化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向v

化學(xué)反應(yīng)也有奮斗目標(biāo)！第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向問題探究汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代城市中的大氣污染物，為了減輕大氣污染，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）你能否判斷這一反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行？理論依據(jù)是什么？1、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外力就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。2、自發(fā)反應(yīng)：在給定的條件下，無須外界做功，一經(jīng)引發(fā)即能自動(dòng)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)?！靖拍罱缍ā孔园l(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)如何判斷一個(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？水總是自發(fā)地由高處往低處流①自然界中水總是從高處往低處流；②自由落體運(yùn)動(dòng)③室溫下冰塊自動(dòng)融化；④墨水（香水、汽油）擴(kuò)散；⑤食鹽（NaOH、蔗糖等）溶解于水等。鎂條燃燒；酸堿中和；鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒，鋅與CuSO4溶液會自動(dòng)反應(yīng)生成Cu和ZnSO4等，這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。酸堿中和、鎂條燃燒等這些一定條件下能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng)有何共同特點(diǎn)？【思考與交流】共同特點(diǎn)：△H<O即放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，△H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行從能量角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？一般情況下，△H<O即放熱反應(yīng)易發(fā)生自發(fā)反應(yīng)。能量判據(jù)（焓判據(jù)）：【歸納與總結(jié)】一、化學(xué)反應(yīng)方向的能量判據(jù)（焓判據(jù)）體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時(shí)體系會對外做功或者釋放熱量～△H﹤0）。放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進(jìn)行傾向。自發(fā)反應(yīng)一定要△H<O？1.△H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要△H<O2.焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素,但不是唯一因素。NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H=＋37.30kJ/mol△H=＋56.7kJ/mol△H=＋74.9kJ/mol結(jié)論:在25℃，101KPa下，上述反應(yīng)(△H＞O)能自發(fā)進(jìn)行。冰塊融化品紅在水中擴(kuò)散你能解釋蒸汽擴(kuò)散和火柴混亂的真正原因嗎？蒸汽擴(kuò)散火柴散落氣態(tài)物質(zhì)能通過分子的擴(kuò)散自發(fā)地形成均勻的混合物?；鸩裆⒙溆汹呄蛴谧畲蠡靵y度的傾向結(jié)論：在密閉條件下，體系從有序→無序是自發(fā)的。二、化學(xué)反應(yīng)方向的熵判據(jù)熵的含義：熵是體系混亂度的量度，即熵是用來描述體系的混亂度的，符號用S表示,單位：J?mol-1?K-1。體系混亂度越大，熵值越大；體系混亂度越小，熵值越小。對于同一物質(zhì)：S（氣態(tài)）﹥S（液態(tài)）﹥S（固態(tài)）。1、同一物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值最大，液態(tài)較小，固態(tài)時(shí)最小。2、固體的溶解過程、墨水?dāng)U散過程和氣體擴(kuò)散過程。3、反應(yīng)過程中氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)。4.生成氣體的反應(yīng)。5.升高溫度。導(dǎo)致混亂度增加的一些因素 火柴散落、墨水?dāng)U散過程混亂度如何變化？由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，即混亂度增大，混亂度越大越穩(wěn)定，△S>0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。從混亂度角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？【思考與交流】【歸納與總結(jié)】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，即熵變大于零（△S＞0)，這個(gè)原理叫熵增原理，用來判斷過程的方向時(shí)，就稱為熵判據(jù)。熵判據(jù)：體系有自發(fā)地向混亂度增加（即熵增）方向轉(zhuǎn)變的傾向?；靵y度增加意味著體系變得更加無序。體系的有序性越高，混亂度越低，熵值越小。有序變無序——熵增的過程自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=－39.35J?mol-1?K-1

結(jié)論：△S>O，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，自發(fā)反應(yīng)不一定要△S>O。熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè)因素,但不是唯一因素。鋁熱反應(yīng)（△S＜0）也能自發(fā)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)的最終判據(jù)到底是什么呢？△G=△H—T△S三、復(fù)合判據(jù)（自由能變化）當(dāng)△G<0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行當(dāng)△G>0時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行當(dāng)△G=0時(shí)，平衡狀態(tài)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，既與反應(yīng)焓變有關(guān)，又與反應(yīng)熵變有關(guān)，恒溫、恒壓下，反應(yīng)方向的判據(jù)是體系自由能變化（△G）溫度對反應(yīng)自發(fā)性影響的情況

類型△H△S△G=△H—T△S反應(yīng)的自發(fā)性1—+2+—3——4++永遠(yuǎn)是—在任何溫度都是自發(fā)反應(yīng)永遠(yuǎn)是+在任何溫度下都是非自發(fā)反應(yīng)在高溫+在低溫—在低溫是自發(fā)反應(yīng)在高溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫—在低溫+在低溫是非自發(fā)反應(yīng)在高溫是自發(fā)反應(yīng)▲需要注意：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)生和過程發(fā)生的速率。例如教材P35涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)；又如裝在不同地方的氣體等例子。影響因素：化學(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)焓變反應(yīng)熵變共同影響吸熱放熱熵增熵減小結(jié)：焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)小結(jié)在298K、100kPa下該反應(yīng)的△H＝－113.0kJ?mol-1，△S＝－145.3J?mol-1?K－1

汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代城市中的大氣污染物，為了減輕大氣污染，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）你能否判斷這一反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行？理論依據(jù)是什么？【課堂達(dá)標(biāo)測試】1下列過程是非自發(fā)的是∶（）A、水由高處向低處流；B、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹；D、室溫下水結(jié)成冰。2碳酸銨〔（NH4）2CO3〕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∶（）A、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大；B、其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量；C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。DA3、下列說法正確的是∶（）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；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；C、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)。4、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是∶（）A、吸熱反應(yīng)；B、放熱反應(yīng)；C、熵增加反應(yīng)；D、熵增加或者放熱反應(yīng)。CD5、250C和1.01×105Pa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∶（）A、是吸熱反應(yīng)；B、是放熱反應(yīng)；C、是熵減少的反應(yīng)；D、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。D6、下列說法不正確的是（）A.焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(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.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱D.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)CD8、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(g)＝2C(s)＋O2(g)7、以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是()A、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；