化学反应方向及判断依据.ppt

1、2020/7/24,化学反应的方向及判断依据,第二单元 化学反应的方向和限度,2020/7/24,水往低处流,生活中的自发过程,2020/7/24,冰室温时溶解,生活中的自发过程,自然界中的自发过程体现了 自然界变化的方向性,2020/7/24,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,问题1：自然界中有许多自然而然发生的现象，物质间的化学反应是否也能自然发生呢？请联系已学知识举例。,(1)在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水；而氯化钠和水却不能反应生成盐酸和氢氧化钠。,(2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈；,一、自发反应,这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。,20

2、20/7/24,注意： (1)一定条件指：一定的温度和压强,外界帮助可以是如通电、光照等。,(2)自发反应在恰当条件下才能实现.,2020/7/24,1.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O（l） H=-2217.5 kJ/mol 2.2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) H=- 822 kJ/mol 3.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) H=-1648.4kJ/mol 4.H2(g)+F2(g)=2HF(g) H=-546.6kJ/mol,讨论,下列反应在一定条件下能够自发进行，它们有哪些共同特征？,化学反应中的自发过程 共同特点：H0，即体系趋向于从高能状

3、态转变为低能状态,2020/7/24,能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（H 0）。 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,二、焓变与反应方向,2020/7/24,吸热过程的反应能否自发进行？,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自发进行,思考：,如：1、硝酸铵溶于水,思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢？,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。,2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2o(l),NH4NO3(s)=NH

4、4+ (aq) +NO3-(aq),2。碳酸钙分解,2020/7/24,有序,混乱,2020/7/24,研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一因素体系的混乱度（熵S） 熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号 S 表示。 对于同一物质：S(g)S(l)S(s),二、化学反应方向的判断依据:,水的三态的熵,2020/7/24,1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 2、固体的溶解过程、气体扩散过程。 3、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应。,导致混乱度增加的因素,2020/7/24,熵变：反应前后体系的熵的变化叫做反应的熵变. 用S表示。,规律:反应的S越大,越有

5、利于反应自发进行，这个判据叫熵判据。,S=S生成物总熵S反应物总熵,2020/7/24,1.H2O(s)H2O(l)H2O(g) 2.CaCO3=CaO(s)+CO2(g) 3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq) 4.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？,S0,S0,S0,S 0,S0,2020/7/24,化学反应的方向及其判断依据,H,一定不能自发进行,一定能自发进行,高温下能自发进行,低温下能自发进行,复合判据：,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)= CaCO3(s)+2HC

6、l(l),NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s),Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g),H 0,H 0，S0,H 0，S0,H 0，S0,2020/7/24,吉布斯自由能判断反应自发进行的方向,NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H 0 S 0 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H 0 S0,判断这两个反应什么条件下自发进行,G 0,自发进行,G0，可逆反应,G 0，非自发进行,低温可行,高温可行,G= H -TS,2020/7/24,下列反应中，熵减小的是,D. 2CO(g)2C(s)O2(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g

7、)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D,练习1:,2020/7/24,A.凡是放热反应都是自发的，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小或不变 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,练习2:下列说法正确的是（ ）,C,2020/7/24,小结：,焓变和熵变对反应方向的共同影响,能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（H 0）。,熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ S0）。且S越大，越有利于反应自发进行。,2020/7/24,1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