2.4化学反应进行的方向

1、化学 必修 4 化学反应进行的方向第 2 页化学反应进行的方向留意生活第 3 页化学反应进行的方向 下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？自发进行的主要原因吗？C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6

2、 kJmol-1 共同特点：共同特点：H 0 即放热反应即放热反应交流讨论第 4 页化学反应进行的方向1、能量判据（焓判据）、能量判据（焓判据）反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低放热反应放热反应H0总结感悟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释放热量即H 0） 能量判据（焓判据）能量判据（焓判据） 第 5 页化学反应进行的方向结论：结论：H 0有有利于反应自发进行利于反应自发进行，但，但自发反应不一定要自发反应不一定要H 02NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=

3、NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) 焓焓变只是反应能否自发进行的一个因变只是反应能否自发进行的一个因素，但素，但不不是唯一因是唯一因素。素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。H 0交流讨论是不是是不是所有自发进行的化所有自发进行的化学反学反应都是放热的？应都是放热的？第 6 页化学反应进行的方向有有 序序混混 乱乱第 7 页化学反应进行的方向2、熵判据、熵判据（1）熵：用来度量体系混乱程度的物理量。）熵：用来度量体系混乱程度的物

4、理量。（2）符号：符号：S 单位：单位：Jmol-1K-1（3）体系混乱度越大，熵值越大。）体系混乱度越大，熵值越大。 总结感悟第 8 页化学反应进行的方向S(水水) ：69.9J mol-1K-1S(冰冰) ：47.9J mol-1K-1S(水蒸气水蒸气)：188.7J mol-1K-1同同一物一物质：质：S(g) S(l) S(s) 固固体的溶体的溶解、气解、气体的扩散过体的扩散过程等都程等都是混乱是混乱度增加的度增加的过过程。程。交流讨论第 9 页化学反应进行的方向气体及其气体及其物质的物质的量的增多是体系熵值变化的主要决定因素量的增多是体系熵值变化的主要决定因素第 10 页化学反应进行

5、的方向（4）熵变和熵增原理熵变和熵增原理 熵增原理：熵增原理：在在与外界隔离的体系中，与外界隔离的体系中，自发过程将导自发过程将导致体系的熵增大致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理，这个原理叫做熵增原理。 熵变（熵变（S）：）：产生新物质或物质状态有变化就存产生新物质或物质状态有变化就存在着熵变。在着熵变。 S=S生成生成物物S反应物反应物该原理是用来判断过程方向的一个因素，又称为熵判据。该原理是用来判断过程方向的一个因素，又称为熵判据。总结感悟第 11 页化学反应进行的方向分分析下列过程的析下列过程的焓变焓变、熵变与反应方向、熵变与反应方向 焓焓变变 熵变熵变 能否自发能否自发NH3(g)+

6、 HCl(g)= NH4Cl(s)NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g)NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g)加热加热反应能否自发还与温度有关反应能否自发还与温度有关交流讨论0 0 0 不能不能0 0 能能第 12 页化学反应进行的方向放热放热熵增熵增吸热吸热熵增熵增S=+169.6Jmol-1K-1（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g )H=+178.2kJmol-1H= - 57.3kJmol-1自发自发高温自发，高温自发，低温不自低温不自发发（1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)S=+80.7Jmol-1K-1分析下列过程的焓变、熵变与反应

7、方向分析下列过程的焓变、熵变与反应方向 交流讨论第 13 页化学反应进行的方向G=H-TS3、复合判据、复合判据G0H 0 S 0 非自发非自发G=0H 0 S 0 自发自发H 0 S 0 低温可行低温可行H 0 S 0 高温可行高温可行可逆反应到达平衡状态可逆反应到达平衡状态总结感悟第 14 页化学反应进行的方向2、下、下列说法不正确的是（列说法不正确的是（ ）A、焓、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行的反应都是放热反应应B、在、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同一条件下不同物质有不同

8、的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大，熵值越大大C、 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热D、一、一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关C当堂巩固第 15 页化学反应进行的方向3、碳、碳酸铵酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（其说法中正确的是（ ） A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大大 B、其分解是因为外界给予了能其分解是因为外界给予了能量量 C、其分解是

9、吸热反应，据能量判据能自发分其分解是吸热反应，据能量判据能自发分解解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分碳酸盐都不稳定，都能自发分解解A当堂巩固第 16 页化学反应进行的方向2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)H = -78.03 kJmol-1 S = +494.4 Jmol-1K-1CO(g)=C(s，石，石墨墨)+1/2O2(g)H =+110.5 kJmol-1 S = -89.36 Jmol-1K-1判断下列反应能否自发进行判断下列反应能否自发进行4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H = -444.3kJmol-1 S = -280.1

10、 Jmol-1K-1交流讨论第 17 页化学反应进行的方向1、反、反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应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是否一定会发生和过程发生的速率。2、在、在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性讨论过程的方向时，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结果。总结感悟第 18 页化学反应进行的方向涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二者发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只者发生腐蚀过程的

11、自发性是相同的，但只有后者可以实现。有后者可以实现。水泵可以把水从低水位升至高水位；高温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。的本质仍然是非自发性的。铁铁生生锈锈第 19 页化学反应进行的方向1、下、下列反应中，在高温下不能自发进行的是（列反应中，在高温下不能自发进行的是（） A、(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) B、2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) C、MgCO3(s)MgO(s)CO2(g) D、CO(g)C(s)1/2O2D当堂巩固第 20 页化学反应进行的方向4、以、以下自发反应可用能量判据来