第一節(jié)化學反應的方向

1、水總是自發(fā)地由高處往低處流水總是自發(fā)地由高處往低處流自然界中有許多自然而然自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，請同學們聯(lián)發(fā)生的現(xiàn)象，請同學們聯(lián)系生活知識，列舉一些能系生活知識，列舉一些能自動發(fā)生的例子？自動發(fā)生的例子？高高山山流流水水高山流水高山流水自由落體運動自由落體運動散散 熱熱自然界中水總是從高處往低處流；自然界中水總是從高處往低處流；電流總是從電勢高的地方向電勢低的地電流總是從電勢高的地方向電勢低的地方流動；方流動；室溫下冰塊自動融化；室溫下冰塊自動融化；墨水擴散；墨水擴散；食鹽溶解于水；食鹽溶解于水；火柴棒散落火柴棒散落等等。這些生活中的現(xiàn)象將向這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清

2、何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的楚，因為它們有明顯的自發(fā)性自發(fā)性其中是否蘊其中是否蘊藏了一定的科學原理？藏了一定的科學原理？以以“物體由高處自由下落物體由高處自由下落”為代表，為代表，探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢。探究自發(fā)過程中有哪些變化趨勢。（釋放熱量或?qū)ν庾龉Γㄡ尫艧崃炕驅(qū)ν庾龉Γ┯汹呄蛴谧畹湍芰繝顟B(tài)的傾向有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向 共同特點：共同特點：高能態(tài)高能態(tài)低能態(tài)低能態(tài)+能量能量1.自發(fā)過程自發(fā)過程:在一定條件下不需外力作用就能自動進行在一定條件下不需外力作用就能自動進行的過程的過程.2.自發(fā)過程的特征：有明確的方向性，具有做功的本自發(fā)過程的特征：有明確的方向性，具有做功

3、的本領；要逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功。領；要逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功。小結(jié)一下思考：思考：自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，物質(zhì)間的自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，物質(zhì)間的化學反應是否也能自然發(fā)生呢？請聯(lián)系已學知識舉例化學反應是否也能自然發(fā)生呢？請聯(lián)系已學知識舉例。( (2)2)鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。2022-4-18 在在一定條件一定條件下，下，無需外界幫助無需外界幫助一經(jīng)引發(fā)一經(jīng)引發(fā)就能就能自動自動進行的反應進行的反應。定義：定義：注意：注意： (1)一定條件指：一定的溫度和壓強不

4、一定條件指：一定的溫度和壓強不 一定是常溫一定是常溫外界幫助可以是如通電、光照等。外界幫助可以是如通電、光照等。(2)”一經(jīng)引發(fā)一經(jīng)引發(fā)”指能指能自發(fā)進行化學反應自發(fā)進行化學反應但要但要自發(fā)反應需在恰當條件下才能實自發(fā)反應需在恰當條件下才能實現(xiàn)現(xiàn).說明反應有像某個方向發(fā)生的說明反應有像某個方向發(fā)生的趨勢但不一定實際發(fā)生趨勢但不一定實際發(fā)生(1)鈉與水反應：鈉與水反應：2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mol(2)鐵生銹：鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應：氫氣和氧氣反應：

5、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol共同點共同點放熱反應放熱反應H0一、反應焓變與反應方向一、反應焓變與反應方向自發(fā)過程的能量判據(jù)自發(fā)過程的能量判據(jù)能量判據(jù)：能量判據(jù)：自發(fā)過程的體系傾向于從自發(fā)過程的體系傾向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)( (這時體系會這時體系會對外部做功或釋放熱量對外部做功或釋放熱量) )，這一經(jīng)驗規(guī)，這一經(jīng)驗規(guī)律就是能量判據(jù)。律就是能量判據(jù)。能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，即即H H0(0(放熱放熱) )的反應有利于反應自發(fā)進行，的反應有利于反應自發(fā)進行，焓判據(jù)焓判據(jù)是判斷化學反應進行方向的判據(jù)之一。是判斷化學反

6、應進行方向的判據(jù)之一。自發(fā)反應一定要自發(fā)反應一定要H O ？N2O5分解：分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol碳酸銨的分解：碳酸銨的分解：(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol這些反應也能自發(fā)進行這些反應也能自發(fā)進行 實驗事實實驗事實 H O有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不一定要應不一定要H S(l) S(s)水的不同聚集狀態(tài)的混亂程度水的不同聚集狀態(tài)的混亂程度【結(jié)論【結(jié)論】對于同一種物質(zhì)：對于同一種物質(zhì)：S(g(g) )S(l(l) )S(s(s) ) 混亂度越大，熵值越大混

