化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向

化學(xué)反應(yīng)原理的三個(gè)組成部分：反應(yīng)進(jìn)行的快慢——化學(xué)反應(yīng)速率①表示方法②計(jì)算公式③化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系④影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(碰撞理論、控制變量法)反應(yīng)進(jìn)行的限度——化學(xué)平衡①可逆反應(yīng)②化學(xué)平衡的定義和特征③化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷④影響平衡移動(dòng)的外界條件(勒夏特列原理、盒子模型)⑤化學(xué)平衡常數(shù)定義、表達(dá)式和意義⑥化學(xué)平衡計(jì)算(“三段式”法、平衡轉(zhuǎn)化率、化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計(jì)算)⑦化學(xué)平衡圖像的分析(含化學(xué)反應(yīng)速率圖像)反應(yīng)進(jìn)行的方向2.4化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)的主要特點(diǎn)能量角度：物質(zhì)體系傾向于取得更低的能量狀態(tài)，即△H＜0的放熱過程(體系能量降低)一般比較容易發(fā)生——焓判據(jù)。放熱反應(yīng)一般容易發(fā)生，可自發(fā)進(jìn)行(≠不需要條件，

如燃燒反應(yīng)的點(diǎn)燃條件用于啟動(dòng)反應(yīng))，不是全部！混亂度角度：物質(zhì)體系傾向于取得更大的混亂度，即△S＞0的熵增過程一般比較容易發(fā)生——熵判據(jù)。熵增反應(yīng)(一般是氣體分子數(shù)增多)也可自發(fā)進(jìn)行，不是全部！焓判據(jù)舉例：自發(fā)過程水從高處往低處流自由落體運(yùn)動(dòng)自發(fā)反應(yīng)2Na(s)

+

2H2O(l)

=

2NaOH(aq)

+

H2(g)

△H=－368

kJ/mol3Fe(s)

+

3/2O2(g)

=

Fe2O3(s)2H2(g)

+

O2(g)

=

2H2O(l)△H=－824

kJ/mol△H=－571.6

kJ/mol思考：在允許外界條件干擾時(shí)，上述反應(yīng)也一定能發(fā)生嗎？從反應(yīng)方程式能否預(yù)知它的反應(yīng)速率？注意：過程的自發(fā)性一般在無外界條件干擾時(shí)討論，只能用于判斷過程的方向(可能性)，不能確定是否一定會(huì)發(fā)生和發(fā)生的速率，也不能確定熱效應(yīng)(有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行)。(書p35

最后一段)還有一些生活中常見自發(fā)過程，如：1、一盒新火柴撒在地上，火柴排列雜亂無章2、氣體自由擴(kuò)散3、冰→水→水蒸氣(該過程吸熱)4、氯化銨晶體溶于水(該過程吸熱)混亂度與熵、熵變(熵值差)混亂度：表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)?；靵y度的增加意味著體系變得更加無序。熵：用熵來表示混亂度，符號(hào):S，單位:J·mol-1·K-1。體系的無序性越高，即混亂度越高，熵值就越大。同一物質(zhì)，在氣態(tài)時(shí)熵最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。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，即熵變大于零(△S＞0)。這原理叫做熵增原理(熵判據(jù))。B.

2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)熵判據(jù)舉例：N2O5分解：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7

kJ/mol碳銨分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)

△H=+74.9

kJ/mol思考：Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)，為什么能發(fā)生？下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是DA.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)熵增熵增C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)

熵增D.CO(g)＝C(s)＋1/2O2(g)

熵減一、自發(fā)過程的變化趨勢(shì)1、能量趨于降低2、混亂度趨于增加2、物質(zhì)的混亂度趨于增加二、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向1、物質(zhì)具有的能量趨于降低——DH(焓變)<0——DS(熵變)>0焓(H)判據(jù)熵(S)判據(jù)放熱反應(yīng)熵增原理科學(xué)證明用自由能變化△G(單位:kJ/mol，復(fù)合判據(jù))判斷更全面：△G=△H－T△S，只有△G<0的反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行。(書p36科學(xué)視野)H2燃燒：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

△H=－571.6

kJ/molN2O5分解：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7

kJ/mol思考：焓判據(jù)和熵判據(jù)用于判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向都是不全面的。兩者能否統(tǒng)一成一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐袚?jù)？科學(xué)證明用自由能變化△G(單位:kJ/mol，復(fù)合判據(jù))判斷更全面：△G=△H－T△S，只有△G<0的反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行。(書p36科學(xué)視野)焓判據(jù)(△H)熵判據(jù)(△S)復(fù)合判據(jù)(△G)與溫度

(T，開氏溫度，T=273+t)的關(guān)系反應(yīng)自發(fā)性＜0＞0任意溫度下恒△G＜0均自發(fā)進(jìn)行＜0＜0低溫時(shí)△G＜0(焓變影響大)低溫自發(fā)進(jìn)行＞0＞0高溫時(shí)△G＜0(熵變影響大)高溫自發(fā)進(jìn)行＞0＜0任意溫度下恒△G＞0均不自發(fā)進(jìn)行（5）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

△H＞0，△S＞0，【練習(xí)】《導(dǎo)學(xué)案》p25

例1、2、3判斷：自發(fā)反應(yīng)一定能自動(dòng)進(jìn)行，而非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生?！?。過程的自發(fā)性討論的兩點(diǎn)注意，書p35自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大?！痢８綦x體系中...反應(yīng)2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自發(fā)進(jìn)

行，則該反應(yīng)的△H＜√0。。該反應(yīng)為熵減，要自發(fā)，必為放熱某反應(yīng)在一定條件下能正√方向自發(fā)進(jìn)行，則該條件下其逆方向必定不能自發(fā)進(jìn)。行逆。方向△G＞0，注意與可逆反應(yīng)的正逆過程區(qū)分開。不論在何種條件下都可能自發(fā)進(jìn)行×。。常溫不可，高溫才可3.

《導(dǎo)學(xué)案》p26

5.

《練習(xí)冊(cè)》p24

19(3)已知金剛石晶體結(jié)構(gòu)排列比石墨更規(guī)整，且金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：①C(金剛石,s)+O2(g)=CO2(g)△H1＝－395.41

kJ/m