第二单元化学反应的方向和限度

1、化学反应的方向,钻石是什么？,C(石墨) = C(金刚石),生活中的自然现象,铁生锈,高山流水,自由落体,一、自发过程,自发过程：在一定的温度和压强下， 无需外界帮助就能自动进行的过程。,(1) 一定条件指的是一定温度和一定压强，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.(如点燃)。,以下化学反应能自发进行吗？,(1)2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH(aq) + H2 (g) H=368 kJ/mol,(2)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+2H2O(l) H=571.6kJ/mol,共同点放热反应H0,二、焓判据,焓判据（能量判

2、据）： 体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或释放热量，H0）。,实验：在装有等质量碳酸钠和碳酸氢钠的试管中分别滴入半滴管的盐酸，观察实验现象。,科学探究一,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。,科学探究一,2. 动手做一做实验 把红墨水加到水中，看看有什么现象？,溶解、扩散,扩散前,扩散后,生活中常见的现象,有序,无序(混乱),三、熵判据,克劳修斯（德国）,熵,S,衡量体系的混乱程度。,三、熵判据,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）。,反应前后体系熵的变化。 符号： S。 S = 生成物总熵 反应物总熵,根据你已有的知

3、识经验，判断下列过程的熵变大于零还是小于零。 H2O(s)H2O(l)H2O(g) NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq),CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g),S0,S0,S0,S0,问题解决,熵增的主要因素,（1）S(g)S(l)S(s)（同一物质） （2）气体增多 （3）溶解、扩散,解释反应常温常压下能进行的原因？ 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2 8H2O(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+10H2O(l),H0 S0，熵增为主要矛盾！,正确判断一个化学反应是否自发进行,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

4、0 S 0 H 0 S 0 H 0 S0,自发,非自发,不一定,不一定,科学探究二,1. 根据你已有的知识和经验,分析下列过程。,常温自发,加热自发,改变温度可以改变自发反应进行的方向,常温,四、复合判据,吉 布 斯,四、复合判据,GHTS(kJ/mol), G0，反应不能自发进行,（G是自由能，T是热力学温度，恒为正值）,四、复合判据,H S G 反应的自发性, 0, 0 0, 0 0, 0 0,GHT S（T恒为正值）, 0 任何温度自发, 0 任何温度都不自发,高温 0 低温 0,高温 0,高温自发,低温自发,温度与反应方向的关系示意图,H,S,小结,化学反应进行的方向,焓判据H0,熵判

5、据S0,自发反应进行的两大趋势： 焓减有利于反应自发，熵增有利于反应自发,学以致用,C(石墨) = C(金刚石),已知：在298K、101KPa下，该反应的 H = +1.895 kJ/mol，S= -3.363J/(molK)。,GHTS0，均不自发。,一、研究意义：化学科学先要研究化学反应能否进行，再考虑反应速率快慢问题，从而通过控制化学反应，改造自然。,化学反应的方向,2000 、10万个大气压,钻石恒久远，一颗永流传！金刚石是美好、纯洁和财富的象征。,尽管我的用处大，但人们还是叫我小黑，这是石墨委屈地抗议！,点“石” 成“金”？,牛刀小试,1. 下列说法正确的是（ ） A.凡是放热反应

6、都是自发的，吸热反应都是非自发的 B.反应速率快的一定是自发进行的 C.自发反应在恰当条件下才能实现 D.非自发反应在任何条件下都不能实现,C,牛刀小试,2. 下列反应中，熵减小的是（ ） A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g) D. 2CO(g)2C(s)O2(g),D,牛刀小试,3. 已知反应2C(g)=A(g)+2B(g) H0，下列说法正确的是（ ） A. 仅常温下反应可以自发进行 B. 仅高温下反应可以自发进行 C. 任何温度下反应均可以自发进行 D. 任何温度下反应均难以自发进行,C,（1）已知反应只能在常压、高于2170 发生： TiO2+2Cl2=TiCl4+O2 H0 S0 该反应不能大规模生产TiCl4，原因是什么？ （2）科学家向上述反应添加碳，实现较低温度下大规