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文档简介

1、2.4化学反应进行的方向,1、高山流水是一个自动进行的自然过程。 高处水一定会流到低处吗?,2、低处水可以流至高处么?,3、在“低水高流”的过程中一旦外界停止做 功,该过程还能继续进行下去吗?,可采取什么措施?,思考与交流,自发过程:在一定条件下,不需要外力作 用就能自动进行的过程;,非自发过程:在一定条件下,需持续借助人 为作用才能进行的过程。,【讨论】请尽可能多地列举你熟知的自发过程。,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

2、性其中是否蕴藏了一定的科学原理?,能量由高到低,下列哪个过程非自发过程( ),(A)钠与水反应: 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mol,(B)铁生锈: 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol,(C)氢气和氧气反应: 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol,自发过程共同点放热反应 H0,D,(D)水由低处往高处流,一、自发过程的能量判据,能量判据:自发过程的体系取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

3、据,即H0的反应有自发进行的倾向,焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。,练习1: 已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为: C(金刚石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化,下列说法正确的是( ) A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低,AC,知道了某过程有自发性之后,则 可判断出过程的方向 可确定过程是否一定会发生 可预测过程发生完成的快慢 可判断过程的热效应,A,?,判断下列

4、过程中能量的变化情况:,1、冰液态水水蒸气,2、氯化钠晶体溶于水,吸热,那么这些物质的规则性、有序性有没有改变呢?,混乱度: 表示体系的不规则或无序状态。 混乱度的增加意味着体系变得更加无序,混乱度与熵,熵: 热力学上用来表示混乱度的状态函数,符号为S 体系的无序性越高,即混乱度越高,熵值就越大,分析刚才两个自发过程中混乱度的变化情况:,1、冰液态水水蒸气,2、氯化钠晶体溶于水,同一物质,气态时熵最大, 液态时次之,固态时最小。,归纳:,熵增:在密闭条件下,体系有由有序自发地转变为无序的倾向,熵变S:化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化,因此存在着熵变。 S=S产物S反应物,二、自发过程

5、的熵判据,熵判据:,在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理,是判断化学反应方向的另一判据熵判据。,小结:自发过程的变化趋势,1、能量趋于降低:,2、混乱度趋于增加,有些过程也是自发的,这当中有的与物质的能量高低无关,有的虽与能量高低有关,但用焓判据却无法解释清楚,例如:,两种理想气体的混合可顺利自发进行,(1)既不吸热也不放热的自发过程,H2,O2,O2 H2,(2)吸热的自发过程,很多情况下,简单地只用其中一个判据判断同一 个反应,可能会出现相反的判断结果,所以应两 个判据兼顾。由焓判据和熵判据组合成的复合判 据将更适合于所有的过程。,三、化学反应自发进行

6、的方向,2、物质的混乱度趋于增加,1、物质具有的能量趋于降低,H(焓变),S(熵变)0,放热反应,自发进行,不自发进行,不能定性判断,不能定性判断,H0,S0,S0,S0,S0,熵增原理,0,练习3 碳铵(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、碳铵分解是因为生成了易挥发的气 体,使体系的熵增大。 B、碳铵分解是因为外界给予了能量 C、碳铵分解是吸热反应,根据能量判据 不能自发分解 D、碳酸盐都不稳定,都能自发分解。,A,练习4,下列反应中,在高温下不能自发进行的是,D. CO(g)C(s)1/2O2,B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,熵减,熵增,熵增,熵增,一、自发过程的变化趋势,1、能量趋于降低,2、混乱度趋于增加,二、化学反应自发进行的方向,2、物质的混乱度趋于增加,1、物质具有的能量趋于降低,H(焓变)0,放热反应,熵增原理,化学反应进行的方向(小结),注意:过程的自发性只

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