化学反应进行的方向 ppt课件.ppt
第二章 化学反应速率和化学平衡,第四节 化学反应进行的方向,化学反应进行的快慢,化学反应的限度,化学反应进行的方向,化学反应速率,化学平衡, ?,化学反应原理的组成部分,自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。,这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性其中是否蕴藏了一定的科学原理？,能量由高到低,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。,自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能 自动进行的过程。,一.自发过程与自发反应：,特点： 1.单向不可逆.,2.体系趋向从高能状态转变为 低能状态（能量变化）。,3.体系有从有序自发转变为无序的倾向，即混乱程度增大。,下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5 kJmol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJmol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJmol-1H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJmol-1,共同特点：H O 即放热反应,放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，H O 有利于反应自发进行,1、能量判据（焓判据）,反应物的总能量高,生成物的总能量低,放热反应,H0,二.化学反应进行方向的判据：,日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律能量判据（焓判据）体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即H 0）。,思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？,思,与,题,问,考,结论：H O有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要H O,2NH4Cl(s)+Ba(OH)28 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l),2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g),(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g),焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。,H O,有序,混乱,墨水、气体扩散，固体的溶解,一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？,克劳修斯（德国）,熵,S,二、熵判据,研究表明，除能量判据外，决定反应能否自发进行的另一因素体系的混乱度（熵S）熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。单位： 对于同一物质：S（g）S（l）S（s）熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用S表示。 S=S生成物总熵S反应物总熵熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ S0）。且S越大，越有利于反应自发进行。,1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。3、反应过程中气体物质的量增加的反应。4. 生成气体的反应。5. 升高温度。,导致混乱度增加的一些因素,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),结论：S O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要S O,熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。,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 焓变 熵变 能否自发NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) NH4Cl(s) =NH3(g)+ HCl(g) NH4Cl(s) = NH3(g)+ HCl(g),加热,反应能否自发还与温度有关,要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须综合考虑反应的焓变H和熵变S,0 0 否,0 0 能,能,美国物理化学家吉布斯,自由能,G,G=H-TS,三.复合判据（自由能变化G）,自由能变化G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,当G0时，反应为自发反应,当G0时，反应为非自发反应,H,S,2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。例如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。,理解熵的含义和熵的变化,1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等,2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。,3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。,影响因素：,焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发,温度,熵与环境,熵增就是污染,熵与生命：,衰老是生命系统的熵的一种长期的缓慢的增加，也就是说随着生命的衰老，生命系统的混乱度增大，当熵值达极大值时即死亡，这是一个不可抗拒的自然规律。,熵与社会,熵增就是社会混乱,1、下列说法不正确的是（ ）A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应都是放热反应。B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关,C,课堂达标测试,2、以下自发反应可用能量判据来解释的是( )A、硝酸铵自发地溶于水B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/molC、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJ/mol,D,D,3、下列反应中，熵减小的是（ ）,A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g),D. 2CO(g)2C(s)O2(g),4、某化学反应其H= -122 kJmol-1，S=231 Jmol-1K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行 ( ) A在任何温度下都能自发进行。 B在任何温度下都不能自发进行。 C仅在高温下自发进行。 D仅在低温下自发进行。,A,下课！,
