反应进行的方向

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共同特点: △H < O即放热反应
放热反应使体系能量降低,能量越低越稳定,因此 具有自发进行的倾向。科学家提出用焓变来判断反 应进行的方向,这就是所谓的焓判据
一、能量判据(焓判据)
体系趋向于从高能状态转变为低能状态 (这时体系会对外做功或者释放热量~ △H ﹤0)。 焓变和反应方向的关系
1、多数能自发进行的反应是放热反应
因素→熵
二、熵判据
1、定义
熵是体系混乱度的量度,即熵用来描述体系的混
乱(或无序)程度,符号用S表示。体系混乱度 越大,熵值越大;体系混乱度越小,熵值越小。
• 2、熵值大小规律
• 同一物质,S(气)﹥S(液)﹥S(固)。
• 对于有气体参加的化学反应,气态物质的物质的 量增大的化学反应是熵值增加的反应
(3)过程的自发性只能用于判断过程的方向, 不能确定过程是否一定会发生和过程发生的 速率。例如教材P38涂有防锈漆和未涂防锈漆 的钢制器件,其发生腐蚀过程的自发性是相 同的,但只有后者可以实现;又如装在不同 地方的气体等例子。
小结:
化学反应的方向
共同影响
影响因素: 反应焓变
反应熵变
吸热
放热
熵增
熵减
恒温恒压下判断化学反应自发进行的判据,
1、体系自由能变化 (符号∆G,单位为kJ/mol)∆G=∆H—T∆S
2、反应进行方向的判断方法: ∆H<0, ∆S>0即∆G <0 的反应能自发进行。 ∆H>0, ∆S<0即∆G>0 反应不能自发进行。
• 当∆H>0, ∆S>0 ,或∆H<0 ,∆S<0 时,反应是否自发 • 进行与温度有关,一般低温时焓变影响为主,高 • 温时,熵变影响为主,而温度影响的大小要∆H、
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。
4、自发进行的反应一定是∶( D)
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。
焓减小有利于反应自发,熵增大有利于反应自发
【课堂达标测试】
1 下列过程是非自发的是∶D( )
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。
3、下列说法正确的是∶( C)
A、凡是放热反应都是自发的,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
不同种气态物质,放在同一密闭容器中,不需要外界 作用,就会通过分子的扩散自发形成均匀的混合物
硝酸铵溶于水要吸热,但它能自发向水中扩散
火柴棒散落
一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样? 下课铃一响教室里会怎样? 你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗?
由有序变为无序
•为了解释这样一类过程的自发性,提出了在 自然界还存在着另一种能够推动体系变化的
共同之处
钠与水反应2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H=-368 kJ/mol
(2)铁生锈:3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=-824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=-571.6kJ/mol
Cu和ZnSO4等,这些 反应都是自发的。
【归纳小结】 1、自发过程:在一定条件下,不借助外部力量 就可以自发进行的过程
2、自发反应:在一定条件下,无需外界帮助, 就能自发进行的反应。
自发反应一定能自动进行吗?
不一定,某些自发反应需要在一定条件 下才能自动进行。
观察下列几个自发进行的化学反应,找出它们的能量变化的
自发反应一定要△H < O ?
2N2O5(g)=4NO2(g) + O2(g) △H= +56.7kJ/mol
(NH4 ) 2CO3(s) =NH4HCO3(s)+NH3(s) △H= +74.9kJ/mol
2、有些吸热反应也能自发进行。 3、有些吸热反应常温下不能自发进行,但是在较 高温度下可以。例如碳酸钙的高温分解反应。 焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一 因素。
有些熵减的过程也能自发进行,零下10度的水会自 动结成冰,就是一个熵减的过程
(2)有些熵减的反应在一定条件下也可以自发进 行,例如铝热反应
因此只根据熵变来判断反应进行的方向也是 不全面的,熵变是反应能否自发进行一个因素, 但不是惟一因素。
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响∶(复合判据---自由能变化△G)
自然界中有许多自然 而然发生的现象,请 同学们联系生活知识, 列举一些能自动发生 的例子?
水总是自发地由高处往低处流
1、电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动;
2、室温下冰块自动融化;
3、墨水扩散;

4、气体扩散;
镁条燃烧;酸碱中和;
铁器暴露在潮湿空气
中会生锈;甲烷和氧
气的混合气体遇明火
就燃烧,锌与CuSO4 溶液会自动反应生成
3、熵增原理
在与外界隔离的体系中,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,即熵变 (∆S)大于零。这一原理叫做熵增原理, 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。 4、熵变和反应方向的关系
(1)许多熵增的反应常温常压下可以自发进行
自发反应一定是熵增加的反应吗?
∆S的具体数值而定。
▲需要注意:
(1)焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能 独立的作为自发性的判据,要判断反应进行的方 向,必须综合考虑体系的焓变和熵变。
(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。如水泵可以把水从低水位升至高水 位;用高温可使石灰石分解。实现后者的先决条件是 要向体系中输入能量,该过程的本质仍然是非自发性 的。
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