人教版化學選修四化學反應進行的方向

人教版化學選修四化學反應進行的方向生活中的自發(fā)過程高山流水電流生活中的自發(fā)過程高山流水高能狀態(tài)低能狀態(tài)水總是自發(fā)地從高處往低處流——有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。利用水泵可將水從低處流向高處生活中的自發(fā)過程高電勢狀態(tài)低電勢狀態(tài)電流總是自發(fā)地從高電勢流向低電勢——有趨向于最低電勢狀態(tài)的傾向。Na投入H2O中鐵生銹生活中的自發(fā)反響Cu和AgNO3反響NaOH和HCl反響生活中的自發(fā)反響自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動進展的過程在給定的一組條件下，一個反響可以自發(fā)地進展到顯著程度，就稱為自發(fā)反響。如何判斷一個過程，一個反響能否自發(fā)進展？自發(fā)反響：非自發(fā)過程：在一定條件下，需要持續(xù)外力作用才能維持進展的過程。尋找反應能否自發(fā)進行的判據第四節(jié)化學反應進行的方向Cu和AgNO3反響NaOH和HCl反響Na投入H2O中鐵生銹Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)△H=-181.75kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-12Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=-636.1kJ·mol-1Fe(s)……Fe2O3(aq)△H=-790.7kJ·mol-1自發(fā)反響共同點——放熱反響△H＜0二、化學反響進展方向的判據1、能量判據〔焓判據〕能量判據〔焓判據〕∶自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)〔△H﹤0〕。即△H＜0的反響有自發(fā)進展的傾向。多數能自發(fā)進展的化學反響是放熱反響反響物的總能量高生成物的總能量低放熱反響△H＜0焓判據是判斷化學反響進展方向的判據之一。注意：〔1〕焓判據只能用于判斷過程的方向，能否實現要看詳細條件；〔2〕焓判據只判斷一定條件化學反響能否自發(fā)進展，與化學反響速率無關?！?〕反響焓變是反響能否自發(fā)進展的一個因素，但不是唯一因素2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4〔aq〕+H2O〔l〕；

△H〔298K〕=＋37.3KJ/mol

結論：△H<O有利于反響自發(fā)進展但自發(fā)反響不一定要△H<O焓變是反響能否自發(fā)進展的一個因素,但不是唯一因素。自發(fā)反響一定要△H<O？冰塊融化品紅在水中擴散你能解釋蒸汽擴散和火柴混亂的真正原因嗎？蒸汽擴散火柴散落有序排列的火柴散落時自發(fā)地成為無序排列——趨向于體系混亂度增大有序混亂火柴散落克勞修斯

〔德國〕

熵S定義：描繪體系混亂度的物理量符號：S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。熵增原理(又稱為熵判據).

體系有自發(fā)向混亂度增加的方向變化的傾向。(即熵增△S＞0)△S=S生成物總熵－S反響物總熵△S越大，越有利于反響自發(fā)進展CH4O2CO2186.15205.03214H2O(l)HNO3(l)Br2(l)69.9156152NaClFe金剛石72.127.32.4標準狀況下：1mol不同物質的熵S(Jmol-1K-1)

知識介紹熵值最大熵值最小〔1〕物質的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大；〔2〕同一條件：不同物質的熵值不同；〔3〕物質的存在狀態(tài)：S(g)>S(l)>S(s)。2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

考慮:兩個反響都是混亂度增大的反響。熵增，△S＞0，有利于自發(fā)反響這兩個反響都是吸熱反響，但卻能自發(fā)進展，為什么？1、同一物質狀態(tài)改變：2、固體的溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程。3、反響過程中氣體物質的量增多的反響。4.生成氣體的反響。導致熵增(△S＞0〕的一些因素 固態(tài)液態(tài)氣態(tài)熵增熵增自發(fā)反響一定是熵增加的反響嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=－39.35J?mol-1?K-1

結論：△S>O，有利于反響自發(fā)進展，自發(fā)反響不一定要△S>O。熵變是反響能否自發(fā)進展一個因素,但不是唯一因素。

鋁熱反響〔△S＜0〕也能自發(fā)反響。CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反響能否自發(fā)進展？：△H(298K)=+178.2KJ?mol-1,

△S(298K)=+169.6J?mol-1?K-1思考總結：自發(fā)過程的變化趨勢1.能量趨于降低2.混亂度趨于增加

美國物理化學家吉布斯自由能G研究說明：在溫度、壓強一定的條件下，化學反響自發(fā)進展方向的判據是△G=△H-T△S〔G~吉布斯自由能T~絕對溫度+)△G=△H-T△S＜0反響能自發(fā)進展△G=△H-T△S＞0反響不能自發(fā)進展△G=△H-T△S＝0反響到達平衡狀態(tài)反響進展方向的判斷方法：2、物質的混亂度趨于增加1、物質具有的能量趨于降低

H(焓變)

S(熵變)>0焓(H)判據熵(S)判據放熱反響焓變熵變化學反應能否自發(fā)進行自發(fā)進展不自發(fā)進展不能定性判斷不能定性判斷

H<0

H<0

H>0

H>0

S>0

S>0

S<0

S<0熵增原理<0三、復合判據△H△S?H>0?S>0高溫下反響自發(fā)進展?H>0?S<0所有溫度下反響不能自發(fā)進展?H<0?S>0所有溫度下反響自發(fā)進展?H<0?S<0低溫下反響自發(fā)進展1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)

△S=+80.7J·mol-1·K-1放熱熵增吸熱熵減放熱熵減吸熱熵增2〕TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+161.9kJ·mol-13〕NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H=-176.9kJ·mol-1

△S=

-38.4J·mol-1·K-1△S=-284.3J·mol-1·K-1△S=+169.6J·mol-1·K-14〕CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)應用判據解決問題

根據你已有的知識和經歷,分析以下過程的焓變、熵變與是能否自發(fā)進展△H=+178.2kJ·mol-1△H=-

57.3kJ·mol-1自發(fā)不自發(fā)自發(fā)高溫自發(fā)，低溫不自發(fā)從“熵〞的角度看世界薛定諤所著生命是什么？“熱力學第二定律是一個最深化、最普遍的定律。它有著自身憂郁的美，象所有重要定律一樣，引起人們的崇敬之情。〞—英國作家正如“能〞的觀點被人