化學(xué)反應(yīng)方向和判斷依據(jù)

1、關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的方向和判斷依據(jù)第1頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四自然界中水總是從高處往低處流是自動(dòng)進(jìn)行的變化過程即自發(fā)的變化過程 自發(fā)過程的特征：有一定的方向性;且不能自動(dòng)恢復(fù)原狀，若要恢復(fù)必須借助外力。 第2頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四一 自發(fā)反應(yīng):在一定溫度和壓強(qiáng)下，無需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)，我們稱之為自發(fā)反應(yīng)。一定溫度T和壓強(qiáng)P的目的：引發(fā)反應(yīng)；外界幫助指:通電、光照等；第3頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四1.水分解生成氫氣和氧氣的反應(yīng)2.氯氣與溴化鉀溶液的反應(yīng)3.乙烯與溴單質(zhì)的反應(yīng)4.氮?dú)夂脱鯕馍梢谎趸?/p>

2、氮的反應(yīng)非自發(fā)自發(fā)非自發(fā)自發(fā)書P42交流與討論第4頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四P43你知道嗎？以上自發(fā)反應(yīng)的共同點(diǎn)放熱反應(yīng)H0 自然界中的許多自發(fā)過程，無論是物理過程還是化學(xué)過程，都有由能量較高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向。（能量越低越穩(wěn)定）高能態(tài)低能態(tài)+能量化學(xué)反應(yīng)的方向第5頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四能量判據(jù)（焓判據(jù)） 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)而言，放熱反應(yīng)就是一個(gè)由高能態(tài)向低能態(tài)變化的過程，因此，絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得越多，反應(yīng)越完全。 所以H0 的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向，焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行

3、的因素之一。化學(xué)反應(yīng)的方向第6頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四二 判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)1 焓判據(jù)：自發(fā)反應(yīng)有趨向于使體系的能量降低的傾向。即H0 的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。且H數(shù)值越大，越有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。交流與討論 “只有放熱反應(yīng)才可以自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行”，你同意這種觀點(diǎn)嗎？ 化學(xué)反應(yīng)的方向第7頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四判斷下列過程中能量的變化情況：吸熱 請(qǐng)觀察：這些物質(zhì)的規(guī)則性、微粒間無規(guī)則排列程度有沒有改變呢？如何改變？1、冰融化成水2、NH4Cl（s）+Ba(OH)2.8H2O(s) =2NH3(g)+BaCl2(s

4、)+10H2O(l)3、硝酸氨溶于水NH4NO3(s) NH4+(aq) + NO3-(aq)體系的混亂度增大第8頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四熵：衡量一個(gè)體系混亂度的物理量，符號(hào)：S 除熱效應(yīng)外，決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的另一個(gè)因素是體系的混亂度（微粒間無規(guī)則排列程度）。大多數(shù)自發(fā)過程有趨向于體系混亂度增大的傾向.體系混亂度越大，熵值越大，即S值越大。第9頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化。符號(hào)：S S0 ：體系的混亂度增大；S0 的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向.且S越大，越有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。S=S（產(chǎn)物）S（反應(yīng)物）第1

5、0頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四 根據(jù)你已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，判斷下列過程的熵變大于零還是小于零。H2O(s)H2O(l)H2O(g)NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 高溫N2(g)+3H2（g）2NH3(g)問題解決S0S0S0S0還是0S0S0S0檢測(cè)練習(xí):第14頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四小結(jié)： 綜上所述,體系能量降低和混亂度增加都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向,即焓變和熵變共同制約著化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 要正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,必須綜合考慮反應(yīng)的焓變H和熵變S。第1

6、5頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四 體系自由能變化（ G ）綜合考慮了焓變和熵變對(duì)反應(yīng)體系的影響： G = H-TS（為熱力學(xué)溫度，均為正值）。在恒溫、恒壓下，用G判斷化學(xué)反應(yīng)在該狀況時(shí)自發(fā)進(jìn)行的方向顯得更為科學(xué)。 0 ，一定能自發(fā)進(jìn)行G = HTS 0 ，達(dá)到平衡狀態(tài) 0 ，一定不能自發(fā)進(jìn)行 拓展視野第16頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四例題：已知CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)，H（298K）=178.2KJmol-1, S=169.6Jmol-1K-1請(qǐng)通過計(jì)算說明該反應(yīng)在常溫能否自發(fā)進(jìn)行，在什么溫度下能自發(fā)進(jìn)行。常溫下： G=

7、 178.2KJmol-1-298K169.6Jmol-1K-110-3 =127.7kJmol-1所以，該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行。若要讓該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則G0，設(shè)溫度為T，代入公式，求得T=1051K所以，該反應(yīng)在1051K以上能自發(fā)進(jìn)行。第17頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四一定自發(fā)一定非自發(fā)低溫自發(fā)高溫自發(fā)G = HTSNH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) 低溫可行CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)高溫可行第18頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四 汽車尾氣的主要污染物是一氧化氮以及燃燒不完全所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代化城市

8、的重要大氣污染物，為了減輕汽車尾氣造成的大氣污染,有人提出通過2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 來處理汽車尾氣。已知室溫（298K、101KPa）下：H = - 113.0 KJmol-1S = -143.5 Jmol-1K-1第19頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四思考：如何加快反應(yīng)速率？一種汽車尾氣凈化器。H-TS = - 69.68 KJmol-1 T1 P2 P1 h2 h1 墨滴 Q 氣體 液體 擴(kuò)散 自發(fā)過程的特征：有一定的方向性，且不能自動(dòng)恢復(fù)原狀，若要恢復(fù)必須借助外力。 第33頁，共35頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)2分，星期四3下列說法不正確的是A. 焓變是個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。B. 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。C. 一