第四节化学反应进行的方向.ppt

第四节 化学反应进行的方向,1.,初步了解焓变、熵变与化学反应进行的方向的关系2.,应用焓变和熵变解释日常生产生活中的现象1.,自然界中水总是从高处往低处流；,2.,墨水扩散，食盐溶解于水,；,生活中的自发过程,3.,生活中，一般在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿的空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程自发过程的特征：,在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应有明确的方向性，具有做功的本领要逆转必须借助外界做功1.,自发过程,:,2.,自发反应,:,一、自发过程的能量判据,能量判据：,自发过程的体系倾向于从高能状态转变为低能状态,(,这时体系会对外部做功或释放热量,),能量判据又称焓判据，即,H,0,的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一1),甲烷燃烧：,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(g),H,=-802.3 kJ/mol,(2),铁生锈：,2Fe(s)+3/2O,2,(g)=Fe,2,O,3,(s),H,=-824 kJ/mol,(3),氢气和氧气反应：,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),H,=-571.6 kJ/mol,放热的自发反应,二、自发过程的熵判据,1.,混乱度和熵,表示体系的不规则或无序状态。

混乱度的增加意味着体系变得更加无序科学家常用熵来度量这种混乱（或有序）的程度注意,同一物质，在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小2.,熵判据,在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据,熵判据有序排列的火柴变为无序的排列,.,下列过程吸热，为什么可以自发进行？,(1),室温下冰块的融化，硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程2)N,2,O,5,分解：,2N,2,O,5,(g)=4NO,2,(g)+O,2,(g),H,=+56.7 kJ/mol,(3),碳酸铵的分解：,(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),H,=+74.9 kJ/mol,上述过程都是熵增过程，故可以自发进行焓判据和熵判据的应用,1.,由焓判据知：放热过程（,H,0,）常常是容易自发进行,的；,2.,由熵判据知：熵增加（,S,0,）的过程是自发进行的；,3.,很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反,应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应兼顾两个判,据由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据,自由能将更适合于所有的反应过程。

1.,体系自由能变化（符号,G,，单位为,kJ/mol,）,G,=,H,-T,S,2.,反应进行方向的判断方法（恒温、恒压）,G,=,H,-T,S,0(,即,H,0,S,0),反应能自发进行G,=,H,-T,S,=0,反应达到平衡状态G,=,H,-,T,S,0(,即,H,0,S,0),反应不能自发进行三、焓变与熵变对反应方向的共同影响,当,H,0,S,0,或,H,0,S,0,时,反应是否自发进行与温度有关，一般低温时以焓变影响为主，高温时，以熵变影响为主，而温度影响的大小要依据,H,、,S,的具体数值而定NH,3,(g)+HCl(g)=NH,4,Cl(s),H,0,S,0,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g),H,0,S,0,低温可行,高温可行,判断这两个反应什么条件下能自发进行,1.,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2.,过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定发生和过程发生的速率注意,化学反应,进行的方向,一、能量判据,二、熵判据,三、复合判据,放热过程（,H,0,）常常是容易自发进行的；,熵增过程（,S,0,）常常是容易自发进行,的,；,G,=,H,-T,S,G,0,反应能自发进行。

G,=0,反应达到平衡状态G,0,反应不能自发进行1,下列说法中，正确的是,(),A,化学反应总是伴随着能量的变化,B,能够自发进行的反应不一定都是放热反应,C,只有放热反应才能够自发进行,D,能够自发进行的反应就一定能够发生并完成,AB,2.,下列说法正确的是（）,A.,放热反应一定是自发进行的反应,B.,吸热反应一定是非自发进行的,C.,自发进行的反应一定容易发生,D.,有些吸热反应也能自发进行,3.25,和,1.01,10,5,Pa,时,反应,2N,2,O,5,(g)=4NO,2,(g)+O,2,(g),H,=+56.76 kJ/mol,，自发进行的原因是,(),A.,是吸热反应,B.,是放热反应,C.,是熵减少的反应,D.,熵增大效应大于能量效应,D,D,4.,碳酸铵,(NH,4,),2,CO,3,在室温下就能自发地分解产生氨,气，对其说法中正确的是（）,A.,其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；,B.,其分解是因为外界给予了能量；,C.,其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；,D.,碳酸盐都不稳定，都能自发分解A,常怀一颗感恩的心，就会使人心态平和，使人知足常乐。