關于化學反應進行的方向精品第一頁，共五十三頁，2022年，8月28日研究化學反應進行的快慢研究化學反應進行的程度研究化學反應能否發(fā)生的問題----化學反應速率問題----化學平衡問題----化學反應進行的方向化學反應原理第二頁，共五十三頁，2022年，8月28日④火柴棒散落①水往低處流②鎂條燃燒③酸堿中和⑤墨水擴散第三頁，共五十三頁，2022年，8月28日花開花謝第四頁，共五十三頁，2022年，8月28日①自然界中水總是從高處往低處流；②墨水擴散，食鹽溶解于水如何判斷一個過程，一個反應能否自發(fā)進行？1、生活中的自發(fā)過程④生活中電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動，其反方向也不會自動進行；③生活中一般在室溫下，冰塊會融化；鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒，這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。第五頁，共五十三頁，2022年，8月28日化學反應的方向1.自發(fā)過程:在一定條件下不需外力作用就能自動進行的過程.

自發(fā)過程的特征：有明確的方向性，具有做功的本領。要逆轉必須借助外界做功。2.非自發(fā)過程：在一定條件下，需要外界做功才能進行的過程。3.自發(fā)反應:在一定條件下無需外界幫助就能自動進行的反應.第六頁，共五十三頁，2022年，8月28日自發(fā)過程：在一定條件下，不需要外力作用就能自動進行的過程；非自發(fā)過程：在一定條件下，需持續(xù)借助人為

作用才能進行的過程。

一、自發(fā)過程與非自發(fā)過程點燃2H2+O2==2H20NaOH+HCl=NaCl+H2O通電2H2O==2H2+O2自發(fā)反應：在給定的一組條件下，一個反應可以自發(fā)地進行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應。第七頁，共五十三頁，2022年，8月28日說明：(1)自然界中水由高處往低處流是自發(fā)過程，其逆過程就是非自發(fā)過程，甲烷與氧氣混合遇火就燃燒是自發(fā)反應，其逆向是非自發(fā)反應。

(2)自發(fā)過程和自發(fā)反應可被利用來完成有用功。如向下流動的水可推動機器，甲烷燃燒可在內燃機中被利用來做功，可將氫氣燃燒反應設計成燃燒電池等。

(3)非自發(fā)過程要想發(fā)生，則必須對它做功，如利用水泵可將水從低處流向高處，通電可將水分解生成氫氣和氧氣。第八頁，共五十三頁，2022年，8月28日(4)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。如水泵可以把水從低水位升至高水位；用高溫可使石灰石分解。實現(xiàn)后者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。(5)反應的自發(fā)性也受外界條件的影響。如常溫下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自發(fā)性的，但在1273K時，這一反應就是自發(fā)的反應。第九頁，共五十三頁，2022年，8月28日注意：1.自發(fā)過程是一種傾向，不一定發(fā)生。

例如：綁緊口的氣球里面的氣體和沒綁口的氣球里面的氣體都有自發(fā)混合到大氣里面的傾向，但是只有沒綁口的氣球里面的氣體能夠混合到大氣中。2、過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程發(fā)生的速率。如鋼制器件腐蝕、酸堿中和等例子。

3、反應的自發(fā)性也受外界條件的影響。如石灰石分解，常溫下是非自發(fā)的，但在1273K時是自發(fā)的反應。第十頁，共五十三頁，2022年，8月28日知道了某過程有自發(fā)性之后，則可判斷出過程的方向可確定過程是否一定會發(fā)生可預測過程發(fā)生完成的快慢可判斷過程的熱效應A練習：第十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日2、放熱的自發(fā)反應(1)甲烷燃燒：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

△H=-802.3kJ/mol(2)鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)

△H=-824kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol(3)Fe(OH)2：4Fe(OH)2+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3

;

△H<0NH3+HCl=NH4Cl

△H<0共同點—放熱反應△H＜0第十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日3、吸熱的自發(fā)過程(1)室溫下冰塊的融化；硝酸鹽類的溶解等都是自發(fā)的吸熱過程。(2)N2O5分解：2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；

△H=+56.7kJ/mol(3)碳銨的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9kJ/mol4、既不吸熱也不放熱的自發(fā)過程兩種理想氣體的混合等第十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日練習：判斷自發(fā)與非自發(fā)（室溫下）（1）打開活塞，分液漏斗中的水流進燒杯

（2）鎂帶燃燒

（3）氫氣燃燒

（4）水分解成H2和O2過程

自發(fā)自發(fā)自發(fā)非自發(fā)第十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日判斷化學反應方向的依據(jù)思考：高山流水為什么是自發(fā)過程？對于化學反應，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～△H﹤0）因此：反應的焓變是制約化學反應是否自發(fā)進行的因素之一。第十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應△H＜0二.反應方向的焓判據(jù)：第十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日反應焓變與反應方向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～△H﹤0）。多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應，如常溫、常壓下，氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵的反應是自發(fā)的，反應放熱∶

