第一節(jié)_化學(xué)反應(yīng)的方向

1、第二章第一節(jié)第二章第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向【學(xué)習(xí)目標(biāo)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解熵與熵變的概念。、了解熵與熵變的概念。2、了解熵變與焓變這兩個(gè)因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)、了解熵變與焓變這兩個(gè)因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)的共同影響，并掌握定量判斷反應(yīng)方向的的共同影響，并掌握定量判斷反應(yīng)方向的關(guān)系式：關(guān)系式： HTS3、通過分析關(guān)系式、通過分析關(guān)系式 HTS ，能夠根，能夠根據(jù)反應(yīng)焓變的吸熱或放熱、反應(yīng)熵變的熵?fù)?jù)反應(yīng)焓變的吸熱或放熱、反應(yīng)熵變的熵增或熵減來定性分析反應(yīng)焓變和反應(yīng)熵變增或熵減來定性分析反應(yīng)焓變和反應(yīng)熵變對(duì)反應(yīng)方向的影響對(duì)反應(yīng)方向的影響【知識(shí)回顧【知識(shí)回顧】什么是化學(xué)反應(yīng)的焓變？引入焓變有何意什么是化

2、學(xué)反應(yīng)的焓變？引入焓變有何意義？義？焓變：焓變：反應(yīng)物）反應(yīng)產(chǎn)物） H(H(H引入焓變可以定量的描述反應(yīng)熱引入焓變可以定量的描述反應(yīng)熱1、高山流水高山流水是一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的自然過程。是一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的自然過程。 高處水一定會(huì)流到低處嗎？高處水一定會(huì)流到低處嗎？2、低處水可以流至高處么？、低處水可以流至高處么？3、在、在“低水高流低水高流”的過程中一旦外界停的過程中一旦外界停止做功，該過程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎？止做功，該過程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎？可采取什么措施？可采取什么措施？思考與交流：思考與交流：自發(fā)過程：自發(fā)過程：在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)

3、行不借助光、電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程；的過程；自發(fā)過程的特征：自發(fā)過程的特征：有明確的方向性，要有明確的方向性，要逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功；具有做功的本逆轉(zhuǎn)必須借助外界做功；具有做功的本領(lǐng)。領(lǐng)。非自發(fā)過程非自發(fā)過程 ：在一定條件下，：在一定條件下，需要外界需要外界做功做功才能進(jìn)行的過程。才能進(jìn)行的過程。自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng):在一定條件下無需外界幫助在一定條件下無需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng). 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在給定的條件一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在給定的條件(通常指溫度通常指溫度,壓壓強(qiáng)強(qiáng))下能否下能否自發(fā)自發(fā)進(jìn)行進(jìn)行,以及在什么條件下有可以及在什么條件下有可能按預(yù)期的方向發(fā)生能按預(yù)期的方向發(fā)生

4、,僅僅用實(shí)驗(yàn)方法來探索僅僅用實(shí)驗(yàn)方法來探索,可能要付出極大的代價(jià)可能要付出極大的代價(jià),甚至徒勞無功甚至徒勞無功.為此為此,有必要有必要尋求一種客觀的判據(jù)尋求一種客觀的判據(jù),用它來判斷一個(gè)用它來判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行.如何判斷一個(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)如何判斷一個(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？能否自發(fā)進(jìn)行？(1)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)；H=-444.3 kJ/mol(2)3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) ； H=-824 kJ/mol分析以下反應(yīng)的特點(diǎn)分析以下反應(yīng)的特點(diǎn)一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向

5、共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)： H O即即放熱放熱反應(yīng)反應(yīng)放熱反應(yīng)使體系能量降低，放熱反應(yīng)使體系能量降低， H O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。行。一般情況下，一般情況下， H O即放熱反應(yīng)易即放熱反應(yīng)易發(fā)生自發(fā)反應(yīng)。發(fā)生自發(fā)反應(yīng)。多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。反應(yīng)。自發(fā)反應(yīng)一定要自發(fā)反應(yīng)一定要H O ？N2O5分解：分解： 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol碳酸銨的分解：碳酸銨的分解：(NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol下列反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行下列反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行 ： H

6、 O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要發(fā)反應(yīng)不一定要H O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， 自發(fā)反應(yīng)不一定要自發(fā)反應(yīng)不一定要S O熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的又一熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的又一個(gè)因素個(gè)因素, 但也不是惟一因素。但也不是惟一因素。練習(xí)練習(xí)2列反下應(yīng)中，熵減小的是列反下應(yīng)中，熵減小的是D. CO(g)C(s)1/2O2B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵減熵減熵增熵增熵增熵增熵增熵增H-TS0 即即:在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下

7、，在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下， 研究表明：研究表明：T、P一定，反應(yīng)焓變和熵變共同影響反應(yīng)一定，反應(yīng)焓變和熵變共同影響反應(yīng)方向。反應(yīng)方向的判據(jù)為方向。反應(yīng)方向的判據(jù)為 。H-TS反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 自發(fā)反應(yīng)總是自發(fā)反應(yīng)總是向向H-TS0的方向，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。的方向，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。三、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響三、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響例題例題1：下列說法正確的是：下列說法正確的是 A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的B.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大

8、，非自發(fā)自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變反應(yīng)一定是熵減少或不變C.自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn) D.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)C例題例題2：下列反應(yīng)中，一定不能自發(fā)進(jìn)行的：下列反應(yīng)中，一定不能自發(fā)進(jìn)行的A 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) H -78.03kJmol-1 S = 1110 Jmol-1K-1B CO(g) = C(石墨石墨s) + 1/2 O2(g) H 110.5kJmol-1 S = -89.36 Jmol-1K-1C 4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) = 4Fe(OH)3(s) H -444.3kJmol-1 S = -280.1 Jmol-1K-1D NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) = CO2(g) + CH3COO NH4(aq) + H2O(l)H 37.301kJmol-1 S = 184.05