第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進行的方向

第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進行的方向化學(xué)反應(yīng)進行的快慢化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)進行的方向——化學(xué)反應(yīng)速率—————?化學(xué)反應(yīng)原理的組成部分——化學(xué)平衡如何判斷反應(yīng)能否發(fā)生？化學(xué)反應(yīng)進行的方向是一個復(fù)雜問題，如果反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生了，方向其實也已確定；但如果反應(yīng)還沒有發(fā)生，需要對它是否能夠發(fā)生做出判斷，就需要建立有科學(xué)根據(jù)并且行之有效的判據(jù)。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(xué)原理？鎂條燃燒；酸堿中和；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，鋅與CuSO4溶液會自動反應(yīng)生成Cu和ZnSO4等，這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。Cu和AgNO3反應(yīng)NaOH和HCl反應(yīng)清識知單1、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2、自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下，一個反應(yīng)可以不借助外部力量自動進行，就稱為自發(fā)反應(yīng)。如何判斷一個過程，一個反應(yīng)能否自發(fā)進行？3、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。思考：尋找反應(yīng)能否自發(fā)進行的判據(jù)第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進行的方向思考與交流2.酸堿中和、鎂條燃燒都是能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng)，有何共同特點？從能量角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？1.高山流水為什么是自發(fā)過程？共同特點：2.△H<0即放熱反應(yīng)1.體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)道知你嗎下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原因嗎？C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)

△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)

△H=-822kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)

△H=-1648.4kJ·mol-1

H2(g)+F2(g)=2HF(g)

△H=-546.6kJ·mol-1

清識知單共同特點：⑵放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，△H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進行。⑴△H<O即放熱反應(yīng)。1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量低放熱反應(yīng)△H＜0思與題問考日常生活中長期積累的經(jīng)驗而總結(jié)得到一條經(jīng)驗規(guī)律→能量判據(jù)（焓判據(jù)）∶體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)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）。是不是所有自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)？思考：思與察觀考結(jié)論：△H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進行，

但自發(fā)反應(yīng)不一定要△H<O焓變只是反應(yīng)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(yīng)方向是不全面的。2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)

△H=+57.6kJ·mol-1(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ·mol-1△H﹥O有序混亂討與流交論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？熵S討與流交論熵：描述體系混亂度的物理量。（1）物質(zhì)的混亂度越大，熵值越大；（2）同一條件：不同物質(zhì)的熵值不同；（3）物質(zhì)的存在狀態(tài)：S(g)>S(l)>S(s)火柴散落過程混亂度如何變化？從混亂度角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？混亂度越大越穩(wěn)定，△S>0有利于反應(yīng)自發(fā)進行?！練w納與總結(jié)】自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理，也就是反應(yīng)方向判斷的熵判據(jù)2、熵判據(jù)清識知單導(dǎo)致混亂度增加的一些因素 1、同一物質(zhì)氣態(tài)時熵值，液態(tài)，固態(tài)時。2、固體的過程、墨水過程和氣體過程。3、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量的反應(yīng)。反應(yīng)熵變:反應(yīng)產(chǎn)物的總熵與反應(yīng)物總熵之差。

(1)符號：

(2)表達式:(3)正負判斷：

最大次之最小溶解擴散擴散增加△S△S=∑S(生成物)–∑S(反應(yīng)物)①氣體體積增大的反應(yīng)，△S>0,熵增加反應(yīng)。②氣體體積減小的反應(yīng)，△S<0,熵減小反應(yīng)。

理解自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？⑴2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)⑵-10℃的液態(tài)水能自動結(jié)冰成為固態(tài)結(jié)論：△S>O有利于反應(yīng)自發(fā)進行，自發(fā)反應(yīng)不一定要△S>O熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素,但不是惟一因素。小結(jié)：自發(fā)過程的變化趨勢

1.能量趨于降低2.混亂度趨于增加CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應(yīng)能否自發(fā)進行？已知：△H(298K)=+178.2KJ?mol-1,

△S(298K)=+169.6J?mol-1?K-1

根據(jù)熵判椐，生成氣體的過程是熵增大的過程，增大了反應(yīng)的自發(fā)性。發(fā)生離子反應(yīng)條件之一是產(chǎn)生氣體，利用熵判椐進行解釋？學(xué)與問

P35思考視學(xué)科野△G=△H

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T△S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△G<0時，反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)當△G>0時，反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)當△G＝0時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)3、綜合判據(jù)△H△S2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.03kJ·mol-1△S=+494.4J·mol-1·K-1△H=+110.5kJ·mol-1△S=-89.36J·mol-1·K-1判斷下列反應(yīng)能否自發(fā)進行CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g)△H△S4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)△H=-444.3kJ·mol-1△S=-280.1J·mol-1·K-1△H(298K)=+178.2kJ·mol-1△S(298K)=+169.6J·mol-1·K-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)判斷下列反應(yīng)能否自發(fā)進行△H△S1．反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確定反應(yīng)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)。注意2．在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體系的性質(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。例如水泵可以把水從低水位升至高水位；高溫高壓下可以是石墨轉(zhuǎn)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(zhì)仍然是非自發(fā)性的?；瘜W(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)焓變反應(yīng)熵變共同影響吸熱放熱熵增熵減焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，結(jié)總識知熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)。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(jié)成冰2、自發(fā)進行的反應(yīng)一定是∶（

）A、吸熱反應(yīng)

B、熵增加或者放熱反應(yīng)C、熵增加反應(yīng)D、放熱反應(yīng)D課堂達標測試B3、以下自發(fā)反應(yīng)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/mol4、下列反應(yīng)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)