化學(xué)反應(yīng)進行的方向

1、化學(xué)反應(yīng)進行的快慢化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)進行的方向化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡 ?化學(xué)反應(yīng)原理的組成部分化學(xué)反應(yīng)原理的組成部分 這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性其中是否蘊藏了一定的科學(xué)原理？自發(fā)反應(yīng)：在自發(fā)反應(yīng)：在下下需外界幫助就能需外界幫助就能 進行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。進行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。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。清清識識知知單單下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進行，你知道這些反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原因嗎？些反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原因嗎？C C3 3H H8 8

2、(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 = -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) +

3、 F(g) + F2 2(g) = 2HF(g)(g) = 2HF(g) H H = = -546.6 kJ -546.6 kJmolmol-1-1 共同特點：共同特點：H O H O 即放熱反應(yīng)即放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越放熱反應(yīng)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(yīng)自發(fā)進行有利于反應(yīng)自發(fā)進行清清識識知知單單反應(yīng)物的總能量反應(yīng)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(yīng)放熱反應(yīng)H H0 0化學(xué)反應(yīng)進行方向的判據(jù)化學(xué)反應(yīng)進行方向的判據(jù)高能狀態(tài)高能狀態(tài)低能狀態(tài)低能狀態(tài)思考：是不是所有自發(fā)進行的化學(xué)思考：是不是所有自發(fā)進行的化學(xué) 反應(yīng)都是放熱的？

4、反應(yīng)都是放熱的？思思與與題題問問考考結(jié)論：結(jié)論：H OH O有利于反應(yīng)自發(fā)進行，有利于反應(yīng)自發(fā)進行， 但自發(fā)反應(yīng)不一定要但自發(fā)反應(yīng)不一定要H OH 0 S 0 有利于反應(yīng)自發(fā)進行。有利于反應(yīng)自發(fā)進行。自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做，也就是，也就是反應(yīng)方向判斷的反應(yīng)方向判斷的1 1、同一物質(zhì)氣態(tài)時熵值、同一物質(zhì)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?dāng)U散擴散過程和氣體過程和氣體擴散擴散過程。過程。3 3、反應(yīng)過

5、程中氣體物質(zhì)的量、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量增加增加的反應(yīng)。的反應(yīng)。清清識識知知單單自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)結(jié)論：結(jié)論：S OS O有利于反應(yīng)自發(fā)進行，有利于反應(yīng)自發(fā)進行， 自發(fā)反應(yīng)不一定要自發(fā)反應(yīng)不一定要S OS O熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進行的熵變是反應(yīng)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。 物質(zhì)的混亂度趨于增加物質(zhì)的混亂度趨于增加物質(zhì)具有的能量趨于降低物質(zhì)具有的能量趨于降低 H H( (焓變焓變) ) 0)0焓焓( (H H) )判據(jù)判據(jù)熵熵( (

6、S S) )判據(jù)判據(jù)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)焓變焓變熵變熵變化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行自發(fā)進行自發(fā)進行不自發(fā)進行不自發(fā)進行不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷 H H00 H H000 H H00 S S00 S S00 S S00 S S00熵增原理熵增原理3 3、能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用、能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用判斷反應(yīng)進行的方向判斷反應(yīng)進行的方向(1)由能量判據(jù)知：放熱過程常常是容易進行的。由能量判據(jù)知：放熱過程常常是容易進行的。(2)由熵判據(jù)知：若干熵增的過程是自發(fā)的。由熵判據(jù)知：若干熵增的過程是自發(fā)的。(3)很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)判斷很多情況下，簡單地只用其

7、中一個判據(jù)判斷同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應(yīng)兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)應(yīng)兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ)以焓變?yōu)榛A(chǔ))和和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)(吉布斯自由能變吉布斯自由能變G)將更適合于所有的過程。將更適合于所有的過程。反應(yīng)能否自發(fā)還與反應(yīng)能否自發(fā)還與有關(guān)有關(guān)要正確判斷一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行要正確判斷一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行, ,必須必須綜合考慮綜合考慮反應(yīng)的反應(yīng)的焓變焓變H H和熵變和熵變S S小結(jié)G=G=H-TH-TS S自由能變化自由能變化G G綜合考慮了焓變和熵變對體系綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響

