化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向(xu)

1、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,靈寶二高 許倩俠,2013年10月14日,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢,化學(xué)反應(yīng)的限度,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,化學(xué)反應(yīng)速率,化學(xué)平衡, ?,自發(fā)過程 在一定條件下不需外力作用就能自動進(jìn)行的過程 思考： 根據(jù)生活經(jīng)驗，舉例說說你見過的自發(fā)過程有哪些？,自然界中水總是從高處往低處流； 電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動； 室溫下冰塊自動融化； 墨水?dāng)U散； 食鹽溶解于水；,這些生活中自發(fā)過程共同特點： 即體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài),自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),(1)甲烷燃燒： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol,(2)鐵生銹： 3Fe

2、(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol,(3)氫氣和氧氣反應(yīng)： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol,共同點 ?,E反 E生, H0,放熱反應(yīng),一、反應(yīng)方向的焓判據(jù),自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量即H 0)。 放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向。,是不是所有自發(fā)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)？,2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l),2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g),(NH4) 2CO3(s) = NH

3、4HCO3(s)+NH3(g),結(jié)論：H O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 但自發(fā)反應(yīng)不一定要H O,焓變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個因素,但不是唯一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)方向是不全面的。,1、放在同一密閉容器中的不同氣態(tài)物質(zhì)，不需要外界的任何作用，氣態(tài)物質(zhì)會通過的分子的擴(kuò)散自發(fā)的形成均勻混合物 2 、硝酸銨溶于水雖然要吸熱，它卻能自發(fā)地向水中擴(kuò)散，為什么？ 3、這一類與能量的狀態(tài)高低無關(guān)，但仍能自發(fā)進(jìn)行，人們提出在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)的變無序的傾向，因為無序體系更加穩(wěn)定 4、以撲克牌為例，經(jīng)過多次洗牌之后，牌就亂了，無序的程度就大了 5、科學(xué)家用熵來度量這種混亂度，（符號S），自發(fā)過程將導(dǎo)致

4、體系的熵增大，即S S O,6、這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理，也就是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù),二、反應(yīng)方向的熵判據(jù),1、熵：在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，這種推動體系變化的因素稱作熵。用熵（符號S)來量度混亂（或無序）的程度。 2、熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理，也就是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù)。,1、體系混亂度越大，熵值越大；體系混亂度越小，熵值越小。 2、同一物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，液態(tài)較小，固態(tài)時最小。 3、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量增加，熵值增大。,熵值的大小判斷,2、在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時

5、體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。,注意,學(xué)與問 發(fā)生離子反應(yīng)的條件之一是生成氣體。試?yán)渺嘏袚?jù)加以解釋。,（由于生成氣體的離子反應(yīng)是熵增大的過程，所以增大了反應(yīng)的自發(fā)性。）,自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),結(jié)論： S O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 自發(fā)反應(yīng)不一定要S O,熵變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個因素,但不是惟一因素。只根據(jù)熵變來判斷反應(yīng)方向也是不全面的。,三、焓變與熵變對反應(yīng)方 向的共同影響,自由能變化G綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響: G=H-TS,當(dāng)G0時，反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng),3、很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)

6、去判斷同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以我們應(yīng)兩個判據(jù)兼顧。復(fù)合判據(jù)（體系自由能變化：G = H - TS）將更適合于所有的反應(yīng)過程。,小結(jié):焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用,1、由能量判據(jù)知放熱過程（H0）通常是容易自發(fā)進(jìn)行的。,2、由熵判據(jù)知許多熵增加（S0）的過程是自發(fā)的。,1、下列說法正確的是（ ） A、凡是放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行； B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變； C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實現(xiàn)； D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。,C,【課堂達(dá)標(biāo)測試】,2、碳酸銨（NH4）2CO3在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是（ ） A、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大 B、其分解是因為外界給予了能量； C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解； D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。,A,3、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是( ) A、硝酸銨自發(fā)地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7k