第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向(新)

1、2022年年3月月25日星期五日星期五一、化學(xué)反應(yīng)原理的重要組成部分一、化學(xué)反應(yīng)原理的重要組成部分 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理反應(yīng)的反應(yīng)的快慢程度快慢程度化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的限度限度反應(yīng)進(jìn)行的反應(yīng)進(jìn)行的方向方向 如何判斷反應(yīng)能否發(fā)生？如何判斷反應(yīng)能否發(fā)生？ 力圖使自身能量趨于最低力圖使自身能量趨于最低 由由“有序有序”變?yōu)樽優(yōu)椤盁o序無序”自發(fā)過程：自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部在一定條件下，不借助外部力量就能自動進(jìn)行的過程力量就能自動進(jìn)行的過程焓判據(jù)焓判據(jù)：熵判據(jù)熵判據(jù)：二、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向二、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)但有不少吸

2、熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行但有不少吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行.焓判據(jù)焓判據(jù)放熱反應(yīng)過程中體系能量降低放熱反應(yīng)過程中體系能量降低,具有自發(fā)進(jìn)行的傾向具有自發(fā)進(jìn)行的傾向 可見運(yùn)用焓變（可見運(yùn)用焓變（H）是判斷反應(yīng)能否）是判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素，自發(fā)進(jìn)行的因素，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。素?；鸩癜羯⒙浠鸩癜羯⒙淠?dāng)U散墨水?dāng)U散這些也是自發(fā)的過程，這些也是自發(fā)的過程，由有序變?yōu)闊o序由有序變?yōu)闊o序一個(gè)房間的幾種氣體，能通過分子的擴(kuò)散一個(gè)房間的幾種氣體，能通過分子的擴(kuò)散自發(fā)形成均勻的混合物自發(fā)形成均勻的混合物硝酸銨硝酸銨溶于水要吸熱，但它溶于水要吸熱，但它能自發(fā)向水能自

3、發(fā)向水中擴(kuò)散中擴(kuò)散三、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向三、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 1、熵熵的概念：在密閉條件下，體系由的概念：在密閉條件下，體系由有序有序自發(fā)地自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向的傾向稱為稱為熵熵。 用熵來描述體系的混亂度用熵來描述體系的混亂度 2、符號用、符號用S表示。表示。 3、熵值越大，體系混亂度越大。、熵值越大，體系混亂度越大。 同一物質(zhì)：同一物質(zhì)：S（g）S（l）S（s）。）。4、熵變和熵增原理、熵變和熵增原理（1）熵變）熵變 化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。或物質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。 S=S產(chǎn)物產(chǎn)物S反應(yīng)物反應(yīng)物 當(dāng)當(dāng)S0時(shí)

4、，為熵增加反應(yīng)，如時(shí)，為熵增加反應(yīng)，如產(chǎn)生氣體產(chǎn)生氣體的反應(yīng)、的反應(yīng)、氣體氣體物質(zhì)的物質(zhì)的物質(zhì)的量增大物質(zhì)的量增大的反應(yīng)的反應(yīng).（2）在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將）在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，該原理叫導(dǎo)致體系的熵增大，該原理叫熵增原理熵增原理。 （3）該原理是用來該原理是用來判斷過程的方向判斷過程的方向的又一的又一個(gè)因素，又稱為個(gè)因素，又稱為熵判據(jù)熵判據(jù)。 -10的液態(tài)水能自動結(jié)冰成為固態(tài)的液態(tài)水能自動結(jié)冰成為固態(tài) 鋁熱反應(yīng)是熵減反應(yīng)，它在一定條件下也鋁熱反應(yīng)是熵減反應(yīng)，它在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行。可自發(fā)進(jìn)行。 可見熵判據(jù)判斷過程的方向也是不全面的可見熵判據(jù)判斷過程的

