化學反應進行的方向

1、12化學反應進行的快慢化學反應進行的快慢化學反應的限度化學反應的限度化學反應進行的方向化學反應進行的方向化學反應速率化學反應速率化學平衡化學平衡 ?化學反應原理的組成部分化學反應原理的組成部分3自發(fā)反應：在自發(fā)反應：在下下需外需外界幫助就能界幫助就能進行的反應，稱為自發(fā)反應。進行的反應，稱為自發(fā)反應。自發(fā)過程：在自發(fā)過程：在下，下，借助外部力量就能借助外部力量就能 進行的過程。進行的過程。一、自發(fā)過程的定義一、自發(fā)過程的定義Company Logo 這些生活中的現象將向何這些生活中的現象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性有明顯的自發(fā)性其中是否蘊藏其

2、中是否蘊藏了一定的科學原理？了一定的科學原理？能量由高到低能量由高到低5下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應能自下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應能自發(fā)進行的主要原因嗎？發(fā)進行的主要原因嗎？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 kJH = -2217.5 kJmolmol-1-12Na(s) + Cl2Na(s) + Cl2 2(g) = 2NaCl(s) (g) = 2NaCl(s) H = -822 kJH = -82

3、2 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 放熱反應使體系能量降低，能量越低越放熱反應使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，穩(wěn)定，H O H O 有利于反應自發(fā)進行有利于反應自發(fā)進行二、能否自發(fā)進行的判據二、能否自發(fā)進行的判據共同特點：共同特點：H O H O

4、 即放熱反應即放熱反應6反應物的總能量反應物的總能量高高生成物的總能量生成物的總能量低低放熱反應放熱反應H H0 0二、能否自發(fā)進行的判據二、能否自發(fā)進行的判據思考：是不是所有自發(fā)進行的化學思考：是不是所有自發(fā)進行的化學 反應都是放熱的？反應都是放熱的？72NH2NH4 4Cl(s)+Ba(OH)Cl(s)+Ba(OH)2 28 H8 H2 2O(s)=NHO(s)=NH3 3(g)+BaCl(g)+BaCl2 2(s)+10H(s)+10H2 2O(l) O(l) 2N2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)+O(g)+O2 2 (g)(g)(NH(NH4 4) ) 2

5、 2COCO3 3(s) = NH(s) = NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)注意：注意：焓變只是反應能否自發(fā)進行的一個因素焓變只是反應能否自發(fā)進行的一個因素, ,但但不是惟一因素。只根據焓變來判斷反應方向是不不是惟一因素。只根據焓變來判斷反應方向是不全面的。全面的。思思與與察察觀觀考考H H O OH OH O有利于反應自發(fā)進行，有利于反應自發(fā)進行， 但自發(fā)反應不一定要但自發(fā)反應不一定要H OH 0 S 0 有利于反應自發(fā)進行。有利于反應自發(fā)進行。自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉變?yōu)闊o序，導致體系的熵增自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉變?yōu)闊o序，導致體系的熵增大，

6、這一經驗規(guī)律叫做大，這一經驗規(guī)律叫做，也就是反應方向判斷的，也就是反應方向判斷的111 1、同一物質氣態(tài)時熵值、同一物質氣態(tài)時熵值最大最大，液態(tài)，液態(tài)較小較小，固態(tài)時，固態(tài)時最小最小. .2 2、固體的、固體的溶解溶解過程、墨水過程、墨水擴散擴散過程和氣體過程和氣體擴散擴散過程過程. .3 3、產生氣體的反應產生氣體的反應和和氣體的物質的量增加氣體的物質的量增加的反應的反應. .清清識識知知單單【練習】下列反應中，在高溫下不能自發(fā)進行的是【練習】下列反應中，在高溫下不能自發(fā)進行的是D. CO(g)C(s)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)N

7、H4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)DCompany Logo自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) -10。C的水會自動結冰的水會自動結冰 熵變是反應能否自發(fā)進行的熵變是反應能否自發(fā)進行的一個因素一個因素, ,但不是惟一因素。但不是惟一因素。 S OS O有利于反應自發(fā)進行，有利于反應自發(fā)進行， 自發(fā)反應不一定要自發(fā)反應不一定要S OS O13CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)這個這個反應能否自發(fā)進行？反應能否自發(fā)進行？已

