1、化学反应的方向

1、化学反应原理,反应速率,反应限度 (化学平衡),反应进行的方向,含义,通常表达式 =,影响因素,c,t,特征,含义,平衡移动(勒夏特列原理),如何判断一个反应是否可以自发进行,快慢,程度,方向,等多个重要领域。,钛矿,钛,100年!,提取TiO2,不发生,防弹衣、航空材料,一、过程的自发与非自发,高山流水,热茶变凉,自发过程：不需借助外力就可以自动进行的过程。 非自发过程：不借助外力就不能自动进行的过程。,自发,自发,自发,自由落体,释放能量,释放能量,释放能量,外力：提供能量的手段， 不是过程发生与否的条件,结论：能量越低的状态越稳定，高能量变成低能量的过程是自发的,猜测，什么样的化学反应是

2、可以自发进行的？,自发反应共同点： 放热， H0,自发,自发,自发,非自发,非自发,放热,放热,放热,吸热,吸热,0,0,0,0,0,二、化学反应自发进行的判据 1、焓判据：放热反应(H0) 是自发进行的判据。,证伪：,Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s) =BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)；,设计一个可行的实验方案，证明吸热反应也可能自发进行。,H= +80.3kJ/mol,结论：只用焓变来判断反应是否自发进行是_的(填“全面”、“不全面”) 。,不全面,O2,N2,O2,N2,但混乱程度增加(有序变无序）,逆向能自发吗？,无能量变化,H2O,Na+,-,Cl-

3、,混乱度增加 (有序到无序),墨水扩散，自发,混乱度增加 (更加无序),混乱度增加(无序性增加)的过程是自发的,如何表达混乱度？,引进新的物理量！,2、自发过程的熵判据,量度体系混乱（或无序）程度的物理量。体系混乱（或无序）程度越高，熵值越大。,对于同一种物质而言，分子排列越整齐，熵(S)越小。故S(晶体)S(液体)S(气体)。 多数情况下，离子结合成分子或沉淀，熵减少。,单位：kJmol-1K-1,如：Ba2+CO32-=BaCO3,（1）熵：,证伪：,(2). 熵判据 ：,熵增加反应是自发进行的,S=S(生成物) S(反应物)0,S=S(生成物) S(反应物)0,HCl和AgNO3溶液混合

4、，自发进行：Ag+ + Cl- = AgCl 是熵增还是熵减,只用熵变来判断反应是否自发进行是_,不全面的,吸热,吸热,熵增,熵增,H,S,0,0,反应自发或非自发,0,0,自发,2Na+2H2O =2NaOH+H2 (g),TiO2(s)+2Cl2(g) =TiCl4(l)+O2(g),0,0,0,0,自发,自发,非自发,非自发,非自发,自发,非自发,非自发,自发,不好确定 要看谁的影响大,NH3(g)+HCl(g) =NH4Cl(s),CaCO3(s)=CO2(g) +CaO(s),冰,水,吸热，焓增，熵增,放热，焓减，熵减,高温自发,低温自发,熵与焓对过程自发性影响不一致时，谁的影响更大

5、，可能取决于温度。,3、反应自发进行的综合判据自由能判据,自由能的变化 G =H - T S,0, 自发,0，非自发,热力学温度,=0, 化学平衡状态,H,S,0,0,0,0,自发,2Na+2H2O =2NaOH+H2 (g),TiO2(s)+2Cl2(g) =TiCl4(l)+O2(g),0,0,0,0,自发,自发,非自发,非自发,非自发,自发,非自发,非自发,自发,不好确定 要看谁的影响大,NH3(g)+HCl(g) =NH4Cl(s),CaCO3(s)=CO2(g) +CaO(s),G= H-TS,0,0,化学反应原理,反应速率,反应限度 (化学平衡),反应进行的方向,含义,通常表达式

6、=,影响因素,c,t,特征,含义,平衡移动(勒夏特列原理),快慢 问题,程度 问题,方向 问题,小结,自发进行的判据,焓判据,熵判据,自由能判据,局限,综合,提取TiO2,H=-81kJ mol-1 S0 G0 自发 但是常温下并不反应。自发，并不等于无条件反应，也不等于可快速进行。该反应活化能大，要加热到较高温度才能进行。研究催化剂降低活化能，让反应低温进行，是一个好的研究课题。,非自发,非自发,2H2+O2=2H2O 自发。但要加热到574（达到燃点）才反应。 使用催化剂，铂黑，常温下可发生爆炸性反应。 2H2O =2H2+O2 常温下非自发. 研究催化剂让反应常温下进行，违背了热力学定律

7、，不可能成功！,1. 下列说法正确的是（ ） A. 吸热反应不一定非自发 B. 放热反应一定自发进行 C. 自发进行的反应都很容易发生 D. 快速进行的反应都是自发进行的,A,2.下列事实可能用能量高低解释的是 A.水往低处流 B.有些吸热反应也可以自发进行 C.向盛有氧气的瓶中注入NO2，NO2分子很快扩散到整个瓶中 D.有序排列的火柴散落时成为无序排列,A,3. 对于化学反应方向的判据，下列说法正确的是 A.焓变是化学反应方向的判据，H 0的反应一定可以自发进行 C.焓变和熵变做为反应方向的判据都有局限性 D.如果反应的焓变和熵变都小于零，这个反应肯定是自发的,C,4.下列过程是非自发的是 A.铁在潮湿空气中生锈 B.木材的燃烧 C.自由落体运动 D.室温下水结成冰,D,5.下列反应事实可用来支持“熵增加可以使反应自发进行”的是 A.H+OH- = H2O B.CO32-+2H+=CO2+H2O C.SO3+H2O=H2SO4 D.Ag+Cl-=AgCl,B,开阔视野,熵与宇宙：宇宙，它的过去应该是能量温度极高，有极度规律的质点，不断膨胀霍金,熵与生命：一个生命有机体在不断地增加它的熵，并趋于接近最大值的熵的危险状态，那就是死亡。要摆脱死亡，就是说要活着，唯一的办法就是从环境里不断地汲取负熵 薛定谔生命是什