5、方向也是不全面的四、焓變與熵變四、焓變與熵變的復(fù)合判據(jù)的復(fù)合判據(jù) 在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，我們要在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，我們要判判別化學(xué)反應(yīng)的方向別化學(xué)反應(yīng)的方向要考慮要考慮H、 S共同共同影響影響的結(jié)果。的結(jié)果。復(fù)復(fù)合合判判據(jù)據(jù)焓判據(jù)（使自身能量趨焓判據(jù)（使自身能量趨于最低能量）于最低能量）熵判據(jù)（由熵判據(jù)（由“有序有序”變變?yōu)闉椤盁o序無序” ）反應(yīng)方向反應(yīng)方向焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用 1、由焓判據(jù)知、由焓判據(jù)知 放熱過程（放熱過程（H0）常）常常是常是容易容易自發(fā)進(jìn)行；自發(fā)進(jìn)行； 2、由熵判據(jù)知、由熵判據(jù)知 若干若干熵增加（熵增加（S0）的過程是自發(fā)的；的過程是自發(fā)的；

6、 3、很多情況下，由能量判據(jù)（以焓變?yōu)椤⒑芏嗲闆r下，由能量判據(jù)（以焓變?yōu)榛A(chǔ)）和熵判據(jù)組合成的基礎(chǔ)）和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)自復(fù)合判據(jù)自由能由能將更適合于所有的反應(yīng)過程。將更適合于所有的反應(yīng)過程。 4、過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方、過程的自發(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)生和過程向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。如發(fā)生的速率。如鋼制器件腐蝕等例子鋼制器件腐蝕等例子。 HT S（T為絕對溫度）為絕對溫度） 0，則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行， ，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)， ，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 一些吸熱反應(yīng)一些吸熱反應(yīng)在室溫條件

7、下不能自發(fā)進(jìn)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行行，但，但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行，在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行，如在如在室溫下碳酸鈣分解不能自發(fā)進(jìn)行，但同樣室溫下碳酸鈣分解不能自發(fā)進(jìn)行，但同樣是這個(gè)反應(yīng)在較高溫度（是這個(gè)反應(yīng)在較高溫度（1200K）下則能自）下則能自發(fā)進(jìn)行。發(fā)進(jìn)行。典例剖析典例剖析 例例1. 下列過程是非自發(fā)的是下列過程是非自發(fā)的是 （ ）A、水由高處向低處流；、水由高處向低處流；B、天然氣的燃燒；、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹；、鐵在潮濕空氣中生銹；D、室溫下水結(jié)成冰、室溫下水結(jié)成冰例例2.知道了某過程有自發(fā)性之后，則知道了某過程有自發(fā)性之后，則( ) A.可判斷出過程的方向可判斷

8、出過程的方向 B.可確定過程是否一定會發(fā)生可確定過程是否一定會發(fā)生 C.可預(yù)測過程發(fā)生完成的快慢可預(yù)測過程發(fā)生完成的快慢 D.可判斷過程的熱效應(yīng)可判斷過程的熱效應(yīng)DA 2、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是 （ ）A、吸熱反應(yīng)；、吸熱反應(yīng)； B、放熱反應(yīng)；、放熱反應(yīng)；C、熵增加反應(yīng)；、熵增加反應(yīng)； D、熵增加或者放熱反應(yīng)。、熵增加或者放熱反應(yīng)。CD 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，吸熱反應(yīng)都是、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的；非自發(fā)的；B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定、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；是

9、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)。 3、250C和和1.01105Pa時(shí)，反應(yīng)時(shí)，反應(yīng) 2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g)； H=56.76kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是，自發(fā)進(jìn)行的原因是 A、是吸熱反應(yīng)；、是吸熱反應(yīng)； B、是放熱反應(yīng)；、是放熱反應(yīng)； C、是熵減少的反應(yīng)；、是熵減少的反應(yīng)； D、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。( D )4.4.下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是( )( )D. CO(gD. CO(g) )C(sC(s) )1/2 1/2 O O2 2(g)(g)B. 2NB. 2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)(g)O O2