人教版化学选修四-化学反应进行的方向.ppt
自然界中有许多能自然而然发生的现象，请同学们联系生活知识，列举一些能自发进行的例子？,生活中的自发过程,高山流水,电流,生活中的自发过程,高山流水,高能状态,低能状态,利用水泵可将水从低处流向高处,生活中的自发过程,高电势状态,低电势状态,Na投入H2O中,铁生锈,生活中的自发反应,Cu和AgNO3反应,NaOH和HCl反应,生活中的自发反应,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,在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。,如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？,自发反应：,非自发过程：,在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。,寻找反应能否自发进行的判据,第四节 化学反应进行的方向,Cu和AgNO3反应,NaOH和HCl反应,Na投入H2O中,铁生锈,Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)H=-181.75 kJmol-1,NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)H=-636.1 kJmol-1,Fe(s)Fe2O3(aq)H=-790.7 kJmol-1,自发反应,共同点放热反应H0,二、化学反应进行方向的判据,1、能量判据（焓判据）,能量判据（焓判据）自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态（H 0）。即H0的反应有自发进行的倾向。,多数能自发进行的化学反应是放热反应,反应物的总能量高,生成物的总能量低,放热反应,H0,焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。,注意：（1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件；（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。（3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJ/mol,NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4（aq）+H2O（l）；H（298K）=37.3KJ/mol,结论：H O有利于反应自发进行 但自发反应不一定要H O焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。,自发反应一定要H O？,冰块融化,品红在水中扩散,你能解释蒸汽扩散和火柴混乱的真正原因吗？,蒸汽扩散,火柴散落,有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列,趋向于体系混乱度增大,有序,混乱,火柴散落,克劳修斯（德国）,熵,S,定义：描述体系混乱度的物理量符号：S 单位：Jmol-1K-1,体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。,熵增原理(又称为熵判据).体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向。(即熵增S0),S=S生成物总熵S反应物总熵,S越大，越有利于反应自发进行,标准状况下：1 mol不同物质的熵S(J mol-1K-1),知识介绍,熵值最大,熵值最小,（1）物质的混乱度：体系混乱度越大，熵值越大；（2）同一条件：不同物质的熵值不同；,（3）物质的存在状态：S(g)S(l)S(s)。,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJ/mol,思考:,两个反应都是混乱度增大的反应。熵增，S0，有利于自发反应,这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？,1、同一物质状态改变：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多的反应。4.生成气体的反应。,导致熵增(S0）的一些因素,固态,液态,气态,熵增,熵增,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)S=39.35Jmol-1K-1,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一个因素,但不是唯一因素。,铝热反应（S0）也能自发反应。,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)这个反应能否自发进行？已知：H(298K)=+178.2KJmol-1,S(298K)=+169.6Jmol-1K-1,思考,总结：自发过程的变化趋势 1.能量趋于降低 2.混乱度趋于增加,美国物理化学家吉布斯,自由能,G,研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是,G=H-TS,（G 吉布斯自由能 T 绝对温度+),G=H-TS 0 反应能自发进行,G=H-TS 0 反应不能自发进行,G=H-TS 0 反应达到平衡状态,反应进行方向的判断方法：,2、物质的混乱度趋于增加,1、物质具有的能量趋于降低,H(焓变),S(熵变)0,放热反应,自发进行,不自发进行,不能定性判断,不能定性判断,H0,H0,H0,H0,S0,S0,S0,S0,熵增原理,0,三、复合判据,H0 S0高温下反应自发进行,H0 S0所有温度下反应不能自发进行,H0所有温度下反应自发进行,H0 S0低温下反应自发进行,放热,熵增,吸热,熵减,放热,熵减,吸热,熵增,2）TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)H=+161.9kJmol-1,3）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H=-176.9kJmol-1,S=-38.4Jmol-1K-1,S=-284.3Jmol-1K-1,S=+169.6Jmol-1K-1,4）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),应用判据解决问题,根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变与是能否自发进行,H=+178.2kJmol-1,H=-57.3kJmol-1,从“熵”的角度看世界,薛定谔所著生命是什么？,“热力学第二定律是一个最深刻、最普遍的定律。它有着自身忧郁的美，象所有重要定律一样，引起人们的崇敬之情。”英国作家,正如“能”的观点被人们普遍接受一样，“熵”的观点也越来越多地被人们用来解释物理、化学、生命、信息、生活中的诸多行为与现象。,熵与环境,在环境学家看来熵增就是污染,熵在其他领域的应用,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。,熵与生命：,熵在其他领域的应用,