4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)；△H=－444.3KJ/mol

一、能量判據(jù)第十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日

1.焓判據(jù)：自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，這一經(jīng)驗規(guī)律就是焓判據(jù)，是判斷化學反應進行方向的判據(jù)之一。二、焓判據(jù)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。第十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應，如常溫、常壓下，氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵的反應是自發(fā)的，反應放熱∶

4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)；△H=－444.3KJ/mol

自發(fā)過程的變化趨勢之一：能量趨于降低第十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日但是，有不少吸熱反應也能自發(fā)進行，

如∶NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)

+CH3COONH4（aq）+H2O（l）；

△H（298K）=＋37.3KJ/mol

還有一些吸熱反應在室溫條件下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下則能自發(fā)進行，如在室溫下吸熱反應的碳酸鈣分解反應不能自發(fā)進行，但同樣是這個吸熱反應在較高溫度（1200K）下則能自發(fā)進行。放熱反應過程中體系能量降低,因此具有自發(fā)進行的傾向,-------

焓（△H）判據(jù)第二十頁，共五十三頁，2022年，8月28日由此可見運用能量判據(jù)主要依據(jù)反應焓變，而焓變（△H）的確是一個與反應能否自發(fā)進行的因素，但不是決定反應能否自發(fā)進行的唯一因素。第二十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日小結:焓變作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)：若△H<0，正向反應能自發(fā)進行；若△H>0，正向反應不能自發(fā)進行，而逆向反應能自發(fā)進行。第二十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日克勞修斯

（德國）

熵S第二十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日火柴棒散落墨水擴散由有序變?yōu)闊o序同一種物質，其氣態(tài)時會通過分子的擴散自發(fā)形成均勻的混合物硝酸銨溶于水要吸熱，但它能自發(fā)向水中擴散為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的高低無關的過程的自發(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→熵第二十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日墨水滴入水中氣體的擴散第二十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日固體的溶解第二十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日墨水、氣體擴散，固體的溶解一副嶄新的撲克牌被洗過后會怎樣？如果沒有法律的制約，世界會怎樣？下課鈴一響教室里會怎樣？你能發(fā)現(xiàn)這些看似不相干的事件之間的聯(lián)系嗎？第二十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日反應熵變與反應方向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。2、符號用S表示。單位：J/(mol·K)或

J·mol-1·K-13、體系混亂度越大,熵值越大.同一物質，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。反應前后，體系中n（氣）越多，S越大。例：2NH3(g)=N2(g)+H2(g)

4、熵變：△S=S(生成物總)+S(反應物總)二、熵判據(jù)第二十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日69.9Jmol-1K-147.9Jmol-1K-1188.7Jmol-1K-1S(g)>S(l)>S(s)三種狀態(tài)下水的熵

冰水水蒸氣第二十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日4、熵變和熵增原理（1）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?！鱏=S生成物－S反應物

產(chǎn)生氣體的反應、氣體物質的物質的量增大的反應，熵變通常都是正值（△S＞0），為熵增加的反應。許多熵增反應在常溫常壓下能自發(fā)進行，有些在室溫條件下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下則能自發(fā)進行。（2）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)。第三十頁，共五十三頁，2022年，8月28日自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)推論：△S>O有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不一定要△S>O結論：熵變是反應能否自發(fā)進行的一個因素,但不是惟一因素。

第三十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日特點：體系趨于（1）高能低能即△H<O（2）有序變無序（即混亂程度增大）△S>O結論：△H<O放熱反應，△S>O熵增反應均具有自發(fā)進行的傾向，即反應有可能發(fā)生。第三十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日

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思考交流第三十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日5、焓判據(jù)和熵判據(jù)的應用1、由焓判據(jù)知∶放熱過程（△H﹤0）常常是容易自發(fā)進行；2、由熵判據(jù)知∶若干熵增加（△S﹥0）的過程是自發(fā)的；

-10℃的液態(tài)水能自動結冰成為固態(tài)、鋁熱反應是熵減反應，它在一定條件下也可自發(fā)進行。因此熵判據(jù)判斷過程的方向也是不全面的3、很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)去判斷同一個反應，可能會出現(xiàn)相反的判斷結果，所以我們應兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)（以焓變?yōu)榛A）和熵判據(jù)組合成的復合判據(jù)－自由能將更適合于所有的反應過程。第三十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日美國物理化學家吉布斯自由能G第三十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日三、焓變與熵變對反應方向的共同影響∶（復合判據(jù)----自由能變化△Ｇ）在一定條件下，一個化學反應能否自發(fā)進行，既可能與反應焓變（△H）有關，又可能與反應熵變（△S）有關。在溫度、壓強一定的條件下，我們要判別化學反應的方向要考慮△H、△S共同影響的結果。反應焓變(能量判據(jù))反應方向反應熵變(熵判據(jù))

