人教版化學(xué)選修四化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

人教版化學(xué)選修四化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向生活中的自發(fā)過程高山流水電流生活中的自發(fā)過程高山流水高能狀態(tài)低能狀態(tài)水總是自發(fā)地從高處往低處流——有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。利用水泵可將水從低處流向高處生活中的自發(fā)過程高電勢狀態(tài)低電勢狀態(tài)電流總是自發(fā)地從高電勢流向低電勢——有趨向于最低電勢狀態(tài)的傾向。Na投入H2O中鐵生銹生活中的自發(fā)反響Cu和AgNO3反響NaOH和HCl反響生活中的自發(fā)反響自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動進(jìn)展的過程在給定的一組條件下，一個反響可以自發(fā)地進(jìn)展到顯著程度，就稱為自發(fā)反響。如何判斷一個過程，一個反響能否自發(fā)進(jìn)展？自發(fā)反響：非自發(fā)過程：在一定條件下，需要持續(xù)外力作用才能維持進(jìn)展的過程。尋找反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向Cu和AgNO3反響NaOH和HCl反響Na投入H2O中鐵生銹Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)△H=-181.75kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-12Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=-636.1kJ·mol-1Fe(s)……Fe2O3(aq)△H=-790.7kJ·mol-1自發(fā)反響共同點——放熱反響△H＜0二、化學(xué)反響進(jìn)展方向的判據(jù)1、能量判據(jù)〔焓判據(jù)〕能量判據(jù)〔焓判據(jù)〕∶自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)〔△H﹤0〕。即△H＜0的反響有自發(fā)進(jìn)展的傾向。多數(shù)能自發(fā)進(jìn)展的化學(xué)反響是放熱反響反響物的總能量高生成物的總能量低放熱反響△H＜0焓判據(jù)是判斷化學(xué)反響進(jìn)展方向的判據(jù)之一。注意：〔1〕焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向，能否實現(xiàn)要看詳細(xì)條件；〔2〕焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反響能否自發(fā)進(jìn)展，與化學(xué)反響速率無關(guān)?！?〕反響焓變是反響能否自發(fā)進(jìn)展的一個因素，但不是唯一因素2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4〔aq〕+H2O〔l〕；

△H〔298K〕=＋37.3KJ/mol

結(jié)論：△H<O有利于反響自發(fā)進(jìn)展但自發(fā)反響不一定要△H<O焓變是反響能否自發(fā)進(jìn)展的一個因素,但不是唯一因素。自發(fā)反響一定要△H<O？冰塊融化品紅在水中擴(kuò)散你能解釋蒸汽擴(kuò)散和火柴混亂的真正原因嗎？蒸汽擴(kuò)散火柴散落有序排列的火柴散落時自發(fā)地成為無序排列——趨向于體系混亂度增大有序混亂火柴散落克勞修斯

〔德國〕

熵S定義：描繪體系混亂度的物理量符號：S單位：J·mol-1·K-1體系混亂度越大，熵值越大；體系混亂度越小，熵值越小。熵增原理(又稱為熵判據(jù)).

體系有自發(fā)向混亂度增加的方向變化的傾向。(即熵增△S＞0)△S=S生成物總熵－S反響物總熵△S越大，越有利于反響自發(fā)進(jìn)展CH4O2CO2186.15205.03214H2O(l)HNO3(l)Br2(l)69.9156152NaClFe金剛石72.127.32.4標(biāo)準(zhǔn)狀況下：1mol不同物質(zhì)的熵S(Jmol-1K-1)

知識介紹熵值最大熵值最小〔1〕物質(zhì)的混亂度：體系混亂度越大，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)。2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

考慮:兩個反響都是混亂度增大的反響。熵增，△S＞0，有利于自發(fā)反響這兩個反響都是吸熱反響，但卻能自發(fā)進(jìn)展，為什么？1、同一物質(zhì)狀態(tài)改變：2、固體的溶解過程、墨水?dāng)U散過程和氣體擴(kuò)散過程。3、反響過程中氣體物質(zhì)的量增多的反響。4.生成氣體的反響。導(dǎo)致熵增(△S＞0〕的一些因素 固態(tài)液態(tài)氣態(tài)熵增熵增自發(fā)反響一定是熵增加的反響嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=－39.35J?mol-1?K-1

結(jié)論：△S>O，有利于反響自發(fā)進(jìn)展，自發(fā)反響不一定要△S>O。熵變是反響能否自發(fā)進(jìn)展一個因素,但不是唯一因素。

鋁熱反響〔△S＜0〕也能自發(fā)反響。CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反響能否自發(fā)進(jìn)展？：△H(298K)=+178.2KJ?mol-1,

△S(298K)=+169.6J?mol-1?K-1思考總結(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

美國物理化學(xué)家吉布斯自由能G研究說明：在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反響自發(fā)進(jìn)展方向的判據(jù)是△G=△H-T△S〔G~吉布斯自由能T~絕對溫度+)△G=△H-T△S＜0反響能自發(fā)進(jìn)展△G=△H-T△S＞0反響不能自發(fā)進(jìn)展△G=△H-T△S＝0反響到達(dá)平衡狀態(tài)反響進(jìn)展方向的判斷方法：2、物質(zhì)的混亂度趨于增加1、物質(zhì)具有的能量趨于降低

H(焓變)

S(熵變)>0焓(H)判據(jù)熵(S)判據(jù)放熱反響焓變熵變化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)展不自發(fā)進(jìn)展不能定性判斷不能定性判斷

H<0

H<0

H>0

H>0

S>0

S>0

S<0

S<0熵增原理<0三、復(fù)合判據(jù)△H△S?H>0?S>0高溫下反響自發(fā)進(jìn)展?H>0?S<0所有溫度下反響不能自發(fā)進(jìn)展?H<0?S>0所有溫度下反響自發(fā)進(jìn)展?H<0?S<0低溫下反響自發(fā)進(jìn)展1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)

△S=+80.7J·mol-1·K-1放熱熵增吸熱熵減放熱熵減吸熱熵增2〕TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+161.9kJ·mol-13〕NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H=-176.9kJ·mol-1

△S=

-38.4J·mol-1·K-1△S=-284.3J·mol-1·K-1△S=+169.6J·mol-1·K-14〕CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)應(yīng)用判據(jù)解決問題

根據(jù)你已有的知識和經(jīng)歷,分析以下過程的焓變、熵變與是能否自發(fā)進(jìn)展△H=+178.2kJ·mol-1△H=-

57.3kJ·mol-1自發(fā)不自發(fā)自發(fā)高溫自發(fā)，低溫不自發(fā)從“熵〞的角度看世界薛定諤所著生命是什么？“熱力學(xué)第二定律是一個最深化、最普遍的定律。它有著自身憂郁的美，象所有重要定律一樣，引起人們的崇敬之情。〞—英國作家正如“能〞的觀點被人