化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

我們都知道水是從高處流向低處，匯聚到湖泊、海洋等這種位置低、穩(wěn)定的地方?！舅伎肌浚?）水能自發(fā)的從高處流向低處嗎？（2）如何判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行？高山流水1.了解物質(zhì)變化過程的自發(fā)性。2.通過“有序”和“無序”的對比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變解釋化學(xué)反應(yīng)的方向。（重點(diǎn)）

自然界中有許多現(xiàn)象是可以自發(fā)進(jìn)行的，請結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)舉例說明。

1.電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動2.室溫下冰塊自動融化3.墨水?dāng)U散4.食鹽溶解于水5.火柴棒散落這些過程都是自發(fā)的，其逆過程就是非自發(fā)的。1.自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動進(jìn)行的過程。一、化學(xué)反應(yīng)的方向

化學(xué)反應(yīng)中鎂條燃燒、酸堿中和、鐵器暴露在潮濕空氣中生銹、甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就燃燒、鋅與CuSO4溶液反應(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。與自然界中的許多變化一樣，化學(xué)反應(yīng)也具有方向性。2.自發(fā)反應(yīng)：在一定的條件下無需外界幫助就能自動進(jìn)行的反應(yīng)。強(qiáng)調(diào)：(1)“一定條件”是指：一定的溫度和壓強(qiáng)；“外界幫助”可以是通電、光照等。（外界持續(xù)做功）(2)自發(fā)反應(yīng)必須在一定條件下才能實(shí)現(xiàn)。(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姆磻?yīng)不能能不能能Cl2+2KBr====Br2+2KClCH2＝CH2+Br2CH2BrCH2Br交流與討論下列反應(yīng)哪些能自發(fā)進(jìn)行？二、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)1.根據(jù)焓變?

H（能量）判斷研究表明，對于化學(xué)反應(yīng)，

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H＜０（放熱），有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。且放出熱量越多，體系能量降低越多，反應(yīng)越完全?！磻?yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。“放熱反應(yīng)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？

下列反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，能否自發(fā)進(jìn)行？NH4NO3(s)====NH4+(aq)+NO3-(aq)2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)====2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)高溫反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一，但不是唯一的因素。是什么因素促使吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行呢？混亂度自發(fā)過程有趨向于最大混亂度的傾向。熵(entropy):描述體系混亂度的物理量，符號：S

單位：J·mol-1·K-1對于同一物質(zhì)：S（g）﹥S（l）﹥S（s）構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間無規(guī)則排列的程度越大，體系的混亂度越大，熵值越大。

水的三態(tài)的熵S（s）＜S（l）＜S（g）NH4NO3(s)====NH4+(aq)+NO3-(aq)2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)====2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)高溫

這些反應(yīng)的混亂度（熵）如何變化？2.根據(jù)熵判據(jù)判斷：大多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)有趨向于使體系的混亂度增大的傾向。反應(yīng)前后體系熵的變化叫做反應(yīng)的熵變。用△S表示△S=S總（生成物）－S總（反應(yīng)物）△S＞０混亂度增大△S＜０混亂度減小化學(xué)反應(yīng)的△S越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。判斷下列過程的熵變大于零還是小于零(1)H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)(2)CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)(3)NaOH（s）====Na+(aq)+OH-(aq)(4)N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)△S＞0△S＞0△S＞0△S＜0⊿S＞0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但自發(fā)反應(yīng)不一定是⊿S＞0的反應(yīng)。問題解決:△H

﹤0△S﹥0一定自發(fā)△H﹥0△S﹤0一定非自發(fā)△H﹤0△S﹤0或者△H>0△S>0低溫可行高溫可行

研究表明：在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下與反應(yīng)溫度有關(guān)NH3(g)+HCl(g)====NH4Cl(s)CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)3.綜合判斷（△H、△S綜合考慮）△H-T△S

﹥0，一定非自發(fā)進(jìn)行﹤0，一定自發(fā)進(jìn)行A.相同條件下，自發(fā)變化的逆過程是非自發(fā)過程；B.自發(fā)變化或非自發(fā)變化是在給定條件下而言的，若條件改變，自發(fā)過程可非自發(fā)過程，而非自發(fā)過程可自發(fā)過程；4.相互關(guān)系1.化學(xué)反應(yīng)的方向

2.判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)(1)自發(fā)過程(3)綜合效應(yīng)(2)自發(fā)反應(yīng)(1)焓變效應(yīng)(2)熵變效應(yīng)1.下列說法中不正確的是()A.焓變是一個與反應(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.一個反應(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)C2.下列反應(yīng)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△高溫3.下列說法中正確的是（）A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因此吸熱反應(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)一定是熵減小或不變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)

C4.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,這一方案是否可行？已知室溫（298K、101kPa）下：△H=-113.0kJ·mol-1△S=-143.5J