1、第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢,化學(xué)反應(yīng)的限度,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,化學(xué)反應(yīng)速率,化學(xué)平衡, ?,生活中的自發(fā)過程,(1)自然界中水由高處往低處流，而不會(huì)自動(dòng)從低處往高處流；,(2) 鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹；這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。,這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因?yàn)樗鼈冇忻黠@的自發(fā)性其中是否蘊(yùn)藏了一定的科學(xué)原理？,化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程,(1)甲烷燃燒： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol,(2)鐵生銹： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol,(3)氫

2、氣和氧氣反應(yīng)： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol,共同點(diǎn) ?,E反 E生, H0,放熱反應(yīng),一、自發(fā)過程與焓判據(jù),1、自發(fā)過程：在一定條件下不需要外力作用就可以自動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)過程。,共同特點(diǎn)：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。,2、焓判據(jù)：自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時(shí)體系會(huì)對外部做功或釋放熱量)，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。,練習(xí)1,已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為： C(金剛石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H

3、2393.51kJ/mol 關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是 A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程 B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程C.石墨比金剛石能量低 D.金剛石比石墨能量低,A C,練習(xí)2,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(huì)發(fā)生 可預(yù)測過程發(fā)生完成的快慢 可判斷過程的熱效應(yīng),A,有些過程也是自發(fā)的，這當(dāng)中有的與物質(zhì)的能量高低無關(guān)，有的雖與能量高低有關(guān)，但用焓判據(jù)卻無法解釋清楚，例如：,兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行，無須借助外力。,N2O5分解： 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol,碳銨的分解：(N

4、H4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol,自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng),二、熵、熵增原理、熵判據(jù),1熵：在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，這種推動(dòng)體系變化的因素稱作熵。,2、熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理。是在用來判斷化學(xué)反應(yīng)方向時(shí)就稱為熵判據(jù)。,3同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)熵值大小：在氣態(tài)時(shí)熵最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。,體系混亂度有增加的傾向,三、焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用,焓判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最低能量狀態(tài)的傾向。,熵判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最大混亂度的傾向。,很多情況下，簡單地只用其中一個(gè)

5、判據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有的過程。,練習(xí)3,碳銨(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、碳銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大。 B、碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量 C、碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)焓判據(jù)不能自發(fā)分解 D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。,AC,練習(xí)4,下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是,D. CO(g)C(s)1/2O2,B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s),D,熵減,熵增,熵增,熵增,1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(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。 例如：金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時(shí)候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問題了。,注意,2在討論過程的方向時(shí)，指的是沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。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(jié)果。 例如：石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹?小結(jié),一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù),1焓判據(jù),2熵判據(jù),二、理解熵的含義和熵的變化,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?zé)o明顯變化或增加的過程，如金