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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,*,*,*,1,、生活中的自发过程,(1),自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；,(2),生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动，其反方向也不会自动进行；,(3),生活中一般在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；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。,1,2,、放热的自发反应,(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：,3Fe(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,2,3,、吸热的自发过程,(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=+56.7kJ/mol,(3),碳铵的分解：,(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g);,H=+74.9 kJ/mol,4,、既不吸热也不放热的自发过程,两种理想气体的混合等,3,一、自发过程和自发反应,1,、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。,2,、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。,4,说明,：,(1),自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。,(2),自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器 ，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。,(3),非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。,5,二、化学反应进行方向的判据,1,、能量判据：自发过程的体系取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,),，这一经验规律就是能量判据。,2,、熵判据：自发过程的本质取向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是反应方向判断的熵判据。,说明：,(1),自发过程取向于最低能量状态的倾向,(,即能量判据,),；自发过程取向于最大混乱度的倾向,(,即熵判据,),6,(2),对于密闭体系，在恒压和不作其他功的条件下发生变化，吸收或放出的热量等于体系的焓的变化。,(3),在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。,(4),同一物质，在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。,7,3,、能量判据和熵判据的应用,(1),由能量判据知：放热过程常常是容易进行的。,(2),由熵判据知：若干熵增的过程是自发的。,(3),很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据,(,以焓变为基础,),和熵判据组合成的复合判据,(,吉布斯自由能变,G),将更适合于所有的过程。,(4),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会发生和过程发生的速率。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。,8,(5),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。如水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解。实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。,(6),反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的，但在,1273K,时，这一反应就是自发的反应。,9,例,1,：下列过程是非自发性的是,( ),A,、,水由高处向低处流,B,、,天然气的燃烧,C,、,铁在潮湿空气中生锈,D,、,室温下水结成冰,例,2,：碳铵,(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,、,碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系,的熵增大。,B,、,碳铵分解是因为外界给予了能量,C,、,碳铵分解是吸热反应，根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。,10,例,3,：下列说法正确的是,(,),A,、,凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是,非自发性的。,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。,解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应,有些也是自发的；自发反应的熵不一定增大 ，可能,减少，也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程,的方向，是否能实现还要看具体的条件。,11,规律方法总结,自发反应中的焓变和熵变的关系,1,、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、,氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，,如甲烷燃烧、氢气和氯气化合等。,2,、吸热的自发过程是熵增加的过程，如冰的融化、,硝酸铵溶于水等。,3,、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想,气体的混合等。,12,练习题：,1,、科学家根据体系存在着力图使,_,和,_,的自然现象，提出了相互关联的,_,和,_,，为最终解决上述问题提供了必要的理论根据。试分别举一例,_,，,_,。,自身能量趋于“最低”,“有序”,变为“无序”,能量判据,熵,判据,铁在,潮湿空气中生锈,硝酸铵溶于水,2,、以下自发反应可用能量判据来解释的是,( ),A,、,硝酸铵自发地溶于水,B,、,2N,2,O,5,(g)=4NO,2,(g)+O,2,(g),；,H=+56.7kJ/mol,C,、,(NH,4,),2,CO,3,(s)=NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g);,H=+74.9 kJ/mol,D,、,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l); H=-571.6 kJ/mol,D,13,3,、有关化学反应的说法，正确的是,( ),A,、,自发反应都是放热反应,B,、,自发反应都是熵增大的反应,C,、,自发反应一定能实现,D,、,非自发反应在一定条件下能实现,14,
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