化学反应方向

练
习
6、某化学反应其△H= －122 kJ· mol-1， ∆S= 231 J· mol-1· K-1，则此反应在下列哪种 情况下可自发进行 ( A ) A．在任何温度下都能自发进行 B．在任何温度下都不能自发进行 C．仅在高温下自发进行 D．仅在低温下自发进行
加热
>0
>0
自发
反应能否自发还与温度有关
要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须 综合考虑反应的焓变△H和熵变△S
吉布斯自由能变化△G
科
学 视 野
吉布斯自由能变化△G综合考虑了焓变和熵变 对体系的影响
△G=△H-T△S
当△G<0时，反应为自发反应 当△G>0时，反应为非自发反应
复合判据：
ΔH
一定不能自发进行
这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。 火柴棒散落等。
自然界中水总是从高处往低处流；
问题1：自然界中有许多自然而然发生的现象，物
质间的化学反应是否也能自然发生呢？请联系已学 知识举例。
化学反应中的自发过程
1、酸碱中和； 2、铁器暴露在潮湿空气中生锈； 3、甲烷和氧气的混合气体遇明火就 燃烧； 4、锌与CuSO4溶液反应生成Cu和 ZnSO4等。
判断下列反应能否自发进行
-1 △ H = -78.03 kJ· mol 2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)
△S = 494.4 J· mol-1· K-1
任何温度下自发反应
mol-1 CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g) △H = 110.5 kJ· △S = -89.36 J· mol-1· K-1
结论：△S > O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要△S > O
熵变是反应能否自发进行的 一个因素,但不是惟一因素。
思考交流： 根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓 变、熵变与反应方向 焓变 熵变 能否自发 ①NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) <0 <0 自发
②NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g)
△H ﹥ 0
结论：△H < 0有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要△H < 0 焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是惟一 因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
二、影响化学反应自发进行的因素
1.焓变与反应方向
• 能量(焓)判据：体系趋向于从高能状态转变
为低能状态(△H ＜ 0)。
• 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能
下列反应中，熵减小的是
D
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)
自发反应一定是熵增加的反应吗？
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
一、自发反应——化学反应的方向
自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动 进行的反应，称为自发反应。 (1) 一定条件指的是一定温度和一定压强，外界帮助 可以是如通电光照等。 (2)自发反应在恰当条件下才能实现.
影响化学反应自发进行的因素探究
下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这 些反应能自发进行的主要原因吗？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ· mol-1 2Na(s) + Cl2(g) 看一看有什么共 = 2NaCl(s) 同特点？ △H = -822 kJ· mol-1 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ· mol-1 H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ· mol-1
化学反应原理的组成部分
化学反应进行的快慢 ——化学反应速率
化学反应的限度
——化学平衡 化学反应进行的方向
——
?
第二单元 化学反应的方向和限度
化学反应的方向
及其判断依据
问 题 与 思 考
这些生活中的现象将向何方 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 发展，我们非常清楚，因为它们 室温下冰块自动融化； 有明显的自发性——其中是否蕴 墨水扩散； 藏了一定的科学原理？ 食盐溶解于水；
2. 熵变与反应方向
• 熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做 熵，用符号S 表示。单位：J· mol-1· K-1 • 熵变：反应前后体系的熵的变化叫做反 应的熵变.用△S表示。 △S=S生成物总熵－S反应物总熵 △S > 0 说明反应的混乱度增大。
知
导致混乱度增加的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ些因素
识 清 单
1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。 3、反应过程中气体物质的量增加的反应。
CaCO3(s)+2HCl(l)
高温下能自发进行
例：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)= 例：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)
ΔS 低温下能自发进行
例： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
一定能自发进行
例： Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)
知 识 总 结
化学反应的方向
共同影响
温度
影响因素： 反应焓变 反应熵变
能量(焓)判据
吸热 放热 熵增
熵判据
熵减
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
练
习
D )
1. 下列过程是非自发的是 ( A. 水由高处向低处流 B. 天然气的燃烧 C. 铁在潮湿空气中生锈 D. 室温下水结成冰
练
C
习
2、下列说法正确的是( ) A、凡是放热反应都是自发的，而吸热反应都是非自发的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现； D、自发反应在任何条件下都能实现。 3、自发进行的反应一定是( ) A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。
练
习
D
)
5、以下自发反应可用能量判据来解释的是( A、硝酸铵自发地溶于水
B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/mol
C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);
△H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/mol
D
练
4、下列说法不正确的是(
习
C
)
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素， 多数的能自发进行的反应都是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系 的混乱程度越大，熵值越大。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是 吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同 影响有关
任何温度下都非自发反应
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s) △H = -444.3kJ· mol-1 △S = -280.1 J· mol-1· K-1
低温下自发反应
CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g) △H (298K)= 178.2 kJ· mol-1
二、影响化学反应自发进行的因素
1.焓变与反应方向
• 能量(焓)判据：体系趋向于从高能状态 转变为低能状态(△H ＜ 0)。
• 对于化学反应而言，绝大多数的放热反
应能自发进行，且放出的热量越多，体
系能量降低越多，反应越完全 思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？
观 察 与 思 考
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2· 8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4)2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
T<1586K
△S (298K)= 169.6 J· mol-1· K-1
高温下自发反应
T>1051K
【注意】
1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确 定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如涂 有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二者发生腐蚀 过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体 系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就 可能出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水位 升至高水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚石， 实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的 本质仍然是非自发性的。
自发进行，且放出的热量越多，体系能量降 低越多，反应越完全 • 焓变(△H)是决定反应能否自发进行的因素 之一，但不是唯一因素。
交 流 与 讨 论
有序
混乱
2.熵变与反应方向
火柴散落过程混乱度如何变化？ 从混乱度角度分析它们为什么可以自发？
【归纳与总结】
自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体 系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是 反应方向判断的熵判据。 混乱度越大越稳定，△S > 0 有利于反应自发进行。