化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 (2)

1、 這些過程都是這些過程都是在一定條件下不需要外力在一定條件下不需要外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過程作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過程,叫做叫做自發(fā)過程自發(fā)過程，其其逆過程就逆過程就是非自發(fā)過程是非自發(fā)過程。自然界中水總是從高處往低處流；自然界中水總是從高處往低處流；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；室溫下冰塊自動(dòng)融化；室溫下冰塊自動(dòng)融化；鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹；鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹；煤氣與空氣點(diǎn)燃就燃燒；煤氣與空氣點(diǎn)燃就燃燒；具有什么特點(diǎn)的過程才能自發(fā)進(jìn)行？具有什么特點(diǎn)的過程才能自發(fā)進(jìn)行？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(1)甲烷燃燒：甲烷燃燒

2、：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol(2)鐵生銹：鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol(3)氫氣和氧氣反應(yīng)：氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol共同點(diǎn)共同點(diǎn) ?E反反 E生生, H0放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)自然界中水總是從高處往低處流；自然界中水總是從高處往低處流；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；共同點(diǎn)共同點(diǎn) ?能量由高到底能量由高到底一、自發(fā)過程與焓判據(jù)一、自發(fā)過程與焓判據(jù)共同特點(diǎn)：體系趨向于從高能

3、狀態(tài)轉(zhuǎn)變共同特點(diǎn)：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。為低能狀態(tài)。1 1、焓判據(jù)：自發(fā)過程的體系取向于從高能、焓判據(jù)：自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)( (這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量，焓變小于功或釋放熱量，焓變小于0)0)，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。據(jù)之一。練習(xí)練習(xí)1已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為： C(金剛石、s)+O2(g) CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) CO2(g) H2393.51kJ/mol

4、關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低A C 有些過程也是自發(fā)的，這當(dāng)中有的與物有些過程也是自發(fā)的，這當(dāng)中有的與物質(zhì)的能量高低無關(guān)，有的雖與能量高低有關(guān)，質(zhì)的能量高低無關(guān)，有的雖與能量高低有關(guān)，但用焓判據(jù)卻無法解釋清楚，例如：但用焓判據(jù)卻無法解釋清楚，例如：兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行（1）既不吸熱也不放熱的自發(fā)過程）既不吸熱也不放熱的自發(fā)過程H2O2O2 H2（2）吸熱的自發(fā)過程）吸熱的自發(fā)過程室溫下冰塊的融化；室溫下冰塊的融化；硝酸鹽類的

5、溶解；硝酸鹽類的溶解；常溫常壓下常溫常壓下N2O5的分解的分解2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol碳銨的分解碳銨的分解(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol二、熵、二、熵、熵增原理、熵增原理、熵判據(jù)熵判據(jù)1熵（混亂度）：在密閉條件下，體系熵（混亂度）：在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，這種有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，這種推動(dòng)體系變化的因素稱作熵。推動(dòng)體系變化的因素稱作熵。2、熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中，自發(fā)、熵判據(jù)：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，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律過

6、程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理。是在用來判斷化學(xué)反應(yīng)方叫做熵增原理。是在用來判斷化學(xué)反應(yīng)方向時(shí)就稱為熵判據(jù)。向時(shí)就稱為熵判據(jù)。3同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)熵值大?。涸谕晃镔|(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)熵值大小：在氣態(tài)時(shí)熵最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。氣態(tài)時(shí)熵最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。體系混亂度有增體系混亂度有增加的傾向加的傾向三、焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用三、焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用焓判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最低能量狀焓判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最低能量狀態(tài)的傾向。態(tài)的傾向。 熵判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最大混亂度熵判據(jù)中，自發(fā)過程取向于最大混亂度的傾向。的傾向。 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向判據(jù)：體系總化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

7、判據(jù)：體系總是要向著使自身能量降低（焓減）、混是要向著使自身能量降低（焓減）、混亂度增大（即熵增）（由有序趨向無序）亂度增大（即熵增）（由有序趨向無序）的方向轉(zhuǎn)變的方向轉(zhuǎn)變 很多情況下，簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)很多情況下，簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由焓判據(jù)和結(jié)果，所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有的過程。的過程。解釋下列過程為什么能夠自發(fā)進(jìn)行？解釋下列過程為什么能夠自發(fā)進(jìn)行？自然界中水總是從高處往低處流；自然界中水總是從高處往低處流；室

8、溫下冰塊自動(dòng)融化；室溫下冰塊自動(dòng)融化；煤氣與空氣點(diǎn)燃就燃燒；煤氣與空氣點(diǎn)燃就燃燒；(4)甲烷燃燒：甲烷燃燒：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol(5)鐵生銹：鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol(6)氫氣和氧氣反應(yīng)：氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol（7）兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行）兩種理想氣體的混合可順利自發(fā)進(jìn)行H2O2O2 H2（8）室溫下冰塊的融化；）室溫下冰塊的融化；（9）硝酸鹽類的溶解；）硝酸鹽類的溶解；（10）常溫常壓下）常溫

9、常壓下N2O5的分解的分解2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol（11）碳銨的分解）碳銨的分解(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol小結(jié)小結(jié)一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)一、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1焓判據(jù)焓判據(jù)2熵判據(jù)熵判據(jù)二、理解熵的含義和熵的變化二、理解熵的含義和熵的變化1、放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程，、放熱的自發(fā)過程可能是熵減小的過程， 如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵?zé)o如鐵生銹、氫氣燃燒等；也可能是熵?zé)o明顯變化或增加的過程，如金剛石和石墨的明顯變化或增加的過程，如金剛石和石墨的互變熵不變；活潑

10、金屬與酸的置換反應(yīng)熵增互變熵不變；活潑金屬與酸的置換反應(yīng)熵增等等2、吸熱的自發(fā)過程應(yīng)為熵增加的過程，、吸熱的自發(fā)過程應(yīng)為熵增加的過程， 如冰的融化、硝酸銨溶于水等。如冰的融化、硝酸銨溶于水等。3、無熱效應(yīng)的自發(fā)過程是熵增加的過程，、無熱效應(yīng)的自發(fā)過程是熵增加的過程， 如兩種理想氣體的混合等。如兩種理想氣體的混合等。思考：思考：（1）有序排列的火柴散落時(shí)成為無序排列的）有序排列的火柴散落時(shí)成為無序排列的原因原因?（2）自發(fā)過程是否一定能發(fā)生？非自發(fā)過程）自發(fā)過程是否一定能發(fā)生？非自發(fā)過程是否一定不能發(fā)生？舉例說明。是否一定不能發(fā)生？舉例說明。（3）什么條件下非自發(fā)過程也能發(fā)生？）什么條件下非自發(fā)過程也能發(fā)生？1過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，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(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率速率。 例如：金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，例如：金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向，但是能否發(fā)生，什么時(shí)候發(fā)生，多快才能完但是能否發(fā)生，什么時(shí)候發(fā)生，多快才能完成，就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問題成，就不是能量判據(jù)和