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,*,化学反应的方向,学习目标：,以自发过程为引导来认识化学中的自发反应，循着焓判据,熵判据,综合判据的路径来认识自发反应的方向,高山流水,冰雪融化,花开花谢,墨水滴入水中,气体的扩散,固体的溶解,一,.,自发过程和非自发过程,自发过程：,自然界中水总是从高处往地处流；,电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；,室温下冰块自动融化；,墨水扩散；,食盐溶解于水。,自发反应：,镁条燃烧：,2Mg(s)+O,2,(g)=2MgO(s),酸碱中和：,H,+,+OH,-,=H,2,O,铁器暴露在潮湿空气中会生锈：,4Fe(s)+3O,2,(g)=2Fe,2,O,3,(s),甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧：,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(g),自发过程：,在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。,自发反应：,在一定温度、压强下，不借助,(,光、电能等）外部力量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。,【,探究,】,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。,自然,界中水总是从高处往低处流；,电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；,室温下冰块自动融化；,观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处,(1)2Na(s)+2H,2,O(l)=2NaOH(aq)+H,2,(g)H=,368 kJ/mol,(2)4Fe(s)+3O,2,(g)=2Fe,2,O,3,(s),H=,1648 kJ/mol,(3)2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l)H=,571.6kJ/mol,共同点,:H0,，放热反应，高能向低能转化。,共同点：高能向低能转化。,【,探究,】,探究自发过程中有哪些变化趋势。,NH,4,HCO,3,(s)+CH,3,COOH(aq)=CH,3,COONH,4,(aq)+CO,2,(g)+H,2,O(l),H,=+37.3kJ/mol,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g),H,=+178.2kJ/mol,2NaHCO,3,(s)=Na,2,CO,3,(s)+CO,2,(g)+H,2,O(g),H,=+126.1kJ/mol,以下反应在一定条件下也可以自发进行,二、反应焓变与反应方向,：,1,、,多数,能自发进行的化学反应是放热反应（即,H0,），,H0,）也能自发进行。,思：,CaCO,3,=CaO+CO,2,常温能自发吗？,在高温条件下呢？,3,、一些不能自发进行的吸热反应在较高温度下也能自发进行。,4.,反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。,P36,一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？,如果没有法律的制约，世界会怎样？,下课铃一响教室里会怎样？,你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？,克劳修斯,（,德国）,熵,S,有序无序,混乱度增大,三、熵（,S,）：,1.,描述大量微观粒子组成体系的混乱度的 物理量,2.,符号：,S,单位：,Jmol,-1,K,-1,3.,大小判断：,体系混乱度越大，熵值越大,同一条件：不同物质的熵值不同；,同,P,、,T,下，同一物质：,S(g,),S(l,),S(s,),。,CH,4,O,2,CO,2,H,2,NH,3,186.15,205.03,214,130,192,H,2,O(l),HNO,3,(l),Br,2,(l),69.9,156,152,NaCl,Fe,金刚石,SiO,2,CuO,72.1,27.3,2.4,41.84,42.7,标准状况下：,1mol,不同物质的熵,S,(Jmol,-1,K,-1,),69.9Jmol,-1,K,-1,47.9Jmol,-1,K,-1,188.7Jmol,-1,K,-1,S,(g,),S,(l,),S,(s,),三种状态下水的熵,冰 水 水蒸气,4.,反应熵变,:,反应产物的总熵与反应物总熵之差,(1),符号：,S,(2),表达式,:,S=,S(,生成物,),S,(,反应物,),(3),正负判断：,气体体积增大的反应，,S0,熵增加反应,气体体积减小的反应，,S O,【,探究,】,下列自发过程熵变的共同特点？,1.,多数自发反应是熵增加的反应，即,S 0,，,熵增加有利于反应自发进行。,2.,熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。,5.,反应熵变与反应方向,能自发进行的反应一定是熵增加的反应吗？,P37,总结：自发过程的两大变化趋势：,（,1,）能量趋于减小,(,焓减）,（,2,）混乱度趋于增大（熵增）,练习：,1.,已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：,C(,石墨，,s)+O,2,（,g,）,=CO,2,(g),H,=-393.5kJ/mol,C(,金刚石，,s)+O,2,(g),=CO,2,(g),H,=-395.4kJ/mol,关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（）,A.,石墨转化为金刚石是自发进行的过程,B.,金刚石转化为石墨是自发进行的过程,C.,石墨比金刚石能量低,D.,金刚石比石墨能量低,BC,2.,下列过程属于熵增加的是（）,A.,固体的溶解过程,B.,气体扩散过程,C.,水蒸气变为液态水,D.CO(g)+2H,2,(g)=CH,3,OH(g),3.,下列说法中，正确的是（）,A.,自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变,B.,自发反应在恰当条件下才能实现,C.,自发反应在任何条件下均能实现,D.,同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同,AB,B,H-TS0,即,:,在温度、压强一定的条件下，,研究表明：,T,、,P,一定，反应焓变和熵变共同影响反应方向。反应方向的判据为,。,H-TS,反应能自发进行,反应不能自发进行,反应达到平衡状态,自发反应总是,三、化学反应自发进行的方向,向,H-TS0,的方向，直至达到平衡状态。,例题：,汽车尾气处理反应：已知,298K,、,100KPa,2NO(g)+2CO(g)=N,2,(g)+2CO(g)H=-746.8KJ/mol,S=-197.5J.mol,-1,.K,-1,试判断该反应在室温下能否自发？,解：已知：,T=298K H=-746.8KJ/mol,S=-197.5 J.mol,-1,.K,-1,据：,H-TS=,-746.8KJ/mol-298K(-197.510,-3,KJ.mol,-1,.K,-1,),=-687.9,KJ/mol0,知 该反应在室温下能自发。,焓变,熵变,化学反应能否自发进行,H,0,S,0,H,0,S,0,H,0,S,0,H,0,S,0,自发,不自发,低温自发,高温自发,总结：,1.,下列说法完全正确的是,(),A.,放热反应均是自发反应,B.S,为正值的反应均是自发反应,C.,物质的量增加的反应，,S,为正值,D.,如果,H,和,S,均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行,D,2.,某反应,AB(g,)=C(g)+3D(g),在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的,H,、,S,应为,(,),A.H 0,B.H 0,，,S 0,，,S 0,D.H 0,，,S 0,C,