1、第二单元第二单元 第一节第一节化学反应的方向化学反应的方向专题二 化学反应速率和化学平衡是自动进行的自发变化过程是自动进行的自发变化过程具有一定的方向性具有一定的方向性能量角度：体系趋向于从高能量状态转换为低能量状态自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。非自发过程：在一定条件下，需持续借助人为作用才能进行的过程。一、自发反应：自发反应自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。非自发反应非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种外力才能进行的反应。1.1.水分解生成氢气和氧气的反应水分解生成氢气和氧气的反应2.2.氯气与溴化钾溶液的反应氯气与溴化钾溶液
2、的反应3.3.乙烯与溴单质的反应乙烯与溴单质的反应4.4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应氮气和氧气生成一氧化氮的反应不能不能能能不能不能能能Cl2+2KBr=Br2+2KClC2H4+Br2 CH2BrCH2Br下列反应在室温下能否自发进行，如果能自发进行，写出下列反应在室温下能否自发进行，如果能自发进行，写出相应的化学方程式相应的化学方程式观察以下能自发进行的化学反应的热化学方程式，总结这些自发反应的共同点是什么? (2) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol(3) 4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s) H
3、=444.3 kJ/mol(4) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/mol共同点： H0(3) (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H0(4)(1) Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl (s) = BaCl2(aq) +2NH3(g) +10H2O(l) H0根据下列自发吸热反应的共同特点判断是什么“推动”了反应的进行？2.熵(1)概念：衡量体系混乱度的物理量，其符号：S单位:Jmol-1K-1。(2)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。(3)影响因素同一物质：S(高温)_S(低温)；S(g) _S(l) _S(s)。
4、相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值_。S(混合物) _S(纯净物)。越大3熵变(1)概念：_和_之差。(2)计算式：SS(生成物)S(反应物)。(3)正负判断依据物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为_，是熵_的过程。气体体积增大的反应，熵变通常都是_，是熵_的反应。气体体积减小的反应，熵变通常都是_，是熵_的反应。生成物总熵反应物总熵正值增加正值增加负值减小a、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。b、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。c、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应。体系的混乱度增大，因而反应能自发进行体系的混乱度增大，
5、因而反应能自发进行 有序有序混乱判断下列过程的熵变大于零还是小于零判断下列过程的熵变大于零还是小于零1)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)S0S0S0S0思考：在一定温度和压强下，是不是所有的熵减的过程都不能自发进行？ -10 -10的水结冰的水结冰该过程为熵减的过程该过程为熵减的过程, , 能自发进行。能自发进行。2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+N
6、H3(g) H=+74.9 kJ/mol两个反应都是混乱度增大,即熵增的反应,有可能能自发进行。思考：下列两个反应用焓判据无法证明其自反性，用熵判据可以吗？4 4、自发过程的混乱度判据（自发过程的混乱度判据（熵判据熵判据）小结小结: :反应的熵变是制约化学反应能否自发进反应的熵变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一的因素。行的因素之一，但不是唯一的因素。s0反应趋向于自发进行s0反应趋向于非自发进行反应的反应的S S越大越大, ,越有利于反应自发进行越有利于反应自发进行焓变焓变熵变熵变能否自发能否自发NHNH3 3(g)+ HCl(g)= NH(g)+ HCl(g)= NH4 4C
7、l(s)Cl(s)NHNH4 4Cl(s)Cl(s) = NH= NH3 3(g)+ HCl(g)(g)+ HCl(g)000?根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变与反应方向仅用焓变或熵变判断反应能否自发并不全面。其实，反应能否自发还与温度有关 焓变和熵变都与反应的自发性有关，要判断反应进行的方向，必须综合考虑焓变和熵变。由焓判据和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。 吉布斯自由能（符号G）的定义式为G=H-TS。G为反应的吉布斯自由能变GHTS，表示的是一个封闭体系在等温、等压条件下做最大非体积功的能力。在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，反应的方向可依据G来
8、判断。 GHTS0，反应正向不能自发进行5 5、吉布斯自由能变吉布斯自由能变G GHSG=G=H-TH-TS S H0H0S0S0高温下高温下反应自发进行反应自发进行H0H0S0S0H0S0S0所有温度下所有温度下反应不能自发进行反应不能自发进行注意1、在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。2、反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。3、很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据G将更
9、适合于所有的过程。 例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。影响因素化学反应的方向 反应焓变 反应熵变共同影响吸热放热熵增熵减熵增大熵增大有利于反应自发结总识知温度G=H-TS焓减小焓减小有利于反应自发2、2NO(g)+ 2CO(g)= N2(g)+ 2CO2(g)，已知，已知， 298K、101KPa下反应下反应H = - 113.0 KJmol-1 ，S = -143.5 Jmol-1K-1 zx xk请判断此反应能否在室温下自发进行请判断此反应能否在室温下自发进行?H-TH-TS S作出判断，如果作出判断，如果H-TH-TS 0S 0 S0高温高温
