第四节化学反应进行的方向

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,*,第四节 化学反响进展的方向,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展的过程。,自发过程的特征：,在一定条件下无需外界帮助就能自动进展的反响。,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.自发反响:,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H0的反响有自发进展的倾向，焓判据是判断化学反响进展方向的判据之一。,(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)氢气和氧气反响：,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6 kJ/mol,放热的自发反响,二、自发过程的熵判据,1.混乱度和熵,表示体系的不规那么或无序状态。,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，这一经历规律叫做熵增原理，是判断化学反响方向的另一判据熵判据。,有序排列的火柴变为无序的排列,.,以下过程吸热，为什么可以自发进展？,(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，故可以自发进展。,焓判据和熵判据的应用,1.由焓判据知：放热过程H0常常是容易自发进展,的；,2.由熵判据知：熵增加S0的过程是自发进展的；,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根底和熵判据组合成的复合判据自由能将更适合于所有的反响过程。,1.体系自由能变化符号G，单位为kJ/mol,G=H-TS,2.反响进展方向的判断方法恒温、恒压,G =H-TS0 (即H0,S0)反响能自发进展。,G =H-TS=0 反响到达平衡状态。,G =H-TS0 (即H0,S0)反响不能自发进展。,三、焓变与熵变对反响方向的共同影响,当H0, S0 ,或H0 ,S0 时,反响是否自发进展与温度有关，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,判断这两个反响什么条件下能自发进展,1.自发反响一定能发生反响，而非自发反响一定不能发生反响吗？,提示：自发反响、非自发反响是指该反响过程是否有自发进展的倾向，而这个过程是否一定会发生那么不能确定。如碳的燃烧是一个自发反响，但要想发生反响，需借助外界条件点燃才能发生。,12,2.放热反响是否都能自发进展？吸热反响是否都不能自发进展？,提示：1多数能自发进展的化学反响是放热反响。,例如：酸碱中和反响。,(2)有些吸热反响也能自发进展。,例如：NH4HCO3(s) = NH3(g)+H2O(g)+CO2(g),H=+185.57 kJmol-1。,3有一些吸热反响在室温条件下不能自发进展，但在较高温度下那么能自发进展。,例如：CaCO3的分解反响。,13,3.熵增的反响是否都能自发进展？熵减的反响是否都不能自发进展？,提示：1许多熵增的反响在常温、常压下可以自发进展。,例如：2H2O2(aq) = 2H2O(l)+O2(g)。,2有些熵增的反响在常温、常压下不能自发进展，但在较高温度下可以自发进展。,例如：CaCO3s= CaOs+CO2g。,3铝热反响是熵减的反响，它在一定条件下也可以自发进展。,例如：2Al(s)+Fe2O3(s)= Al2O3(s)+2Fe(s)。,14,4.试比较H2Os、H2Ol、H2Og的熵的大小。,提示：同种物质不同状态时，体系的混乱度越大，其熵也越大，因此水的三种状态的熵的大小为,SH2O(g)SH2O(l)SH2O(s)。,15,【典例1】双选以下说法不正确的选项是( ),A.体系有序性越高，熵值就越低,B.自发过程将导致体系的熵增大,C.吸热反响不可以自发进展,D.同种物质气态时熵值最大,【自主解答】,选,B,、,C,。,16,1.,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,化学反响,进展的方向,一、能量判据,二、熵判据,三、复合判据,放热过程H0常常是容易自发进展的；,熵增过程S0常常是容易自发进展的；,G,=,H,-T,S,G0 反响能自发进展。,G =0 反响到达平衡状态。,G0 反响不能自发进展。,1以下说法中，正确的选项是 ( ),A化学反响总是伴随着能量的变化,B能够自发进展的反响不一定都是放热反响,C只有放热反响才能够自发进展,D能够自发进展的反响就一定能够发生并完成,AB,2.以下说法正确的选项是 ,A.放热反响一定是自发进展的反响,B.吸热反响一定是非自发进展的,C.自发进展的反响一定容易发生,D.有些吸热反响也能自发进展,3.25 和1.01105 Pa时,反响2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g),H=+56.76 kJ/mol，自发进展的原因是( ),A.是吸热反响 B.是放热反响,C.是熵减少的反响 D.熵增大效应大于能量效应,D,D,4.碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨,气，对其说法中正确的选项是 ,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.其分解是吸热反响，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,