化学反应进行的方向-课件ppt.ppt
第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应进行的方向化学反应速率化学平衡?化学反应原理的组成部分化学反应原理的组成部分火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去自然界中水总是从高处往低处流；自然界中水总是从高处往低处流；自然界中水总是从高处往低处流；自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；墨水扩散；墨水扩散；墨水扩散；墨水扩散；食盐溶解于水；食盐溶解于水；食盐溶解于水；食盐溶解于水；火柴棒散落等。火柴棒散落等。火柴棒散落等。火柴棒散落等。这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性其中是否蕴藏了一定的科学原理？能量由高到低能量由高到低自发反应：在自发反应：在一定条件一定条件一定条件一定条件下下不不不不需外界帮助就能需外界帮助就能自动自动自动自动 进行的反应，称为自发反应。进行的反应，称为自发反应。自发过程：在自发过程：在一定条件一定条件一定条件一定条件下，下，不不不不借助外部力量就能借助外部力量就能 自动自动自动自动进行的过程。进行的过程。一.自发过程与自发反应：自发过程与自发反应：特点：1.单向不可逆.2.体系趋向从高能状态转变为 低能状态（能量变化）。3.体系有从有序自发转变为无序的倾向，即混乱程度增大。下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这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？些反应能自发进行的主要原因吗？C C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g)=3CO(g)=3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-2217.5 kJ H=-2217.5 kJmolmol-1-12Na(s)+Cl2Na(s)+Cl2 2(g)=2NaCl(s)(g)=2NaCl(s)H=-822 kJ H=-822 kJmolmol-1-14Fe(s)+3O4Fe(s)+3O2 2(g)=Fe(g)=Fe2 2O O3 3(s)(s)H=-1648.4 kJH=-1648.4 kJmolmol-1-1H H2 2(g)+F(g)+F2 2(g)=2HF(g)(g)=2HF(g)H H=-546.6 kJ-546.6 kJmolmol-1-1 道道知知你你吗吗共同特点：共同特点：H O H O 即放热反应即放热反应放热反应使体系能量降低，能量越低越放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，稳定，H O H O 有利于反应自发进行有利于反应自发进行1、能量判据（焓判据）反应物的总能量反应物的总能量高高生成物的总能量生成物的总能量低低放放热热反反应应H H0 0二二.化学反应进行方向的判据：化学反应进行方向的判据：日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律验规律能量判据（焓判据）能量判据（焓判据）体系趋向于从体系趋向于从高能状态高能状态转变为转变为低能状态低能状态（这时体系会对外做（这时体系会对外做功或者释放热量即功或者释放热量即H 0H 0）。）。思考：是不是所有自发进行的化学思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？反应都是放热的？思思与与题题问问考考结论：结论：H OH O有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，但自发反应不一定要但自发反应不一定要H OH OS O有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，自发反应不一定要自发反应不一定要S OS O熵变是反应能否自发进行的熵变是反应能否自发进行的一个因素一个因素,但不是惟一因素。但不是惟一因素。根据你已有的知识和经验根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、分析下列过程的焓变、熵变与反应方向熵变与反应方向 焓变焓变焓变焓变 熵变熵变熵变熵变 能否自发能否自发能否自发能否自发NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)加热加热反应能否自发还与反应能否自发还与温度温度有关有关要正确判断一个化学反应能否自发进行要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须必须综合考虑综合考虑反应的反应的焓变焓变H H和熵变和熵变S S思思思思与与与与题题题题问问问问考考考考0 0 否 0 0 能 能能火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去美国物理化学家吉布斯美国物理化学家吉布斯 G=G=H-TH-TS S三三.复合判据（自由能变复合判据（自由能变化化G G）自由能变化自由能变化G G综合考虑了焓变和熵变对体系综合考虑了焓变和熵变对体系的影响的影响当当G0G0G0时，反应为非自发反应时，反应为非自发反应视视学学科科野野 H S1 1反应的自发性只能用于判断反应的方向反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如涂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。过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。【注意注意】2 2在讨论过程的方向时，在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体指的是没有外界干扰时体系的性质系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就。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，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。本质仍然是非自发性的。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去理解熵的含义和熵的变化理解熵的含义和熵的变化1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等活泼金属与酸的置换反应熵增等2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。的融化、硝酸铵溶于水等。3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。如两种理想气体的混合等。影响因素：影响因素：化学反应的方向化学反应的方向 反应焓变反应焓变 反应熵变反应熵变共同影响共同影响吸热吸热放热放热熵增熵增熵减熵减焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发结结总总识识知知温度温度火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去熵与环境熵与环境熵增就是污染熵增就是污染熵与生命：熵与生命：衰老是生命系统的熵的一种长期的缓慢的增加，衰老是生命系统的熵的一种长期的缓慢的增加，也就是说随着生命的衰老，生命系统的混乱度也就是说随着生命的衰老，生命系统的混乱度增大，当熵值达极大值时即死亡，增大，当熵值达极大值时即死亡，这是一个不可抗拒的自然规律。这是一个不可抗拒的自然规律。熵与社会熵与社会熵增就是社会混乱熵增就是社会混乱1 1、下列说法不正确的是（、下列说法不正确的是（）A.A.焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，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。多数的能自发进行的反应都是放热反应。B.B.在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系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。的混乱程度越大，熵值越大。C.C.一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热吸热D.D.一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关影响有关C课堂达标测试课堂达标测试2 2、以下自发反应可用能量判据来解释的是、以下自发反应可用能量判据来解释的是()A A、硝酸铵自发地溶于水硝酸铵自发地溶于水B B、2N2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)H=+56.7kJ/molH=+56.7kJ/molC C、(NH(NH4 4)2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)H=+74.9 kJ/molH=+74.9 kJ/molD D、2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)H=-571.6kJ/molO(l)H=-571.6kJ/molD DD D3 3、下列反应中，熵减小的是（、下列反应中，熵减小的是（）A.(NHA.(NH4 4)2 2COCO3 3(s)(s)NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)B.2NB.2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)C.MgCOC.MgCO3 3(s)(s)MgO(s)MgO(s)COCO2 2(g)(g)D.2CO(g)D.2CO(g)2C(s)2C(s)O O2 2(g)(g)4、某化学反应其、某化学反应其H=-122 kJmol-1，S=231 Jmol-1K-1，则此反应在下列哪种，则此反应在下列哪种情况下可自发进行情况下可自发进行 ()A在任何温度下都能自发进行。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。在任何温度下都不能自发进行。C仅在高温下自发进行。仅在高温下自发进行。D仅在低温下自发进行。仅在低温下自发进行。A火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去
