第二章第一节化学反应的方向

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,*,第二章第1节,化学反响的方向,水总是自发地由高处往低处流,自然界中有许多自然而然发生的现象，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发生的例子？,高,山,流,水,高山流水,自由落体运动,散 热,自然界中水总是从高处往低处流；,电流总是从电势高的地方向电势低的地方流动；,室温下冰块自动融化；,墨水扩散；,食盐溶解于水；,火柴棒散落,等,。,这些生活中的现象将向何方开展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性其中是否蕴藏了一定的科学原理？,以“物体由高处自由下落为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。,释放热量或对外做功,有趋向于最低能量状态的倾向,共同特点：,高能态低能态,+,能量,1.自发过程:在一定条件下不需外力作用就能自动进展的过程.,2.自发过程的特征：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。,小结一下,思考：自然界中有许多自然而然发生的现象，物质间的化学反响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响生成氯化钠和水；而氯化钠和水却不能反响生成盐酸和氢氧化钠。,(,2),铁器暴露在潮湿空气中会生锈；,这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。,2024/9/30,在一定条件下，无需外界帮助一经引发就能自动进展的反响。,一、自发反响,定义：,注意：,(1),一定条件指：一定的温度和压强不 一定是常温,外界帮助可以是如通电、光照等。,(2)一经引发指能自发进展化学反响但要自发反响需在恰当条件下才能实现.,说明反响有像某个方向发生的,趋势但不一定实际发生,(1)钠与水反响：,2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH+H2(g),H=368 kJ/mol,(2),铁生锈：,3Fe(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=571.6kJ/mol,共同点放热反响H0,一、反响焓变与反响方向,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)，这一经历规律就是能量判据。,能量判据又称焓判据，即H0(放热)的反响有利于反响自发进展，焓判据是判断化学反响进展方向的判据之一。,自发反响一定要H O？,N,2,O,5,分解：,2N,2,O,5,(g),4NO,2,(g)+O,2,(g),H=+56.7kJ/mol,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,这些反响也能自发进展,实验事实,H O有利于反响自发进展，自发反响不一定要H S(l)S(s),水的不同聚集状态的混乱程度,【,结论,】,对于同一种物质：,S,(g),S,(l),S,(s),混乱度越大，熵值越大,4.反响的熵变S：化学反响存在着熵变。反响熵变 S表示 对于确定的化学反响，在一定条件下具有确定的熵变。S=S反响产物-S反响物,5.熵增加的反响：S 0,产生气体的反响,气体的物质的量增加的反响等,3.熵增加过程：固体溶解、物质如水的汽化、墨水的扩散、气体的扩散等。,根据下表的数据答复以下问题：1.熵增反响一定能自发进展吗？2.能自发进展的反响一定是熵增加反响吗？3.熵变对反响方向有什么影响？,事实证明,熵增加有利于反响的自发进展。许多熵增加的反响在常温、常压下可以自发进展,如：,有些熵增加的反响在常温、常压下不能自发进展，但在较高温度下可以自发进展，如：,2H,2,O,2,(aq)=2H,2,O(l)+O,2,(g),-1,.K,-1,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g),-1,.K,-1,C(s,石墨,)+H,2,O(g)=CO(g)+H,2,(g),-1,.K,-1,事实上有些熵减小的反响在一定条件下,也可以自发进展。,如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s),S=39.35Jmol-1K-1,结论：,S O有利于反响自发进展，,自发反响不一定要S O,熵变是反响能否自发进展一个 因素,但不是惟一因素。,三、焓变与熵变对反响方向的共同影响,研究说明，在温度、压强一定的条件下，化学反响是反响的焓变和熵变共同影响的结果。反响方向的判据：,HT S 0 反响不能自发进展,H,T,S,这个判据用文字表述为:在温度、压强一定的条件下，自发反响总是向H-TS 0的方向进展，直至到达平衡状态。,温度与反响方向的关系如以下图,拓展视野,结论,1、H0，S0的反响一定能自发进展；,2、H0，S0的反响一定不能自发进展；,3、当反响的焓变和熵变影响相反时，如果二者大小相差悬殊，某一因素可能占主导地位。,4、如果反响的焓变和熵变影响相反且相差不大时，温度有可能对反响的方向起决定性作用。,阅读：,P,39,1、HT S0 只能用于一定温度一定压强条件下,2、HT S0这个判据指出是在温度压强一定的条件下反响自发进展的可能性，并不能说明该条件下可能自发进展的反响能否实际发生。,追根寻源,P,39,1、自发进展的反响一定是 ,A、吸热反响；B、放热反响；,C、熵增加反响；D、熵增加或者放热反响。,D,2、以下关于判断过程的方向的说法正确的选项是,A.所有自发进展的化学反响都是放热反响,B.硝酸铵溶于水是吸热过程，所以是非自发的过程,C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程,D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值一样,C,3、25时、1.01105Pa时，反响2N2O5g=4NO2g+O2gH=+56.76kJ/mol自发进展的原因是 ,A、是吸热反响 B、是放热反响,C、是熵减小的反响 D、熵增大的效应大于能量效应,4、对于化学反响能否自发进展，以下说法中错误的选项是 ,A、假设H0，S0，任何温度下都能自发进展,B、假设H0，S0，任何温度下都不能自发进展,C、假设H0，S0，低温时可自发进展,D、假设H0，S0，低温时可自发进展,D,C,处理汽车尾气的反响：,2NOg+2COg=N2g+2CO2g,，298K、101KPa下，该反响H=-113.0 KJmol-1，S=-143.5 Jmol-1K-1,G=H-TS=-69.68 KJmol-1 0,因此,室温下反响能自发进展,这一方案是可行。,5、：氯化铵分解反响的H(298 K)=176.4 kJmol1 S(298 K)=284.3 Jmol1K1通过计算判断此反响在室温下能否自发进展并粗略计算此反响能自发进展的最低温度。,