化學反應的方向周磊

化學反應的方向周磊第1頁/共22頁2023/3/8水往低處流生活中的自發(fā)過程第2頁/共22頁2023/3/8冰室溫時溶解生活中的自發(fā)過程自然界中的自發(fā)過程體現(xiàn)了自然界變化的方向性第3頁/共22頁2023/3/8自發(fā)反應：

在一定條件下，無需外界幫助就能自動進行的反應問題1：自然界中有許多自然而然發(fā)生的現(xiàn)象，物質(zhì)間的化學反應是否也能自然發(fā)生呢？請聯(lián)系已學知識舉例。(1)在常溫下鹽酸能與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和水；而氯化鈉和水卻不能反應生成鹽酸和氫氧化鈉。(2)鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹；一、自發(fā)反應這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。第4頁/共22頁2023/3/8注意：(1)一定條件指：一定的溫度和壓強外界幫助可以是如通電、光照等。(2)自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn).第5頁/共22頁2023/3/8（P42交流與討論）下列反應是室溫能否自發(fā)進行？如能，寫出相應的化學方程式1.水分解生成氫氣和氧氣的反應2.氯氣與溴化鉀溶液的反應3.乙烯與溴單質(zhì)的反應4.氮氣和氧氣生成一氧化氮的反應第6頁/共22頁2023/3/81.水分解生成氫氣和氧氣的反應2.氯氣與溴化鉀溶液的反應3.乙烯與溴單質(zhì)的反應4.氮氣和氧氣生成一氧化氮的反應不能能不能能Cl2+2KBr=Br2+2KClC2H4+Br2CH2BrCH2Br第7頁/共22頁2023/3/81.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O（l）△H=-2217.5kJ/mol2.2Na(s)+Cl2=2NaCl(s)△H=-822kJ/mol3.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H=-1648.4kJ/mol4.H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-546.6kJ/mol討論下列反應在一定條件下能夠自發(fā)進行，它們有哪些共同特征？化學反應中的自發(fā)過程共同特點：△H＜0，即體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)第8頁/共22頁2023/3/8能量判據(jù)：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（△H＜

0）。對于化學反應而言，絕大多數(shù)的放熱反應能自發(fā)進行，且放出的熱量越多，體系能量降低越多，反應越完全二、焓變與反應方向第9頁/共22頁2023/3/8吸熱過程的反應能否自發(fā)進行？有一些吸熱反應在室溫條件下不能自發(fā)進行，但在較高溫度下則能自發(fā)進行思考：如：1、硝酸銨溶于水（P43觀察與思考？）思考：上面的幾個反應是吸熱反應、那為什么還可以自發(fā)的進行呢？焓變（△H）是決定反應能否自發(fā)進行的因素之一，但不是唯一因素。2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2o(l)NH4NO3(s)=NH4+

(aq)+NO3-(aq)2、碳酸鈣分解第10頁/共22頁2023/3/8有序混亂第11頁/共22頁2023/3/8三、熵變與反應方向研究表明，除熱效應外，決定反應能否自發(fā)進行的另一因素——體系的混亂度（熵S）熵：衡量一個體系混亂度的物理量叫做熵，用符號S表示。對于同一物質(zhì)：S（g）﹥S（l）﹥S（s）熵變：反應前后體系熵的變化叫做反應的熵變.用△S表示。

△S=S生成物總熵－S反應物總熵反應的△S越大,越有利于反應自發(fā)進行熵判據(jù)：體系趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài)，即混亂度增加（△S＞0）。且△S越大，越有利于反應自發(fā)進行。（P45交流與討論）第12頁/共22頁2023/3/81.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)

2.CaCO3==CaO(s)+CO2(g)3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)思考：判斷下列過程的熵變是大于零還是小于零？△S＞0△S＞0△S＞0△S＜0第13頁/共22頁2023/3/8正確判斷一個化學反應是否能夠自發(fā)進行必須綜合考慮反應的焓變和熵變恒溫恒壓時判斷反應是否能夠自發(fā)進行

△H＜0△S>0

△H>0△S＜0

△H＜0△S＜0△H>0△S>0自發(fā)非自發(fā)不一定不一定第14頁/共22頁2023/3/8吉布斯自由能判斷反應自發(fā)進行的方向

NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)△H＜0△S＜0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0△S>0判斷這兩個反應什么條件下自發(fā)進行｛△G＜0,自發(fā)進行△G＝0，可逆反應△G>0，非自發(fā)進行低溫可行高溫可行△G=△H-T△S拓展視野第15頁/共22頁2023/3/81.△H<0，△S>0該反應一定能自發(fā)進行；如：Mg(s)+2HCl(aq)

=MgCl2(aq)+H2(g)2.△H>0，△S<0該反應一定不能自發(fā)進行；如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)3.△H<0，△S<0該反應在較低溫度下能自發(fā)進行如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)4.△H>0，△S>0該反應在較高溫度下能自發(fā)進行如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)判斷依據(jù)：△G=

△H－T△S＜

0反應能自發(fā)進行第16頁/共22頁2023/3/8說出下列反應中的焓變，熵變，及自發(fā)性CO2(s)→CO2(g)

2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)Ag+(aq)+Cl-=AgCl(s)

△H>

0△S>0自發(fā)△H<0，△S<0自發(fā)△H<0，△S>0自發(fā)△H<0，△S<0自發(fā)第17頁/共22頁2023/3/8下列反應中，熵減小的是D.2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D練習1:第18頁/共22頁2023/3/8A.凡是放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)的B

.自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減小或不變C.自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)D.自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)練習2:

下列說法正確的是（）C第19頁/共22頁2023/3/8小結(jié)：焓變和熵變對反應方向的共同影響能量判據(jù)：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（△H＜

0）。熵判據(jù)：體系趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài)，即混亂度增加（△S＞0）。且△S越大，越有利于反應自發(fā)進行。第20頁/共22頁2023/3/81．反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能確定反應是否一