化学反应的方向

第一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？①自然界中水总是从高处往低处流；②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；③室温下冰块自动融化；④墨水扩散；⑤食盐溶解于水；⑥火柴棒散落等。一个化学反应在给定的条件(通常指温度,压强)下能否自发进行,以及在什么条件下有可能按预期的方向发生,仅仅用实验方法来探索,可能要付出极大的代价,甚至徒劳无功.为此,有必要寻求一种客观的判据,用它来判断一个化学反应能否自发进行.1955年2月美国通用电气公司的科学家成功制造了第一颗人造金刚石。他们在2500℃、10万个大气压下，用铬作催化剂从石墨中获得一些直径为0.1毫米～1毫米，小颗粒的金刚石。7年后，他们在5000℃及20万个大气压下，不使用催化剂也直接将石墨变成为金刚石。一、反应焓变与反应方向(1)甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

△H=－802.3kJ/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练习1、分析以下反应的特点共同特点：△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一般情况下，

△H<O即放热反应易发生自发反应。自发反应一定要△H<O？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下列反应也能自发进行

△H<O有利于反应自发进行，自发反应不一定要△H<O焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。结论：交流.研讨你已知道，固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠和蔗糖都能溶解于水，它们溶解的过程与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化？从混乱度角度分析它们为什么可以自发？【归纳与总结】自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，混乱度增加。为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性。对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量——熵二、反应熵变与反应方向

熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系混乱度，符号用S表示,单位J•mol-1•K-1

。体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小熵值越小。同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。固体的溶解、水的汽化、墨水在水中的扩散及气体的扩散过程，都是体系混乱度增大的过程。1、化学反应存在着熵变。反应熵变（△S表示）△S=S反应产物-S反应物对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。2、产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（△S＞0），为熵增加反应。如:①2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)

△S=57.16J.mol-1.K-1②CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

△S=169.6J.mol-1.K-1③C(s,石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

△S=133.8J.mol-1.K-1

事实证明,熵增加有利于反应的自发行。许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行,如上述反应①;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，如上述反应②③自发反应一定是熵增加的反应吗？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=－39.35J•mol-1•K-1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一个因素,但不是惟一因素。决定化学反应方向的因素究竟是什么？3.适用判据应注意的问题：（1）判断反应的自发性要结合△H和△S，利用△H-T△S（2）条件是一定温度、压强下（3）反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，但这个反应到底能不能反应，那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。焓变与熵变对反应方向的共同影响1.判据：△H-T△S2.判据与反应的自发性：

<0反应自发进行△H-T△S=0反应达平衡状态

>0反应不能自发进行焓变熵变化学反应能否自发进行H＜0S＞0H＞0S＜0H＜0S＜0H＞0S＞0科学家们总结出了一条公式△G＝△H－T△S，△G代表的是自由能，用自由能来判断反应进行的方向是最全面最科学的，当△G<0时，反应就可以自发进行任何温度都自发进行不能自发进行较低温度时自发进行高温时自发进行总结：【课堂达标测试】1下列过程是非自发的是∶（）A、水由高处向低处流；B、天然气的燃烧；C、铁在潮湿空气中生锈；D、室温下水结成冰。2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。DA3、下列说法正确的是∶（）