7、亂度越大，熵值越大4. 4. 反應的熵變（反應的熵變（S S）：）：化學反應存在著化學反應存在著熵變熵變。反應熵變（。反應熵變（ S S表示）表示） 對于確定的化學反應，在一定條件下具有確定對于確定的化學反應，在一定條件下具有確定的的熵變熵變。S = SS = S（反應產(chǎn)物）（反應產(chǎn)物）- S- S（反應物）（反應物） 5. 熵增加的反應：熵增加的反應： （S 0） 產(chǎn)生氣體的反應產(chǎn)生氣體的反應氣體的物質(zhì)的量增加的反應等氣體的物質(zhì)的量增加的反應等3. 熵增加過程：固體溶解、物質(zhì)（如水）的熵增加過程：固體溶解、物質(zhì)（如水）的汽化、墨水的擴散、氣體的擴散等。汽化、墨水的擴散、氣體的擴散等。 根據(jù)下

8、表的數(shù)據(jù)回答問題： 1.熵增反應一定能自發(fā)進行嗎？ 2.能自發(fā)進行的反應一定是熵增加反應嗎？ 3.熵變對反應方向有什么影響？ 事實證明事實證明,熵增加熵增加有利于反應的自發(fā)進行。許有利于反應的自發(fā)進行。許多多熵增加熵增加的反應在常溫、常壓下可以自發(fā)進行的反應在常溫、常壓下可以自發(fā)進行,如：如：有些熵增加的反應在常溫、常壓下不能自發(fā)有些熵增加的反應在常溫、常壓下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下可以自發(fā)進行，如：進行，但在較高溫度下可以自發(fā)進行，如：2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) S=57.16J.mol-1.K-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) S=169.6J.mol

9、-1.K-1C(s,石墨石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S=133.8J.mol-1.K-1 事實上有些熵減小的反應在一定條件下事實上有些熵減小的反應在一定條件下也可以自發(fā)進行。也可以自發(fā)進行。如：如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1結(jié)論：結(jié)論： S OS O有利于反應自發(fā)進行，有利于反應自發(fā)進行， 自發(fā)反應不一定要自發(fā)反應不一定要S OS O 熵變是反應能否自發(fā)進行一個熵變是反應能否自發(fā)進行一個 因素因素, 但不是惟一因素。但不是惟一因素。三、焓變與熵變對反應方向的共同影響三、焓變與熵變對反應方向的共同影響 研究表

10、明，在溫度、壓強一定的條件下，研究表明，在溫度、壓強一定的條件下，化學反應是反應的焓變和熵變共同影響的結(jié)化學反應是反應的焓變和熵變共同影響的結(jié)果。反應方向的判據(jù)：果。反應方向的判據(jù)： HT S 0 反應不能自發(fā)進行反應不能自發(fā)進行 HT S 這個判據(jù)用文字表述為這個判據(jù)用文字表述為:在溫度、壓強一定在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向的條件下，自發(fā)反應總是向H-TS 0的的方向進行，直至達到平衡狀態(tài)。方向進行，直至達到平衡狀態(tài)。溫度與反應方向的關系如下圖溫度與反應方向的關系如下圖拓展視野拓展視野結(jié)論結(jié)論1、H0，S0的反應一定能自發(fā)進行；的反應一定能自發(fā)進行；2、H0，S0的反應一定不能自

11、發(fā)進行；的反應一定不能自發(fā)進行；3、當反應的焓變和熵變影響相反時，如果二者、當反應的焓變和熵變影響相反時，如果二者大小相差懸殊，某一因素可能占主導地位。大小相差懸殊，某一因素可能占主導地位。4、如果反應的焓變和熵變影響相反且相差不大、如果反應的焓變和熵變影響相反且相差不大時，溫度有可能對反應的方向起決定性作用。時，溫度有可能對反應的方向起決定性作用。閱讀：閱讀：P39 1、 HT S0 只能用于一定溫度一只能用于一定溫度一定壓強條件下定壓強條件下 2、HT S0這個判據(jù)指出是在溫這個判據(jù)指出是在溫度壓強一定的條件下反應自發(fā)進行的可度壓強一定的條件下反應自發(fā)進行的可能性，并不能說明該條件下可能自發(fā)進能性，并不能說明該條件下可能自發(fā)進行的反應能否實際發(fā)生。行的反應能否實際發(fā)生。追根尋源追根尋源P391、自發(fā)進行的反應一定是、自發(fā)進行的反應一定是 （ ）A、吸熱反應；、吸熱反應； B、放熱反應；、放熱反應；C、熵增加反應；、熵增加反應；D、熵增加或者放熱反應。、熵增加或者放熱反應。D2、下列關于判斷過程的方向的說法正確的是、下列關于判斷過程的方向的說法正確的