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第2章 化学反应的方向、限度与速率,第1节 化学反应的方向,我们生活中越来越多的汽车带来的大气污染，有人设想让CO与NO反应产生两种无毒的气体，其中一种是空气的主要成分之一，写出此反应的化学方程式,2CO+2NO=2CO2+N2,自然界中有许多自然而然发生的现象，那么是否所有的化学反应都能够自发进行呢？,自发过程 在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。,【探究】 探究以下自发过程中有哪些共同的变化趋势 （1）自然界中水总是从高处往低处流； （2）电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； （3）水蒸气冷凝成水,共同点：高能向低能转化,观察下列几个自发反应，找出它们的共同之处 （1）钠与水反应 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) H=368 kJ/mol (2)铁生锈：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) H=824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol,共同点： H0 焓减小 放热反应,一、焓变与反应方向,焓减小有利于反应自发进行,结论: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,探讨固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠与蔗都能溶于水，它们溶解的过程与焓变有关么？这些过程的共同特点是什么？是什么因素决定它们能自发进行？,二 、熵与反应方向 1、熵（S）:描述体系混乱度的物理量 单位：Jmol-1K-1,2、大小判据： （1）物质的混乱度：体系混乱度越大，熵值越大； （2）同一条件：不同物质的熵值不同； （3）物质的存在状态：S(g) S(l) S(s),69.9Jmol-1K-1,47.9Jmol-1K-1,188.7Jmol-1K-1,三种状态下水的熵,冰 水 水蒸气,3、反应熵变 （1）符号：S ( 2 )表达式:S = S总和(生成物) S总和(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，S0,熵减小反应,火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化？,熵增加(即S 0 )有利于反应自发进行。,从混乱度角度分析它们为什么可以自发？,【思考与交流】,【归纳与总结】,自发过程的体系趋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,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.4Jmol-1K-1,【思考与交流】,熵变是反应能否自发进行一个因素, 但也不是唯一因素。,化学反应的最终判据到底是什么呢？,三、焓变与熵变对反应方向的共同影响,1.判据：H-TS H-TS 0 反应正向不能自发,总结,一定为负,任何温度都自发,一定为正,任何温度都非自发,高温为正 低温为负,低温自发 高温非自发,高温为负 低温为正,高温自发 低温非自发,2、使用判据应注意的问题： （1）判断反应的自发性要结合H和S， 利用H-TS （2）条件是一定温度、压强下 （3）反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，但这个反应到底能不能发生，还要涉及反应限度和反应速率问题。,影响因素：,小结,焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发,规律方法总结,自发反应中的焓变和熵变的关系,1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自发进行 2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定不能自发进行 3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位 4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可能对反应的方向起决定性作用 5、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。,【课堂测试】,1 下列过程是非自发的是（ ） 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。 2 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、其分解是吸热反应，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。,D,A,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的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； 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。 4、自发进行的反应一定是（ ） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。,C,D,5、250C和1.01105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）； H=56.76kJ/mol，自发进行的原因是（ ） A、是吸热反应； B、是放热反应； C、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应。,D,6、下列说法不正确的是（ ） A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应都是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关,C,
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