（復合判據(jù)----自由能變化△Ｇ）復合判據(jù)第三十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日1、體系自由能變化（符號?G，單位為kJ/mol）綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響：?G=?H—T?S

這是恒溫恒壓下判斷化學反應自發(fā)進行的判據(jù)，它不僅與焓變和熵變有關，還與溫度有關，由上述關系式可推知：2、反應進行方向的判斷方法：?G=?H—T?S<0(即?H<0,?S>0)的反應能自發(fā)進行。?G=?H—T?S=0反應達到平衡狀態(tài)?G=?H—T?S>0(即?H>0,?S<0)反應不能自發(fā)進行。第三十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日△H△S第三十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日當?H>0,?S>0,或?H<0,?S<0時,反應是否自發(fā)進行與溫度有關，一般低溫時焓變影響為主，高溫時，熵變影響為主，而溫度影響的大小要?H、?S的具體數(shù)值而定。3、過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(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)。第三十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日4、吉布斯自由能判斷反應自發(fā)進行的方向

△G=△H-T△SNH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)△H＜0△S<0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0△S>0判斷這兩個反應什么條件下自發(fā)進行低溫可行高溫可行第四十頁，共五十三頁，2022年，8月28日影響因素：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)溫度課堂小結第四十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日典例剖析∶例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、室溫下水結成冰例2碳酸銨〔(NH4)2CO3〕在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是∶（）A、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大；B、其分解是因為外界給予了能量；C、其分解是吸熱反應，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。DA第四十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日3、下列說法正確的是∶（）A、放熱反應一定是自發(fā)進行的反應；B、吸熱反應一定是非自發(fā)進行的；C、自發(fā)進行的反應一定容易發(fā)生；D、有些吸熱反應也能自發(fā)進行。4、250C和1.01×105Pa時，反應2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；△H=＋56.76kJ/mol，自發(fā)進行的原因是∶A、是吸熱反應；B、是放熱反應；C、是熵減少的反應；D、熵增大效應大于能量效應。DD第四十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日規(guī)律方法總結自發(fā)反應中的焓變和熵變的關系：1、放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程，如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵無明顯變化或增加的過程，如甲烷燃燒、氫氣和氯氣化合等。2、吸熱的自發(fā)過程是熵增加的過程，如冰的融化、硝酸銨溶于水等。3、無熱效應的自發(fā)過程是熵增加的過程，如兩種理想氣體的混合等。第四十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日例3：下列說法正確的是(

)A、凡是放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)性的B、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減小或不變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)。

C

解析：放熱反應常常是容易進行的過程，吸熱反應有些也是自發(fā)的；自發(fā)反應的熵不一定增大，可能減少，也可能不變。如Fe生銹、H2燃燒的過程是熵減小的過程，NH4NO3晶體溶于水，NH4HCO3分解是熵增的過程。H2和Cl2混合反應熵基本不變的過程。自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，是否能實現(xiàn)還要看具體的條件。第四十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日練習題：1、科學家根據(jù)體系存在著力圖使________________和_______________的自然現(xiàn)象，提出了相互關聯(lián)的________和_________，為最終解決上述問題提供了必要的理論根據(jù)。試分別舉一例_________________，___________。自身能量趨于“最低”“有序”變?yōu)椤盁o序”能量判據(jù)熵判據(jù)鐵在潮濕空氣中生銹硝酸銨溶于水2、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=+74.9kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/molD第四十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日3．下列說法中，正確的是()A．化學反應總是伴隨著能量變化的

B．能夠自發(fā)進行的反應不一定都是放熱反應

C．只有放熱反應才能夠自發(fā)進行

D．能夠自發(fā)進行的反應就一定能夠發(fā)生并完成4．下列物質中，熵值(S)最大的是()A．金剛石B．Cl2(l)C．I2(g)D．Cu(s)ABC第四十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日5．水在273K、1．01×105Pa時可轉化為固態(tài)，在373K時則又可轉化為氣態(tài)。若分別用S(g)、S(1)、S(s)表示水的氣、液、固三種狀態(tài)的熵值，則下列表達式中，正確的是()A．S(g)<S(1)<S(s)B．S(g)>S(1)>S(s)C．S(g)>S(1)=S(s)D．S(g)>S(s)>S(1)6、有關化學反應的說法，正確的是()A、自發(fā)反應都是放熱反應B、自發(fā)反應都是熵增大的反應C、自發(fā)反應一定