高中化学选修4第二章-第四节

第四节化学反应进行的方向学习目标1.了解自发过程和化学反应的自发性2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。•有关化学反应进行的、和是化学反应原理的三个重要组成部分。科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“”和由“”变为“”的自然现象，提出了相互关联的判据和判据，为最终解决上述问题提供了必要的依据。方向快慢限度最低有序无序焓熵列举：你所知的常见的自发过程和自发反应①自然界中的水由高处往低处流。②自由落体运动③铁器暴露于潮湿的空气中会生锈△H＜0④NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H＜0⑤CaO(s)+H2O(l)==Ca(OH)2(aq)△H＜0体系从高能状态→低能状态特点：特点：放热反应一、自发过程和自发反应1.自发过程(1)含义外力自动进行在一定条件下，不用借助于____就可以________的过程。(2)特点高能无序①体系趋于从_____状态转变为______状态(体系对外部_______或者_______热量)。②在密闭条件下，体系有从_____自发转变为_____的倾向。低能做功释放有序2.自发反应自发在给定的一组条件下，可以_____地进行到显著程度的化学反应。讨论：是否可以根据一个反应的焓变来判断反应进行的方向？即：当△H＜0时该反应自发进行？不能结论：用焓判据判断化学反应进行的方向存在局限性。⑧N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)△H＜0下列反应可以自发进行：⑥2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)△H＞0⑦（NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g)△H＞0说明：有些吸热反应也可以自发进行，有些放热反应不能自发进行。如：在自然界中还存在着一些与能量状态的高低无关的自发进行的过程：•气温升高，冰雪自动融化。•硝酸铵溶于水•十里桂花香•酒香不怕巷子深思考：是什么因素推动体系变化呢？在密闭条件下，体系有从有序自发地转化为无序的倾向，与有序体系相比，无序体系“更加稳定”。二、化学反应进行方向的判据1.焓判据焓变放热反应过程中体系能量，具有自发进行的倾向，因此可用______来判断反应进行的方向。2.熵判据降低(1)熵：用来度量体系程度的物理量，熵值越大，程度越大，符号为，单位：“J·mol－1·K－1”。(2)熵值大小的比较：同一种物质不同状态时熵值大小为：S(g)S(l)S(s)。混乱混乱S(3)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵，即熵变(符号ΔS)零。(4)熵判据：体系有自发地向混乱度(即)的方向转变的倾向，因此可用来判断反应进行的方向。增加大于增大熵增加熵变思考：如果一个反应的熵变大于零，该反应是否一定自发进行？不一定。自发反应与熵变的关系结论熵判据2H2O2(aq)2H2O(l)＋O2(g)NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)CaCO3(s)高温CaO(s)＋CO2(g)2NaOH(aq)＋CO2(g)Na2CO3(aq)＋H2O(l)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。许多熵增的反应在常温、常压下可以自发进行。有些熵增的反应在常温、常压下不能自发进行常温常压下熵减的反应也可以自发进行3.复合判据焓判据熵判据焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，_______和_______组合成的复合判据将更适合于所有的过程。热的熵的反应一定能自发进行。气体分子总数增多的反应，一般都是的反应。是否一定会发生发生的速率二、大量事实告诉我们，过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程和过程。注意一、在讨论过程的方向问题时，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（输入能量），就可能出现相反的结果。如用水泵从低处抽水、高温时石灰石分解等。放增加熵增已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为△G=ΔH－TΔSΔH－TΔS0反应能正向自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到化学平衡ΔH－TΔS0反应不能自发进行A.高于409KB.低于136KC.高于136K而低于409KD.低于409KA设反应A(s)＝D(g)＋E(g)，ΔH－TΔS＝(－4500＋11T)J/mol，要防止反应发生，温度必须（）名师点拨：要防止反应发生，需满足ΔH－TΔS0，解不等式－4500＋11T0，得T409K。利用自由能判断化学反应进行的方向自发反应与非自发反应的理解【例1】下列关于反应的说法正确的是()。A.凡是放热反应都是自发的，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C判断化学反应进行的方向【例2】已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为ΔH－TΔS0反应能正向自发进行ΔH－TΔS＝0反应达到化学平衡ΔH－TΔS0反应不能自发进行A.高于409KB.低于136KC.高于136K而低于409KD.低于409KA设反应A(s)＝D(g)＋E(g)，ΔH－TΔS＝(－4500＋11T)J/mol，要防止反应发生，温度必须（）名师点拨：要防止反应发生，需满足ΔH－TΔS0，解不等式－4500＋11T0，得T409K。例3.下列关于ΔH－TΔS说法中正确的是（）A.ΔH－TΔS可用于判断所有条件下的反应能否自发进行B.ΔH－TΔS只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行C.ΔH－TΔS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行D.ΔH－TΔS＜0的反应，在该条件下一定剧烈反应C解析：ΔH－TΔS这个判据只能用于一定温度和压强条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应，所以选项A、B都不正确，C正确。ΔH－TΔS＜0能判定反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，不能说明反应是否剧烈，所以D错。DA.吸热反应B.放热反应C.熵增加的反应D.熵减少且吸热的反应1.自发进行的反应不可能．．．是()。2.下列关于判断过程的方向的说法正确的是()。A.所有自发进行的化学反应都是放热反应B.高温高压下使石墨转化为金刚石是自发的化学反应C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据适合所有的过程D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同C3.对于化学反应方向的确定，下列说法中正确的是()。A.放热的熵减小的反应一定能自发进行B.熵因素决定正反应能否发生，焓因素决定逆反应能否发生C.化学反应能否发生的唯一判据是焓变D.固体的溶解、参与反应的过程与熵变有关D返回