1、化學反應的方向

1、高中化學高中化學 人教版人教版 選修選修4 4 第二章第二章 第四節(jié)第四節(jié) 化學反應進行的方向化學反應進行的方向光化學煙霧光化學煙霧視頻視頻汽車尾氣汽車尾氣:主要污染物主要污染物NO、CO人們提出通過以下反應來處理汽車尾氣。人們提出通過以下反應來處理汽車尾氣。2NO(g) + 2CO(g) = N2NO(g) + 2CO(g) = N2 2(g) + 2CO(g) + 2CO2 2(g)(g) 判斷這一方案是否可行？判斷這一方案是否可行？第四節(jié)第四節(jié) 化學反應進行的方向化學反應進行的方向聯(lián)系生活，列舉你身邊聯(lián)系生活，列舉你身邊的自發(fā)進行的例子的自發(fā)進行的例子自發(fā)過程：自發(fā)過程：一定條件一定條件

2、不需要外力作用不需要外力作用就就能夠自動進行的過程能夠自動進行的過程自發(fā)反應：自發(fā)反應：在一定溫度、壓強下，在一定溫度、壓強下，不借助不借助( (光、電能等）外部力量光、電能等）外部力量, ,一經(jīng)引發(fā)一經(jīng)引發(fā)就能進就能進行的化學反應行的化學反應(1)鈉與水反應： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mol (2)鐵生銹： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol (3)氫氣和氧氣反應： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol以上自發(fā)過程共同點以上自發(fā)過程共同點放熱反應即放熱反

3、應即 H H0 0化學反應中的自發(fā)過程化學反應中的自發(fā)過程一、焓判據(jù)焓判據(jù)（能量判據(jù)）（能量判據(jù)） H0的反應有自發(fā)進行的的反應有自發(fā)進行的傾向傾向； （體系趨向于從（體系趨向于從高能狀態(tài)高能狀態(tài)轉變?yōu)檗D變?yōu)榈湍軤顟B(tài)低能狀態(tài)）自發(fā)反應一定要自發(fā)反應一定要H 0H 0實驗實驗:Ba(OH)28H2O 和和NH4Cl結論：結論：只根據(jù)焓變來判斷反應進行的方向是不全面的。只根據(jù)焓變來判斷反應進行的方向是不全面的?；鸩癜羯⒙浠鸩癜羯⒙淙萑菀滓纵^較 難難水中滴入紅墨水水中滴入紅墨水1.熵熵（S） :用來量度用來量度混亂混亂(或無序或無序)程度的物理程度的物理量量，單位：單位：J.(mol.k)-1。二、

4、二、熵判據(jù)熵判據(jù)（熵增原理）（熵增原理）同一物質同一物質:S （ g ）S（ l ） S（ s ）相同狀況下，相同狀況下，不同分子原子數(shù)越多，不同分子原子數(shù)越多，熵值越大熵值越大2. 熵判據(jù)熵判據(jù)：S0的過程有的過程有自發(fā)進行的傾向自發(fā)進行的傾向S = S生成物 S反應物二、二、熵判據(jù)熵判據(jù)（熵增原理）（熵增原理）自發(fā)反應一定要自發(fā)反應一定要S 0 ？NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) S 0 探究活動探究活動2實驗：實驗： NH3與與HCl反應反應結論：結論：只根據(jù)熵變來判斷反應進行的方向也是不全面的。只根據(jù)熵變來判斷反應進行的方向也是不全面的。CaCO3(s) = CaO (s)

5、+CO2 (g)這個反應能否自發(fā)進行？這個反應能否自發(fā)進行？ 已知：已知： H(298K)=+178.2 KJmol-1 , S(298K)=+169.6 Jmol-1K-1常溫不反應，高溫自發(fā)反應常溫不反應，高溫自發(fā)反應與與溫度溫度有關有關思考交流思考交流 G=HT S三、三、復合判據(jù)復合判據(jù)（吉布斯自由能變化）（吉布斯自由能變化）G 0, 自發(fā)進行自發(fā)進行G G0 0，平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)G 0G 0，非自發(fā)進行，非自發(fā)進行注意：注意：為熱力學溫度，為熱力學溫度，單位為單位為K, K, 均為均為正值正值， =273+t, t=273+t, t為攝氏溫度。為攝氏溫度。P36科學視野科學視野溫度

