化学反应进行的方向64306

1、1,第二章 化学反应速率和化学平衡,第四节 化学反应进行的方向,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, ?,化学反应原理的组成部分,3,自发反应：在一定条件（温度、压强等）下不需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。,自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能 自动进行的过程。,一、自发过程的定义,4,Company Logo,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性其中是否蕴藏

2、了一定的科学原理？,能量由高到低,5,下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1,放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，H O 有利于反应自发进行,二、能否自发进行的判据,1、焓判据,共同特点

3、：H O 即放热反应,6,1、焓判据,反应物的总能量高,生成物的总能量低,放热反应,H0,二、能否自发进行的判据,1、焓判据,思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？,7,2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l),2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g),(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g),注意：焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。,H O,结论：H O有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要H O,8,两种理想气体的混合可顺利自发进行,

4、既不吸热也不放热的自发过程,H2,O2,O2 H2,2、熵判据,9,有序,混乱,10,1.气体扩散、火柴散落过程混乱度如何变化？,2.从混乱度角度分析它为什么可以自发发生？,（二）熵判据,增大,混乱度越大越稳定,1.熵：混乱（或无序）的程度，符号为S； 体系的无序性越高，即混乱度越高， 熵值就越大。,2.熵判据：,11,1、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、墨水扩散过程和气体扩散过程. 3、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应.,导致体系熵增（S0）的因素：,D,S0,S0,S0,S0,12,Company Logo,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2H2

5、(g)+O2(g)=2H2O(l) -10。C的水会自动结冰,熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。,结论：S O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要S O,13,CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)这个 反应能否自发进行？ 已知： H(298K)=178.2KJmol , S(298K)=169.6Jmol-1K-1,思考,反应能否自发还与温度有关,化学反应的最终判据到底是什么呢？,14,G H TS,当H0 ，S0时， G0 反应自发进行；,当H0 ，S0时， G 0 反应不能自发进行；,当H0 ，S0或 H 0， S0时， 反应是否自发与温度有关。,自由能

6、变化：,3、复合判据（自由能变化）,15,2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g),H = - 78.03 kJmol-1,S = 494.4 Jmol-1K-1,CO(g) = C(s,石墨) + 1/2O2(g),H = 110.5 kJmol-1,S = - 89.36 Jmol-1K-1,练习：判断下列反应能否自发进行,不能,能,16,H (298K)= 178.2 kJmol-1,S (298K)= 169.6 Jmol-1K-1,CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g),G H TS,G 0 ，能,17,化学反应进行方向的判据,、能量判据(焓判据）：,是判断

7、化学反应进行方向的判据之一。,2、熵判据：,能量最低原理。,熵增原理。,是判断化学反应进行方向的另一判据。,3、复合判据：,能量判据结合熵判据。,总结,18,1自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。,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。,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,19,【课堂达标测试】,1.能用能量判据判断下列过程的方向的是（ ） A. 水总是自发的由

8、高处往低处流 B. 放热反应容易自发进行，吸热反应不能 自发进行 C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列 D. 多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱 排列的几率大,A,20,2.已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式 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,A C,21,3.下列说法中，正确的是（ ） A.自发反应一定是熵增大

9、，非自发反应一定是 熵减小或不变 B.自发反应在恰当条件下才能实现 C.自发反应在任何条件下均能实现 D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同,B,22,4、在电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是： SiO2(s)4HF(aq) = SiF4(g)2H2O(g) H(298.15 K)94.0 kJ/mol S(298.15 K)75.8 J/(molK) 设H和S不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。,G H TS 0,23,Company Logo,D,5、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(