化学反应的方向及判断依据.ppt

1、a,1,化学反应的方向及判断依据,a,2,化学反应进行的快慢,化学反应的限度,化学反应进行的方向,化学反应速率,化学平衡,能量判据和熵判据,化学反应原理的组成部分：,a,3,化学反应的方向及判断依据,生活中的自发过程,1、自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；,2、 铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。,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性。,3、室温下冰块自动融化； 4、墨水扩散； 5、食盐溶解于水；,a,4,一、自发反应,自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应,（P39 交流与讨论）,化学反应中的

2、自发过程,（P40 你知道吗？）,共同特点：H0，即体系趋向于从高能状态转变 为低能状态,(1) 一定条件指的是一定温度和一定压强，外界帮助可以是通电、光照等。,(2)自发反应在恰当条件下才能实现.,a,5,二、自发过程的能量判据（焓判据）,能量判据：自发过程的体系趋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。,a,6,（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应,（2）有不少吸热过程也能自发进行,（3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能

3、自发进行,说明：,如：硝酸铵溶于水,（P40 观察与思考？）,如：,a,7,练习: 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,a,8,有序,混乱,a,9,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

4、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,a,10,标准状况下：1 mol不同物质的熵S(J mol-1K-1),a,11,水的三态的熵（S表示物质的量为1mol）,S（s） S（l） S（g）,a,12,同一物质 , 气态时熵最大， 液态时次之，固态时最小。,归纳：,a,13,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生成物总熵S反应物总熵,反应的S越大,越有利于反应自发进行,a,14,三、自发过程的熵判据,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

5、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。,a,15,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。,a,16,正确判断一个化学反应 是否能够自发进行,必须综合考虑反应的焓变和熵变,恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 H 0 S0 H 0 S 0 H 0 S 0 H 0 S0,自发,非自发,不一定,不一定,a,17,研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是 G = H - TS,（ G 叫作吉布斯自由能）,G = H - TS 0 反应能自发进行,G =

6、 H - TS 0 反应不能自发进行,G = H - TS 0 反应达到平衡状态,a,18,四、焓变和熵变对反应方向的共同影响,1. H 0 该反应一定能自发进行； 如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g) 2. H 0，S0，S0 该反应在较高温度下能自发进行 如：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),判断依据： G= HT S 0 反应能自发进行,（P42 交流与讨论）,a,19,温度对反应自发性的情况,永远是,在任何温度都是自发反应,永远是+,在任何温度下都是非自发反应,在高温+ 在低温,在低温是自发反应 在高温是非自发反应,在高温 在低温+,在

7、低温是非自发反应 在高温是自发反应,a,20,1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,2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。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。,a,21,影响因素：,小结：,焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发,a,22,练习:,1.下列说法不正确的是 A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应是放热反应。 B.

8、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。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关,C,a,23,2.下列反应中，熵减小的是,D. 2CO(g)2C(s)O2(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,a,24,3. 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。 4. 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。,D,A,a,25,5.下列说法正确的是（ ） A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现； D、自发反应在任何条件下都能实现。 6. 自发进行的反应一定是（ ） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加