6、對反應自發(fā)性的情況溫度對反應自發(fā)性的情況 類類型型HSH- -TS反應的自發(fā)性反應的自發(fā)性100200300400任何溫度都自發(fā)任何溫度都自發(fā)0任何溫度下都非自發(fā)任何溫度下都非自發(fā) 高溫高溫 0 低溫低溫0高溫高溫: :非自發(fā)非自發(fā)低溫：自發(fā)低溫：自發(fā) 高溫高溫0低溫低溫0高溫：自發(fā)高溫：自發(fā)低溫：非自發(fā)低溫：非自發(fā)0HSH 0S0高溫：自發(fā)高溫：自發(fā)S0自發(fā)自發(fā)H 0S 0非自發(fā)非自發(fā)H 0S 0低溫：自發(fā)低溫：自發(fā)人們提出通過以下反應來處理汽車尾氣。人們提出通過以下反應來處理汽車尾氣。2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 判斷這一方案是否可行？判斷這一方案是否

7、可行？ 已知室溫（已知室溫（298K、101KPa）下：）下：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) H = - 113.0 KJmol-1 S = -143.5 Jmol-1K-1 G =H-TH-TS S = - 69.68 KJ - 69.68 KJmolmol-1-1 0, 0 非自發(fā)非自發(fā)高溫高壓合成高溫高壓合成金剛石的儀器金剛石的儀器C（石墨）（石墨）= C（金剛石）（金剛石）已知室溫（已知室溫（298K、101KPa）下：）下： H=+1.9KJmol-1 2KJmol-1 S=-3.3 Jmol-1K-1 -310-3KJmol-1K-1 ？直接直接

8、 學以致用學以致用焓減小有利于反應自發(fā)，熵增大有利于反應自發(fā)焓減小有利于反應自發(fā)，熵增大有利于反應自發(fā)影響因素：影響因素：化學反應的方向化學反應的方向 反應焓變反應焓變 反應熵變反應熵變共同影響共同影響吸熱吸熱放熱放熱熵增熵增熵減熵減溫度溫度1 1、下列說法正確的是、下列說法正確的是（ ）A A、凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于吸熱反、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；應都是非自發(fā)的；B B、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一、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；定是熵減少或不變；C C、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)；、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)；D D、自發(fā)反應

9、在任何條件下都能實現(xiàn)。、自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)。C鞏固練習鞏固練習D 鞏固練習鞏固練習2下列過程屬于熵增加過程的是下列過程屬于熵增加過程的是()A一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)B高溫高壓條件下使石墨轉變成金剛石高溫高壓條件下使石墨轉變成金剛石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固態(tài)碘升華固態(tài)碘升華D 鞏固練習鞏固練習 3. 下列反應中，熵減小的是（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(s)CO2(g) D. 2CO

10、(g)2C(s)O2(g)C鞏固練習鞏固練習 4. 已知反應已知反應2C(g)=A(g)+2B(g) H0，下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A. 僅常溫下反應可以自發(fā)進行僅常溫下反應可以自發(fā)進行 B. 僅高溫下反應可以自發(fā)進行僅高溫下反應可以自發(fā)進行 C. 任何溫度下反應均可以自發(fā)進行任何溫度下反應均可以自發(fā)進行 D. 任何溫度下反應均難以自發(fā)進行任何溫度下反應均難以自發(fā)進行鞏固練習鞏固練習5已知：已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下列說法中正確的是。下列說法中正確的是()A該反應中熵變小于該反應中熵變小于0，焓變大于，焓變大于0B該反應是吸熱反應，因此一定不能自發(fā)進行該反應是吸熱反應，因此一定不能自發(fā)進行C