1、化學(xué)反應(yīng)的方向

1、高中化學(xué)高中化學(xué) 人教版人教版 選修選修4 4 第二章第二章 第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧視頻視頻汽車尾氣汽車尾氣:主要污染物主要污染物NO、CO人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣。人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣。2NO(g) + 2CO(g) = N2NO(g) + 2CO(g) = N2 2(g) + 2CO(g) + 2CO2 2(g)(g) 判斷這一方案是否可行？判斷這一方案是否可行？第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向聯(lián)系生活，列舉你身邊聯(lián)系生活，列舉你身邊的自發(fā)進(jìn)行的例子的自發(fā)進(jìn)行的例子自發(fā)過程：自發(fā)過程：一定條件一定條件

2、不需要外力作用不需要外力作用就就能夠自動(dòng)進(jìn)行的過程能夠自動(dòng)進(jìn)行的過程自發(fā)反應(yīng)：自發(fā)反應(yīng)：在一定溫度、壓強(qiáng)下，在一定溫度、壓強(qiáng)下，不借助不借助( (光、電能等）外部力量光、電能等）外部力量, ,一經(jīng)引發(fā)一經(jīng)引發(fā)就能進(jìn)就能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)行的化學(xué)反應(yīng)(1)鈉與水反應(yīng)： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) H=368 kJ/mol (2)鐵生銹： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol (3)氫氣和氧氣反應(yīng)： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) H=571.6kJ/mol以上自發(fā)過程共同點(diǎn)以上自發(fā)過程共同點(diǎn)放熱反應(yīng)即放熱反

3、應(yīng)即 H H0 0化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程一、焓判據(jù)焓判據(jù)（能量判據(jù)）（能量判據(jù)） H0的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向傾向； （體系趨向于從（體系趨向于從高能狀態(tài)高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)低能狀態(tài)）自發(fā)反應(yīng)一定要自發(fā)反應(yīng)一定要H 0H 0實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn):Ba(OH)28H2O 和和NH4Cl結(jié)論：結(jié)論：只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。火柴棒散落火柴棒散落容容易易較較 難難水中滴入紅墨水水中滴入紅墨水1.熵熵（S） :用來量度用來量度混亂混亂(或無序或無序)程度的物理程度的物理量量，單位：?jiǎn)挝唬篔.(mol.k)-1。二、

4、二、熵判據(jù)熵判據(jù)（熵增原理）（熵增原理）同一物質(zhì)同一物質(zhì):S （ g ）S（ l ） S（ s ）相同狀況下，相同狀況下，不同分子原子數(shù)越多，不同分子原子數(shù)越多，熵值越大熵值越大2. 熵判據(jù)熵判據(jù)：S0的過程有的過程有自發(fā)進(jìn)行的傾向自發(fā)進(jìn)行的傾向S = S生成物 S反應(yīng)物二、二、熵判據(jù)熵判據(jù)（熵增原理）（熵增原理）自發(fā)反應(yīng)一定要自發(fā)反應(yīng)一定要S 0 ？NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) S 0 探究活動(dòng)探究活動(dòng)2實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)： NH3與與HCl反應(yīng)反應(yīng)結(jié)論：結(jié)論：只根據(jù)熵變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向也是不全面的。只根據(jù)熵變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向也是不全面的。CaCO3(s) = CaO (s)

5、+CO2 (g)這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？這個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？ 已知：已知： H(298K)=+178.2 KJmol-1 , S(298K)=+169.6 Jmol-1K-1常溫不反應(yīng)，高溫自發(fā)反應(yīng)常溫不反應(yīng)，高溫自發(fā)反應(yīng)與與溫度溫度有關(guān)有關(guān)思考交流思考交流 G=HT S三、三、復(fù)合判據(jù)復(fù)合判據(jù)（吉布斯自由能變化）（吉布斯自由能變化）G 0, 自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行G G0 0，平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)G 0G 0，非自發(fā)進(jìn)行，非自發(fā)進(jìn)行注意：注意：為熱力學(xué)溫度，為熱力學(xué)溫度，單位為單位為K, K, 均為均為正值正值， =273+t, t=273+t, t為攝氏溫度。為攝氏溫度。P36科學(xué)視野科學(xué)視野溫度

6、對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的情況溫度對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的情況 類類型型HSH- -TS反應(yīng)的自發(fā)性反應(yīng)的自發(fā)性100200300400任何溫度都自發(fā)任何溫度都自發(fā)0任何溫度下都非自發(fā)任何溫度下都非自發(fā) 高溫高溫 0 低溫低溫0高溫高溫: :非自發(fā)非自發(fā)低溫：自發(fā)低溫：自發(fā) 高溫高溫0低溫低溫0高溫：自發(fā)高溫：自發(fā)低溫：非自發(fā)低溫：非自發(fā)0HSH 0S0高溫：自發(fā)高溫：自發(fā)S0自發(fā)自發(fā)H 0S 0非自發(fā)非自發(fā)H 0S 0低溫：自發(fā)低溫：自發(fā)人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣。人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣。2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 判斷這一方案是否可行？判斷這一方案是否

7、可行？ 已知室溫（已知室溫（298K、101KPa）下：）下：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) H = - 113.0 KJmol-1 S = -143.5 Jmol-1K-1 G =H-TH-TS S = - 69.68 KJ - 69.68 KJmolmol-1-1 0, 0 非自發(fā)非自發(fā)高溫高壓合成高溫高壓合成金剛石的儀器金剛石的儀器C（石墨）（石墨）= C（金剛石）（金剛石）已知室溫（已知室溫（298K、101KPa）下：）下： H=+1.9KJmol-1 2KJmol-1 S=-3.3 Jmol-1K-1 -310-3KJmol-1K-1 ？直接直接

8、 學(xué)以致用學(xué)以致用焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)影響因素：影響因素：化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向 反應(yīng)焓變反應(yīng)焓變 反應(yīng)熵變反應(yīng)熵變共同影響共同影響吸熱吸熱放熱放熱熵增熵增熵減熵減溫度溫度1 1、下列說法正確的是、下列說法正確的是（ ）A A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反、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；應(yīng)都是非自發(fā)的；B B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一、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；定是熵減少或不變；C 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 D、自發(fā)反應(yīng)

9、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鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)D 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)2下列過程屬于熵增加過程的是下列過程屬于熵增加過程的是()A一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)B高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固態(tài)碘升華固態(tài)碘升華D 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 3. 下列反應(yīng)中，熵減小的是（下列反應(yīng)中，熵減小的是（ ） A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g) D. 2CO

10、(g)2C(s)O2(g)C鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 4. 已知反應(yīng)已知反應(yīng)2C(g)=A(g)+2B(g) H0，下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A. 僅常溫下反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行僅常溫下反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行 B. 僅高溫下反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行僅高溫下反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行 C. 任何溫度下反應(yīng)均可以自發(fā)進(jìn)行任何溫度下反應(yīng)均可以自發(fā)進(jìn)行 D. 任何溫度下反應(yīng)均難以自發(fā)進(jìn)行任何溫度下反應(yīng)均難以自發(fā)進(jìn)行鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)5已知：已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下列說法中正確的是。下列說法中正確的是()A該反應(yīng)中熵變小于該反應(yīng)中熵變小于0，焓變大于，焓變大于0B該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行C