化学反应方向及判断依据

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,化学反应的方向及判断依据,第二单元,化学反应的方向和限度,2024/9/20,水往低处流,生活中的自发过程,2024/9/20,冰室温时溶解,生活中的自发过程,自然界中的自发过程体现了,自然界变化的方向性,2024/9/20,自发反应：,在,一定条件,下，,无需外界帮助,就能,自动,进行的反应,问题,1,：,自然界中有许多自然而然发生的现象，物质间的化学反应是否也能自然发生呢？请联系已学知识举例,。,(1),在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水；而氯化钠和水却不能反应生成盐酸和氢氧化钠。,(,2),铁器暴露在潮湿空气中会生锈；,一,、自,发反应,这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。,2024/9/20,注意：,(1),一定条件指：一定的温度和压强,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,.,2024/9/20,1.C,3,H,8,(g)+5O,2,(g)=3CO,2,(g)+4H,2,O,（,l,）,H=,-,2217.5 kJ/mol,2.2Na(s)+Cl,2,=2NaCl(s) H=,-,822 kJ/mol,3.4Fe(s)+3O,2,(g)=2Fe,2,O,3,(s) H=,-,1648.4kJ/mol,4.H,2,(g)+F,2,(g)=2HF(g) H=,-,546.6kJ/mol,讨论,下列反应在一定条件下能够自发进行，它们有哪些共同特征？,化学反应中的自发过程,共同特点：,H,0,，即体系趋向于从高能状态,转变为低能状态,2024/9/20,能量判据：体系趋向于从,高能,状态转变为,低能,状态（,H,0,）。,对于化学反应而言，,绝大多数,的,放热反应,能,自发进行,，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全,二、焓变与反应方向,2024/9/20,吸热过程的反应能否自发进行？,有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行,思考：,如：,1,、硝酸铵溶于水,思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢？,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,。,2NH,4,Cl(s)+Ba(OH),2,(s)=2NH,3,(g)+CaCl,2,(s)+2H,2,o(l),NH,4,NO,3,(s)=NH,4,+,(aq) +NO,3,-,(aq),2,。碳酸钙分解,2024/9/20,有序,混乱,2024/9/20,研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一因素,体系的混乱度（熵,S,）,熵：衡量一个体系,混乱度,的物理量叫做熵，用符号,S,表示。,对于同一物质：,S,(g),S,(l),S,(s,),二、化学反应方向的判断依据,:,水的三态的熵,2024/9/20,1,、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、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。,导致混乱度增加的因素,2024/9/20,熵变：反应前后体系的,熵的变化,叫做反应的熵变,.,用,S,表示。,规律,:,反应的,S,越大,越有利于反应自发进行，这个判据叫熵判据,。,S=S,生成物总熵,S,反应物总熵,混乱度减小,混乱度增大,2024/9/20,1.H,2,O(s)H,2,O(l)H,2,O(g),2.CaCO,3,=CaO(s)+CO,2,(g),3.NaOH(s)=,Na,+,(aq)+OH,-,(aq,),4.N,2,(g)+3H,2,(g)=2NH,3,(g),思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？,S,0,S,0,S,0,S,0,S,0,2024/9/20,化学反应的方向及其判断依据,H,一定不能自发进行,一定能自发进行,高温,下能自发进行,低温下能自发进行,复合判据：,CaCO,3,(s),CaO(s)+CO,2,(g),C,O,2,(g)+H,2,O(l)+CaCl,2,(l)=,CaCO,3,(s)+2HCl(l),NH,3,(g)+HCl(g)=NH,4,Cl(s),Mg(s,) + 2HCl(aq) =,MgCl,2,(aq) + H,2,(g),H,0,H,0,，,S,0,H,0,，,S0,，,S,0,2024/9/20,吉布斯自由能判断反应自发进行的方向,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,判断这两个反应什么条件下自发进行,G,0,自发进行,G,0,，,可逆反应,G 0,，,非自发进行,低温可行,高温可行,G=,H -T,S,2024/9/20,下列反应中，熵减小的是,D. 2CO(g),2C(s),O,2,(g),B. 2N,2,O,5,(g),4NO,2,(g),O,2,(g),A. (NH,4,),2,CO,3,(s),NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),C. MgCO,3,(s),MgO(s),CO,2,(g),D,练习,1:,2024/9/20,A.,凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的,B,.,自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变,C .,自发反应在恰当条件下才能实现,D .,自发反应在任何条件下都能实现,练习,2:,下列说法正确的是（ ）,C,2024/9/20,小结：,焓变和熵变对反应方向的共同影响,能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（,H,0,）。,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（,S,0,）。且,S,越大，越有利于反应自发进行。,2024/9/20,1,反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。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,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。,2024/9/20,