmol-1K-1KJmol-1HSH=H(生成物

14、生成物)H(反应物反应物)S=S(生成物生成物)S(反应物反应物)生成物总熵与反应生成物总熵与反应物总熵之差物总熵之差化学反应进行方向的判据化学反应进行方向的判据 、能量判据(焓判据）：是判断化学反应进行方向的判据之一。是判断化学反应进行方向的判据之一。、熵判据：、熵判据：能量最低原理。熵增原理。是判断化学反应进行方向的另一判据。是判断化学反应进行方向的另一判据。、复合判据：、复合判据：能量判据结合熵判据GHTS小结：小结：4 4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程一定会发生和过程发生的速率定过程一定会发生和过程发生的速率中学化学资料网

15、 http:/www.e- 影响因素：影响因素：化学反应的方向化学反应的方向 反应焓变反应焓变 反应熵变反应熵变共同影响共同影响吸热吸热放热放热熵增熵增熵减熵减小结：小结：焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发中学化学资料网 http:/www.e- 酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的反应，有何共同特点？反应，有何共同特点？【思考与交流】【思考与交流】共同特点：共同特点：从能量角度分析它们为什么可以自发？从能量角度分析它们为什么可以自发？体系倾向于从体系倾向于从高能态高能态转变为转变为低能态低能态H 0 H 0 有

16、利于反应自发进行有利于反应自发进行H 0 有利于反应自发进行。有利于反应自发进行。中学化学资料网 http:/www.e- （2 2）自发反应一定是熵增加的反应吗？）自发反应一定是熵增加的反应吗？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1 结论：结论：S 0S 0有利于反应自发进行，有利于反应自发进行， 自发反应不一定要自发反应不一定要S 0S 0【思考与交流】【思考与交流】熵变是反应能否自发进行一个因素熵变是反应能否自发进行一个因素, ,但不是惟一因素。但不是惟一因素。 根据熵判椐，在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。气态熵值大，反应沿着从有序到无序方向进行。（1）发生离子反应条件之一是产生气体，利用熵判椐进行解释？1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，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。注意注意2 2、反应的自发性也受外界条件的影响。、反应的自发性也受外界条件的影响。如常如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的，但在发性的，但在1273