化学反应进行的方向

1第二章化学反应速率和化学平衡第四节化学反应进行的方向2化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应进行的方向——化学反应速率——化学平衡——?化学反应原理的组成部分3自发反应：在一定条件（温度、压强等）下不需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。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。一、自发过程的定义4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；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。思与题问考这些生活中的现象将向何方发展，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？能量由高到低5下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-822kJ·mol-14Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)△H=-1648.4kJ·mol-1H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-546.6kJ·mol-1放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△HO有利于反应自发进行二、能否自发进行的判据1、焓判据共同特点：△HO即放热反应61、焓判据反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应△H＜0二、能否自发进行的判据1、焓判据思考：是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？72NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)注意：焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。思与察观考△H﹥O结论：△HO有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△HO8两种理想气体的混合可顺利自发进行既不吸热也不放热的自发过程H2O2O2H22、熵判据9有序混乱讨与流交论101.气体扩散、火柴散落过程混乱度如何变化？2.从混乱度角度分析它为什么可以自发发生？（二）熵判据增大讨与流交论混乱度越大越稳定1.熵：混乱（或无序）的程度，符号为S；——体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大。2.熵判据：混乱度越大越稳定，△S0有利于反应自发进行。【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，也就是反应方向判断的熵判据111、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小.2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程.3、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应.导致体系熵增（△S＞0）的因素：清识知单【练习】下列反应中，在高温下不能自发进行的是D.CO(g)＝C(s)＋1/2O2B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D△S＞0△S＞0△S＞0△S＜012自发反应一定是熵增加的反应吗？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)-10。C的水会自动结冰熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。结论：△SO有利于反应自发进行，自发反应不一定要△SO13CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)这个反应能否自发进行？已知：△H(298K)=178.2KJ•mol,△S(298K)=169.6J•mol-1•K-1反应能否自发还与温度有关14△G＝△H－T·△S当△H＜0，△S＞0时，△G＜0反应自发进行；当△H＞0，△S＜0时，△G＞0反应不能自发进行；当△H＞0，△S＞0或△H＜0，△S＜0时，反应是否自发与温度有关。视学科野自由能变化：3、复合判据（自由能变化）152KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.03kJ·mol-1△S=494.4J·mol-1·K-1CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)△H=110.5kJ·mol-1△S=-89.36J·mol-1·K-1练习：判断下列反应能否自发进行不能能16△H(298K)=178.2kJ·mol-1△S(298K)=169.6J·mol-1·K-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△G＝△H－T·△S△G＜0，能17化学反应进行方向的判据１、能量判据(焓判据）：是判断化学反应进行方向的判据之一。2、熵判据：能量最低原理。熵增原理。是判断化学反应进行方向的另一判据。3、复合判据：能量判据结合熵判据。181．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。2．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。例如：石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。19【课堂达标测试】1.能用能量判据判断下列过程的方向的是（）A.水总是自发的由高处往低处流B.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大A202.已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式①C(金刚石、s)+O2(g)＝CO2(g)△H1＝－395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量低D.金刚石比石墨能量低AC213.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B224、在电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是：SiO2(s)＋4HF(aq)=SiF4(g)＋2H2O(g)ΔH(298.15K)＝－94.0kJ/molΔS(298.15K)＝－75.8J/(mol·K)设ΔH和ΔS不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。△G＝△H－T·△S＜023、下列反应中，熵减小的是（）A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D.2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)24、某化学反应其△H==—122kJ·mol-1，∆S==231J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行()A．在任何温度下都能自发进行B．在任何温度下都不能自发进行C．仅在高温下自发进行D．仅在低温下自发进行A