第四节 焓减、熵增与化学反应方向的关系

自发反应——在一定条件下不用 借助外力就能自动进行的反应。
请分析下列自发进行的反应,有什么共同点?
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △H=－572kJ/mol H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=－184kJ/mol
2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H=－368kJ/mol
酸铵溶于水、氯化铵与氢氧化钙的反应等等。 又如： 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
能从焓变方面来解释吗？
冰块融化
品红在水中扩散
火柴散落
蒸汽扩散
你能解释蒸汽扩散和火柴 混乱的真正原因吗？
D. △H <0, △S<0
小结
化学反应进行方向的判据
1．焓判据: 2．熵判据:
能量降低的方向,就是 反应容易进行的方向 熵增的方向,就是反应 容易进行的方向
思考：在一定温度和压强下，化学反 应一定不能向着熵减少的方向自发进 行吗？ 课本Ｐ35: -10℃的水结冰
焓变和熵变都与反应的自发性有关，要 判断反应进行的方向，必须综合考虑焓变 和熵变。由焓判据和熵判据组合成的复合 判据将更适合于所有的过程。
注意 课本Ｐ35
１．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。 ２．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。
练习: 1. 25℃和1.01×105Pa时,反应 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.76 kJ/mol,自发进行的原因是( ) D A.是吸热反应 B.是放热反应
C.是熵减少的反应
D.熵增大效应大于能量效应
2.试根据熵的定义判断下列过程中体系 的熵变大于零还是小于零
(1)水蒸气冷凝成水
气态物质能通 过分子的扩散 自发地形成均 匀的混合物。 火柴散落有趋向于 最大混乱度的倾向
结论：在密闭条件下，体系从有序→无序 是自发的。与能量状态的高低无关
决定化学反应能否自发进行另一因素：
体系的混乱度。 １、熵（S）——体系的混乱（无序）程度。
2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自 发过程将导致体系的熵增大，即熵变 （△S＞０）。这一原理叫做熵增原理。 用来判断化学反应方向时就称为熵判据。
ห้องสมุดไป่ตู้
熵值最大
熵值最小
【结论】同一物质的熵值：气态＞液态＞固态
思考:
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol
(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
这两个反应都是吸热反应，但却能自发 进行，为什么？
两个反应都是混乱度增大的反应。
2Fe(s)+3/2O2(g)= Fe2O3(s) △H=－824kJ/mol
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+ H2O(l) △H=－56kJ/mol
△H<0, 放热反应， E反 >E生 结论:放热反应是自发的
__＿_焓判据
思考：很多放热反应有自发进行的倾向， 是不是吸热反应就不能自发进行呢？ 但有些自发反应却是吸热的，如：硝
△S<0
(2)CaCO3(S)=CaO(S)+CO2(g) △S>0 (3)乙烯聚合成聚乙烯 △S<0
(4)气体在催化剂上吸附
△S<0 (5)碳水化合物在生物体内分解 △S>0
3.下列关于冰融化为水的过程判断正确的 是( C )
A. △H >0, △S<0
B. △H <0, △S>0 C. △H >0, △S>0
第4节
化学反应进行的方向
重点和难点：
焓减、熵增与化学反应方向的关系。
广东省信宜市第三中学 刘世广
生活中的自发过程
高 山 流 水
电 流
自发过程的共同特点:
高能状态 水总是自发地从高处往 低处流——有趋向于最低能 量状态的倾向。 低能状态
Zn + CuSO4 ＝ ZnSO4 + Cu
反应进行的方向