8、的影響當(dāng)當(dāng)G0G0G0時，反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)時，反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)視視學(xué)學(xué)科科野野H HS S2KClO2KClO3 3(s)=2KCl(s)+3O(s)=2KCl(s)+3O2 2(g)(g)H = -78.03 kJmolH = -78.03 kJmol-1-1S = 494.4 JmolS = 494.4 Jmol-1-1KK-1-1CO(g)=C(s,CO(g)=C(s,石墨石墨)+1/2O)+1/2O2 2(g)(g)H = 110.5 kJmolH = 110.5 kJmol-1-1S = -89.36 JmolS = -89.36 Jmol-1-1KK-1-14Fe(OH)4Fe(O

9、H)2 2(s)+2H(s)+2H2 2O(l)+OO(l)+O2 2(g)=4Fe(OH)(g)=4Fe(OH)3 3(s)(s)H = -444.3kJmolH = -444.3kJmol-1-1S = -280.1 JmolS = -280.1 Jmol-1-1KK-1-1H (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)+CO(s) = CaO(s)+CO2 2(g)(g)1 1反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判

10、斷反應(yīng)的方向反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確，不能確定反應(yīng)是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如涂定反應(yīng)是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實現(xiàn)。過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實現(xiàn)?！咀⒁庾⒁狻? 2在討論過程的方向時，在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用，就。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水泵可以把水從低水位可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水泵可以把水從低水位

11、升至高水位；高溫高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，升至高水位；高溫高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，實現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的實現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。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)結(jié)結(jié)總總識識知知溫度溫度1 1、下列過程是非自發(fā)的是、下列過程是非自發(fā)的是（ ）A A、水由高處向低處流；水由高處向低處流； B B、天然氣的燃燒；天然氣的燃燒

12、；C C、鐵在潮濕空氣中生銹；鐵在潮濕空氣中生銹； D D、室溫下水結(jié)成冰。室溫下水結(jié)成冰。2 2、碳酸銨（、碳酸銨（NHNH4 4）2 2COCO3 3在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是氣，對其說法中正確的是（ ）A A、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大；其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大；B B、其分解是因為外界給予了能量；其分解是因為外界給予了能量；C C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；D D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。D DA A

13、3 3、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，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的；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；B B、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；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；C C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實現(xiàn)；自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實現(xiàn)；D D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。4 4、自發(fā)進行的反應(yīng)一定是、自發(fā)進行的反應(yīng)一定是（ ）A A、吸熱反應(yīng)；吸熱反應(yīng)； B B、放熱反應(yīng)；放熱反應(yīng)；C C、熵增加反應(yīng)；熵增加反應(yīng)； D D、熵增加或者放熱反應(yīng)。熵增加或者放熱反應(yīng)。

14、C CD D5 5、下列說法不正確的是（、下列說法不正確的是（ ）A. A. 焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的因素，焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。多數(shù)的能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。B. B. 在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。的混亂程度越大，熵值越大。C. C. 一個反應(yīng)能否自發(fā)進行取決于該反應(yīng)放熱還是一個反應(yīng)能否自發(fā)進行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱吸熱D. D. 一個反應(yīng)能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同一個反應(yīng)能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)影響有關(guān)E.E.非自發(fā)反應(yīng)

15、在一定條件下能實現(xiàn)非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下能實現(xiàn)C C6 6、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是( )( )A A、硝酸銨自發(fā)地溶于水硝酸銨自發(fā)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 H=+74.9 kJ/molkJ/molD D、2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l); O(l); H=-571.6 kJ/molH=-571.6 kJ/molD DD D7 7、下列反應(yīng)中，熵減小的是（、下列反應(yīng)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(s)MgO(s)COCO2 2(g)(g)D. 2CO(g)D. 2CO(g)