化學(xué)反應(yīng)的方向（新）

選修《化學(xué)反應(yīng)原理》專題二第二單元

化學(xué)反應(yīng)的方向變化方向生成新物質(zhì)變化快慢化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)能與熱能、電能等不同形式能量的轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化化學(xué)變化NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)

ΔH=-176.9KJ/mol(放熱)CaO(S)+CO2(g)CaCO3(s)ΔH=-178.2KJ/mol(放熱)用熱分解法除去CO污染，你覺得可行嗎？C(石墨、s)+1/2O2(s)CO(g)

ΔH=-110.5KJ/mol(放熱)NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)CaCO3(s)CaO(S)+CO2(g)CO(g)C(石墨、s)+1/2O2(s)ΔH=+110.5KJ/mol

(吸熱)ΔH=+

178.2KJ/mol(吸熱)ΔH=+176.9KJ/mol(吸熱)√√×一、自發(fā)反應(yīng)與非自發(fā)反應(yīng)1、自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下，依靠體系自身的能力不需要外界（如：光、電等能量）幫助就能自動進行的反應(yīng)；2、非自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下，需持續(xù)借助外界幫助才能進行的反應(yīng)。3、自發(fā)反應(yīng)不見得一定會發(fā)生，非自發(fā)反應(yīng)也不一定就不能發(fā)生。4、條件改變時自發(fā)反應(yīng)與非自發(fā)反應(yīng)可能發(fā)生轉(zhuǎn)化。例如：CaCO3分解在常溫下非自發(fā)，在高溫下自發(fā)判斷下列反應(yīng)在室溫下能否自發(fā)進行?室溫下自發(fā)的有：1、2、4、77、NH3+HClNH4Cl1、Zn+CuSO4ZnSO4+Cu2、2Na+2H2O2NaOH+H2↑5、6CO2+6H2OC6H12O6+6O26、2H2OO2↑

+2H2↑

8、CaCO3CaO+CO2室溫下非自發(fā)的有：3、5、6、84、氫氣燃燒3、2KClO32KCl+3O2↑

下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進行，觀察這些反應(yīng)的特點，你能在焓變與反應(yīng)的自發(fā)之間得出什么結(jié)論？

二、化學(xué)反應(yīng)方向的判斷依據(jù)1、△H判據(jù)：化學(xué)反應(yīng)中，△H＜0（放熱）有利于反應(yīng)的自發(fā)進行。結(jié)論：△H<0是判斷化學(xué)反應(yīng)進行方向的判據(jù)之一，自發(fā)反應(yīng)不一定△H<0！（1）熵：描述體系混亂度的物理量；符號S，單位：J·mol-1·k-1。（2）影響熵的因素：①同一條件下，不同的物質(zhì)的熵不同②同一物質(zhì)，聚集狀態(tài)不同則熵不同：S(g)>S(l)>S(s)2、熵（3）熵對化學(xué)反應(yīng)方向的影響熵增（△S>0）有利于反應(yīng)自發(fā)進行。有氣體生成或氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)都是熵增的反應(yīng)焓變熵變化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行

H<0

S>0

H>0

S<0

H<0

S<0

H>0

S>0一定自發(fā)進行一定不自發(fā)進行不能定性判斷不能定性判斷3、焓變、熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的共同影響（1）H(焓變)<0放熱有利于反應(yīng)自發(fā)進行（2）S(熵變)>0熵增有利于反應(yīng)自發(fā)進行當(dāng)條件改變時，自發(fā)的方向往往發(fā)生改變，因為條件改變時，決定反應(yīng)自發(fā)方向的主導(dǎo)因素（

H或

S）也會改變釋疑解惑答：1、冰融化是熵增過程，常溫下熵增是自發(fā)的主導(dǎo)因素。水變成水蒸汽雖然也是熵增，但吸熱(△H<0)是決定此過程在常溫下非自發(fā)的主因。2、因為該反應(yīng)為熵增（氣體物質(zhì)的量增加）反應(yīng)。2、已知2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)△H＞0，在常溫下能自發(fā)進行，為什么？1、冰的融化成液態(tài)水、水變成水蒸汽都是吸熱過程，為什么在常溫下前者能自發(fā)進行、后者不能自發(fā)？答3、吸熱反應(yīng)4、因為常溫下放熱（

H<0）是自發(fā)的決定因素，高溫時熵增為自發(fā)的決定因素。3、判斷反應(yīng)：C(s）+C02(g）

2CO(g）的熵變，該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進行，判斷該反應(yīng)是吸熱還是放熱？4、已知反應(yīng)：HCl(g)+NH3(g)NH4Cl(s)(放熱)常溫下為自發(fā)反應(yīng)，而高溫下其逆反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，為什么？5、根據(jù)離子反應(yīng)：Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)的自發(fā)性和熵變，判斷該反應(yīng)是吸熱或放熱？6、已知某反應(yīng)在一定條件下是自發(fā)反應(yīng)，則（）可判斷此條件下該反應(yīng)具有的反應(yīng)方向可確定此條件下該反應(yīng)一定會發(fā)生可知道此條件下該反應(yīng)發(fā)生的快慢可判斷此條件下該反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)熵變放熱√離子生成沉淀是熵減

【實驗活動】

（1）NO2與空氣的混合

（2）向小燒杯的水中滴入一滴品紅溶液

（3）取兩小燒杯，分別取出一藥匙的NH4NO3、NaOH固體，然后將它們分別溶于少量的水中。

【觀察與思考】描述以上實驗的現(xiàn)象，并分析體系混亂度（熵）的變化實驗現(xiàn)象自發(fā)與否體系混亂度的變化NO2與空氣混合品紅溶液滴入水中NH4NO3溶于水NaOH溶于水【交流與討論】均為自發(fā)過程混亂度增大（熵增）擴散擴散溶解、吸熱溶解、放熱化合物的電離是熵增變化方向生成新物質(zhì)變化快慢化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)能與熱能、電能等不同形式能量的轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化化學(xué)變化自發(fā)、非自發(fā)反應(yīng)放熱或熵增均有利于反應(yīng)自發(fā)進行自發(fā)是指一定條件下反應(yīng)進行的方向，不等于一定會發(fā)生反應(yīng)體系自由能變化（

G

）綜合考慮了焓變和熵變對反應(yīng)體系的影響：

G=

H-T

S（Ｔ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)在該狀況時自發(fā)進行的方向顯得更為科學(xué)（當(dāng)

G<0時可自發(fā)進行）。反應(yīng)在該狀況下能否自發(fā)進行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０＜０自發(fā)進行＞０不自發(fā)進行低溫時＞０,高溫時＜０低溫時＜０,高溫時＞０低溫不自發(fā),高溫自發(fā)低溫自發(fā),高溫不自發(fā)

H

Ｓ

Ｇ拓展視野

化學(xué)反應(yīng)方向的判斷?S?H?H

0?S