1、第四節(jié)化學反應進行的方向講義化學反應進行的快慢化學反應的限度化學反應進行的方向化學反應速率化學平衡 ?化學反應原理的組成部分 自發(fā)反應：在一定條件下, 不需外界幫助就能自動 進行的反應，稱為自發(fā)反應。自發(fā)過程：在一定條件下,不借助外部力量就能 自動進行的過程。清識知單自然界中水總是從高處往低處流；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；室溫下冰塊自動融化；墨水擴散；食鹽溶解于水；火柴棒散落等。思與題問考 這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性其中是否蘊藏了一定的科學原理？能量由高到低下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應能自發(fā)進行的主要原因嗎？C3H8(

2、g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1 道知你嗎共同特點：H O 即放熱反應放熱反應使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，H O 有利于反應自發(fā)進行清識知單1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應H0日常生活中長期積累的經驗而總結得到一條經驗規(guī)律能量判據(jù)（焓判

3、據(jù)）體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時體系會對外做功或者釋放熱量即H 0）。思考：是不是所有自發(fā)進行的化學 反應都是放熱的？思與題問考結論：H O有利于反應自發(fā)進行， 但自發(fā)反應不一定要H O2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)焓變只是反應能否自發(fā)進行的一個因素,但不是惟一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應方向是不全面的。思與察觀考H O有序混亂討與流交論2、反應熵變與反應方向為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的高低無關的過程的

4、自發(fā)性，提出了在自然界還存在著另一種能夠推動體系變化的因素（1）、在密閉條件下，體系由有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序的傾向稱為熵。用熵來描述體系的混亂（或無序）的程度（2）、符號用S表示。單位：Jmol-1 k-1 （3）、熵值越大，體系混亂度越大。同一物質，S（g）S（l）S（s）。1、同一物質氣態(tài)時熵值最大，液態(tài)較小，固態(tài)時最小。2、固體的溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程。3、反應過程中氣體物質的量增加的反應。導致混亂度增加的一些因素清識知單（4）、熵變和熵增原理熵變（S）化學反應中要發(fā)生物質的變化或物質狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。 熵變: S = S(生成物)S(反應物) 產生氣體的反應、氣體

5、物質的物質的量增大的反應，熵變通常都是正值（ S 0），為熵增加反應。在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增大，這個原理叫做熵增原理。該原理是用來判斷過程的方向的又一個因素，又稱為熵判據(jù)。判斷下列過程的熵變大于零還是小于零H2O(s)H2O(l)H2O(g) NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq) N2(g)+3H2（g）= 2NH3(g) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 大于零小于零大于零大于零思考交流： 根據(jù)你已有的知識和經驗,分析下列過程的焓 變、熵變與反應方向 焓變 熵變 能否自發(fā)NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) NH4Cl(s) = NH

6、3(g)+ HCl(g) NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g) 加熱反應能否自發(fā)還與溫度有關要正確判斷一個化學反應能否自發(fā)進行,必須綜合考慮反應的焓變H和熵變S 0 0 0 不能 0 0 能 G=H-TS3.自由能變化G自由能變化G綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響當G0時，反應為非自發(fā)反應視學科野HS2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)H = -78.03 kJmol-1S = +494.4 Jmol-1K-1CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)H = +110.5 kJmol-1S = -89.36 Jmol-1K-1判斷下列反應能否自發(fā)進行4Fe(OH)2

7、(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H = -444.3kJmol-1S = -280.1 Jmol-1K-1H (298K)= +178.2 kJmol-1S (298K)= +169.6 Jmol-1K-1CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)1反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能確定反應是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實現(xiàn)?！咀⒁狻?在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結果。例如水泵可以把水從低水位升至高

8、水位；高溫高壓下可以是石墨轉化為金剛石，實現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質仍然是非自發(fā)性的。影響因素：化學反應的方向 反應焓變 反應熵變共同影響吸熱放熱熵增熵減焓減小有利于反應自發(fā)，熵增大有利于反應自發(fā)結總識知溫度【課堂達標測試】1、下列過程是非自發(fā)的是（ ）A、水由高處向低處流； B、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹； D、室溫下水結成冰。D2、下列說法正確的是（ ）A、凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于吸熱反應都是非自發(fā)的；B、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或不變；C、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)；D、自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)。3、自發(fā)進行的反應一定是（ ）A

9、、吸熱反應； B、放熱反應；C、熵增加反應； D、熵增加或者放熱反應。CD4、下列說法不正確的是（ ）A. 焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關的因素，多數(shù)的能自發(fā)進行的反應都是放熱反應。B. 在同一條件下不同物質有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。C. 一個反應能否自發(fā)進行取決于該反應放熱還是吸熱D. 一個反應能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同影響有關C5、以下自發(fā)反應可用能量判據(jù)來解釋的是( )A、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；H=+56.7kJ/molC、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/molDD6、下列反應中，熵減小的是（ ）A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)C. MgCO3(s)MgO(