8、知：已知： H(298K)=178.2KJmol , S(298K)=169.6Jmol-1K-1反應能否反應能否自發(fā)還與自發(fā)還與有關有關14G H TS當當H0 ，S0時，時， G0 反應自發(fā)進行反應自發(fā)進行；當當H0 ，S0時，時， G 0 反應不能自發(fā)進行反應不能自發(fā)進行；當當H0 ，S0或或 H 0， S0時，時， 反應是否自發(fā)與溫度有關反應是否自發(fā)與溫度有關。視視學學科科野野自由能變化：自由能變化：152KClO2KClO3 3(s) = 2KCl(s) + (s) = 2KCl(s) + 3O3O2 2(g)(g)H = - 78.03 kJmolH = - 78.03 kJmol

9、-1-1S = 494.4 JmolS = 494.4 Jmol-1-1KK-1-1CO(g) = C(sCO(g) = C(s, ,石墨石墨) + ) + 1/2O1/2O2 2(g)(g)H = 110.5 kJmolH = 110.5 kJmol-1-1S = - 89.36 JmolS = - 89.36 Jmol-1-1KK-1-1不能不能能能16H (298K)= 178.2 kJmolH (298K)= 178.2 kJmol-1-1S (298K)= 169.6 JmolS (298K)= 169.6 Jmol-1-1KK-1-1CaCOCaCO3 3(s) = CaO(s)+

10、CO(s) = CaO(s)+CO2 2(g)(g)G H TSG 0 ，能，能17化學反應進行方向的判據化學反應進行方向的判據 、能量判據、能量判據(焓判據）：焓判據）：是判斷化學反應進行方向的判據之一。是判斷化學反應進行方向的判據之一。2 2、熵判據：、熵判據：能量最低原理。能量最低原理。熵增原理。熵增原理。是判斷化學反應進行方向的另一判據。是判斷化學反應進行方向的另一判據。3 3、復合判據：、復合判據：能量判據結合能量判據結合熵判據。熵判據。181自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的

11、速率。 2在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用，就可系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現相反的結果。能出現相反的結果。 例如：石墨經高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸?。例如：石墨經高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹?例如：金剛石有向石墨轉化的傾向，但是能否發(fā)生，例如：金剛石有向石墨轉化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據和熵什么時候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據和熵判據能解決的問題了。判據能解決的問題了。191.1.能用能量判據判斷下列過程的方向的是（能用能量判據判斷下

12、列過程的方向的是（ ）A. A. 水總是自發(fā)的由高處往低處流水總是自發(fā)的由高處往低處流B. B. 放熱反應容易自發(fā)進行，吸熱反應不能放熱反應容易自發(fā)進行，吸熱反應不能 自發(fā)進行自發(fā)進行C. C. 有序排列的火柴散落時成為無序排列有序排列的火柴散落時成為無序排列D. D. 多次洗牌后，撲克牌的毫無規(guī)律的混亂多次洗牌后，撲克牌的毫無規(guī)律的混亂 排列的幾率大排列的幾率大A202.2.已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式 C(金剛石金剛石、s)+O2(g)CO2(g) H H1 1395.41kJ/mol395.41kJ/mol C(石墨石墨、s

13、)+O2(g)CO2(g) H H2 2393.51kJ/mol393.51kJ/mol關于金剛石與石墨的轉化，下列說法正確的是關于金剛石與石墨的轉化，下列說法正確的是A.A.金剛石轉化成石墨是自發(fā)進行的過程金剛石轉化成石墨是自發(fā)進行的過程B.B.石墨轉化成金剛石是自發(fā)進行的過程石墨轉化成金剛石是自發(fā)進行的過程C.C.石墨比金剛石能量低石墨比金剛石能量低D.D.金剛石比石墨能量低金剛石比石墨能量低A C213.3.下列說法中，正確的是（下列說法中，正確的是（ ）A.A.自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是 熵減小或不變熵減小或不變B.B.自發(fā)反應在恰當條

14、件下才能實現自發(fā)反應在恰當條件下才能實現C.C.自發(fā)反應在任何條件下均能實現自發(fā)反應在任何條件下均能實現D.D.同一物質的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同同一物質的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同B224、在電子工業(yè)中清洗硅片上的在電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應是：的反應是： SiO2(s)4HF(aq) = SiF4(g)2H2O(g) H(298.15 K)94.0 kJ/mol S(298.15 K)75.8 J/(molK)設設H和和S不隨溫度而變化不隨溫度而變化，試求此反應自發(fā)進行，試求此反應自發(fā)進行的溫度條件。的溫度條件。G H TS 0 Company LogoD D5 5、下列反應中，熵減小的是（、下列反應中，熵減小的是（ ）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(sMgO(s) )COCO2 2(g)(g)D. 2