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化學(xué)反應(yīng)的方向人教版·選擇性必修一·第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡2.自發(fā)反應(yīng):1.自發(fā)過程:特點:2.體系趨向從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(能量變化)。3.體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向,即混亂程度增大。一、自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)在一定條件下,不借助外部力量就能自動進行的過程。在一定溫度、壓強下,不借助外部力量就能自動進行,或具有自動發(fā)生的可能性的反應(yīng)。1.有明確的方向性,單向不可逆.高山流水墨水?dāng)U散鮮花盛開【思考1】自發(fā)反應(yīng)不需要任何條件就能自發(fā)進行嗎?不是,如H2和O2反應(yīng)需要點燃下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進行,你知道這些反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原因嗎?C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-822kJ·mol-14Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)△H=-1648.4kJ·mol-1H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-546.6kJ·mol-1
想一想共同特點:△H<0即放熱反應(yīng)二、化學(xué)方向的焓判據(jù)自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。放熱過程中體系能量
,ΔH
,反應(yīng)具有自發(fā)進行的
。降低<0傾向2.焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)是否自發(fā)進行,與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。注意:1.焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向,能否實現(xiàn)要看具體條件3.反應(yīng)焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素,但不是唯一因素結(jié)論:△H<0有利于反應(yīng)自發(fā)進行,但自發(fā)反應(yīng)不一定要△H<02NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2
(g)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)焓變只是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素,但不是唯一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)方向是不全面的?!鱄﹥0是不是所有自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱的?想一想有序混
亂(1)熵:用來度量體系混亂程度的物理量。三、化學(xué)方向的熵判據(jù)(2)符號:S
單位:J?mol-1?K-1
(3)熵值越大,體系混亂度越大。體系混亂度越大,熵值越大。熵增S(水)
:69.9Jmol-1K-1S(冰):47.9Jmol-1K-1S(水蒸氣):188.7Jmol-1K-1①同一物質(zhì):②固體的溶解、氣體的擴散過程等都是混亂度增加的過程。三種狀態(tài)下水的熵S(g)>S(l)>S(s)
(4)熵變符號:△S在密閉條件下,體系有自發(fā)地向混亂度增大(△S>0)的方向轉(zhuǎn)變的傾向判斷:①氣體體積增大的反應(yīng),△S
0,熵增加反應(yīng)。②氣體體積減小的反應(yīng),△S
0,熵減小反應(yīng)><(5)熵判據(jù)(1)熵變只是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一種因素;注意:(3)熵判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行,與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。(2)熵變(△S)只決定于體系的始態(tài)和終態(tài),與變化的途徑無關(guān);自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎?2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)推論:△S>O有利于反應(yīng)自發(fā)進行,自發(fā)反應(yīng)不一定要△S>O結(jié)論:熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進行的一個因素,但不是唯一因素。ΔS<0ΔS=-39.4J·mol-1·K-1★總結(jié):自發(fā)過程的兩大變化趨勢:能量趨于
(焓減△H<0),混亂度趨于
(熵增△S>0)降低增大四、自由能判據(jù)(復(fù)合判據(jù))當(dāng)△G<0時,反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)當(dāng)△G>0時,反應(yīng)為非自發(fā)反應(yīng)當(dāng)△G=0時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)體系有自發(fā)地向△G=△H-T△S<0的方向進行的傾向△H△S所有溫度下反應(yīng)都自發(fā)進行高溫下反應(yīng)自發(fā)進行低溫下反應(yīng)自發(fā)進行所有溫度下反應(yīng)都不自發(fā)進行反應(yīng)方向綜合判斷1、下列反應(yīng)中,在高溫下不能自發(fā)進行的是()A、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)C、MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)D、CO(g)=C(s)+1/2O2(g)D鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)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、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體,使體系的熵增大B、其分解是因為外界給予了能量C、其分解是吸熱反應(yīng),據(jù)能量判據(jù)能自發(fā)分解D、碳酸鹽都不穩(wěn)定,都能自發(fā)分解A△S=+169.6J·mol-1·K-1(2)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.2kJ·mol-1△H=-57.3kJ
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