第一節(jié)_化學反應的方向

1、第二章第一節(jié)第二章第一節(jié)化學反應進行的方向化學反應進行的方向【學習目標【學習目標】1、了解熵與熵變的概念。、了解熵與熵變的概念。2、了解熵變與焓變這兩個因素對化學反應、了解熵變與焓變這兩個因素對化學反應的共同影響，并掌握定量判斷反應方向的的共同影響，并掌握定量判斷反應方向的關(guān)系式：關(guān)系式： HTS3、通過分析關(guān)系式、通過分析關(guān)系式 HTS ，能夠根，能夠根據(jù)反應焓變的吸熱或放熱、反應熵變的熵據(jù)反應焓變的吸熱或放熱、反應熵變的熵增或熵減來定性分析反應焓變和反應熵變增或熵減來定性分析反應焓變和反應熵變對反應方向的影響對反應方向的影響【知識回顧【知識回顧】什么是化學反應的焓變？引入焓變有何意什么是化

2、學反應的焓變？引入焓變有何意義？義？焓變：焓變：反應物）反應產(chǎn)物） H(H(H引入焓變可以定量的描述反應熱引入焓變可以定量的描述反應熱1、高山流水高山流水是一個自動進行的自然過程。是一個自動進行的自然過程。 高處水一定會流到低處嗎？高處水一定會流到低處嗎？2、低處水可以流至高處么？、低處水可以流至高處么？3、在、在“低水高流低水高流”的過程中一旦外界停的過程中一旦外界停止做功，該過程還能繼續(xù)進行下去嗎？止做功，該過程還能繼續(xù)進行下去嗎？可采取什么措施？可采取什么措施？思考與交流：思考與交流：自發(fā)過程：自發(fā)過程：在溫度和壓強一定的條件下，在溫度和壓強一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進

3、行不借助光、電等外部力量就能自動進行的過程；的過程；自發(fā)過程的特征：自發(fā)過程的特征：有明確的方向性，要有明確的方向性，要逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功；具有做功的本逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功；具有做功的本領(lǐng)。領(lǐng)。非自發(fā)過程非自發(fā)過程 ：在一定條件下，：在一定條件下，需要外界需要外界做功做功才能進行的過程。才能進行的過程。自發(fā)反應自發(fā)反應:在一定條件下無需外界幫助在一定條件下無需外界幫助就能自動進行的反應就能自動進行的反應. 一個化學反應在給定的條件一個化學反應在給定的條件(通常指溫度通常指溫度,壓壓強強)下能否下能否自發(fā)自發(fā)進行進行,以及在什么條件下有可以及在什么條件下有可能按預期的方向發(fā)生能按預期的方向發(fā)生

4、,僅僅用實驗方法來探索僅僅用實驗方法來探索,可能要付出極大的代價可能要付出極大的代價,甚至徒勞無功甚至徒勞無功.為此為此,有必要有必要尋求一種客觀的判據(jù)尋求一種客觀的判據(jù),用它來判斷一個用它來判斷一個化學反應能否自發(fā)進行化學反應能否自發(fā)進行.如何判斷一個過程，一個反應如何判斷一個過程，一個反應能否自發(fā)進行？能否自發(fā)進行？(1)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)；H=-444.3 kJ/mol(2)3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) ； H=-824 kJ/mol分析以下反應的特點分析以下反應的特點一、反應焓變與反應方向一、反應焓變與反應方向

5、共同特點：共同特點： H O即即放熱放熱反應反應放熱反應使體系能量降低，放熱反應使體系能量降低， H O有利于反應自發(fā)進有利于反應自發(fā)進行。行。一般情況下，一般情況下， H O即放熱反應易即放熱反應易發(fā)生自發(fā)反應。發(fā)生自發(fā)反應。多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應都是放熱多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應都是放熱反應。反應。自發(fā)反應一定要自發(fā)反應一定要H O ？N2O5分解：分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol碳酸銨的分解：碳酸銨的分解：(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol下列反應也能自發(fā)進行下列反應也能自發(fā)進行 ： H

6、 O有利于反應自發(fā)進行，自有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不一定要發(fā)反應不一定要H O有利于反應自發(fā)進行，有利于反應自發(fā)進行， 自發(fā)反應不一定要自發(fā)反應不一定要S O熵變是反應能否自發(fā)進行有關(guān)的又一熵變是反應能否自發(fā)進行有關(guān)的又一個因素個因素, 但也不是惟一因素。但也不是惟一因素。練習練習2列反下應中，熵減小的是列反下應中，熵減小的是D. CO(g)C(s)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵減熵減熵增熵增熵增熵增熵增熵增H-TS0 即即:在溫度、壓強一定的條件下

7、，在溫度、壓強一定的條件下， 研究表明：研究表明：T、P一定，反應焓變和熵變共同影響反應一定，反應焓變和熵變共同影響反應方向。反應方向的判據(jù)為方向。反應方向的判據(jù)為 。H-TS反應能自發(fā)進行反應能自發(fā)進行反應不能自發(fā)進行反應不能自發(fā)進行反應達到平衡狀態(tài)反應達到平衡狀態(tài) 自發(fā)反應總是自發(fā)反應總是向向H-TS0的方向，直至達到平衡狀態(tài)。的方向，直至達到平衡狀態(tài)。三、焓變與熵變對反應方向的共同影響三、焓變與熵變對反應方向的共同影響例題例題1：下列說法正確的是：下列說法正確的是 A.凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于吸熱反應都是非自發(fā)的吸熱反應都是非自發(fā)的B.自發(fā)反應一定是熵增大

8、，非自發(fā)自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或不變反應一定是熵減少或不變C.自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn) D.自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)C例題例題2：下列反應中，一定不能自發(fā)進行的：下列反應中，一定不能自發(fā)進行的A 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) H -78.03kJmol-1 S = 1110 Jmol-1K-1B CO(g) = C(石墨石墨s) + 1/2 O2(g) H 110.5kJmol-1 S = -89.36 Jmol-1K-1C 4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) = 4Fe(OH)3(s) H -444.3kJmol-1 S = -280.1 Jmol-1K-1D NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) = CO2(g) + CH3COO NH4(aq) + H2O(l)H 37.301kJmol-1 S = 184.05