第4节化学反应进行的方向v.ppt
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1、第4节化学反应进行的方向v Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳,它们是现料不完全燃烧所产生的一氧化碳,它们是现代城市中的大气污染物,为了减轻大气污染,代城市中的大气污染物,为了减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+
2、2CO2(g)你能否判断这一反应是否自发进行?理论依你能否判断这一反应是否自发进行?理论依据是什么?据是什么?1 1、自发过程:、自发过程:在一定条件下,不借助外在一定条件下,不借助外力就能自动进行的过程。力就能自动进行的过程。2 2、自发反应:、自发反应:在给定的条件下,无须外在给定的条件下,无须外界做功,一经引发即能自动进行的化学界做功,一经引发即能自动进行的化学反应反应 。【概念界定】自发过程和自发反应【概念界定】自发过程和自发反应 如何判断一个过程,一个反如何判断一个过程,一个反应能否自发进行?应能否自发进行?水总是自发地由水总是自发地由高处往低处流高处往低处流自然界中水总是从高处往低
3、处流;自然界中水总是从高处往低处流;自由落体运动自由落体运动室温下冰块自动融化;室温下冰块自动融化;墨水(香水、汽油)扩散;墨水(香水、汽油)扩散;食盐(食盐(NaOH、蔗糖等)溶解于水等。、蔗糖等)溶解于水等。镁条燃烧;酸碱镁条燃烧;酸碱中和;中和;铁器暴露在潮铁器暴露在潮湿空气中会生锈;甲湿空气中会生锈;甲烷和氧气的混合气体烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧,遇明火就燃烧,锌与锌与CuSOCuSO4 4溶液会自动反应溶液会自动反应生成生成CuCu和和ZnSOZnSO4 4等,等,这这些过程都是自发的,些过程都是自发的,其逆过程就是非自发其逆过程就是非自发的。的。酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件
4、下能酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点?自发发生的反应有何共同特点?【思考与交流】【思考与交流】共同特点:共同特点: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有利于反应自发进行有利于反应自发进行从能量角度分析它们为什么可以自发?从能量角度分析它们为什么可以自发?一般情况下,一般情况下,H OH O即放热反应即放热反应易发生自发反应。易发生自发反应。能量判据(焓判据):能量判据(焓判据):【归纳与总结】【归纳与总结】一、化学反应方向的能量判据(焓判据)一、化学反应方向的能量判据(焓判据)体系趋向于从
5、高能状态转变为低能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状态(这时体系会对外做功或者释放热量量H 0)。)。放热反应过程中体系能量降低,因此放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行倾向具有自发进行倾向。自发反应一定要自发反应一定要H OH O?1.H O1.H O有利于反应自发进行,自发反应不一定要有利于反应自发进行,自发反应不一定要H H 0 S 0 有利于反应自发进行。有利于反应自发进行。从混乱度角度分析它们为什么可以自发?从混乱度角度分析它们为什么可以自发?【思考与交流】【思考与交流】【归纳与总结】【归纳与总结】自发过程的体系趋向于由有序转变为无序,自发过程
6、的体系趋向于由有序转变为无序,导致体系的熵增大,即熵变大于零(导致体系的熵增大,即熵变大于零(S S0)0),这个原理叫熵增原理,用来判断过程的方向,这个原理叫熵增原理,用来判断过程的方向时,就称为熵判据。时,就称为熵判据。熵判据:熵判据:体系有自发地向混乱度增加(即熵增)体系有自发地向混乱度增加(即熵增)方向转变的倾向方向转变的倾向。混乱度增加意味着体系变得更加无序混乱度增加意味着体系变得更加无序。体系的有序性越高,混乱度越低,熵体系的有序性越高,混乱度越低,熵值越小。有序变无序值越小。有序变无序 熵增的过程熵增的过程自发反应一定是熵增加的反应吗?自发反应一定是熵增加的反应吗?2Al(s)+
7、Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)S=39.35Jmol-1K-1 结论:结论:S 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一个熵变是反应能否自发进行一个 因素因素,但不是唯一因素。但不是唯一因素。铝热反应(铝热反应(S0)也能自发反应。)也能自发反应。G=HT S三、三、复合复合判据(自由能变化)判据(自由能变化)当当 G0时,反应不自发进行时,反应不自发进行当当 G=0时,平衡状态时,平衡状态 一个化学反应能否自发进行,既与反应焓变一个化学反应能否自发进行,既与反应焓变有关,又与反应熵变有关,恒温、
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