歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向 第2章化學(xué)反應(yīng)的方向 限度與速率 生活中的自發(fā)過程 1 自然界中水由高處往低處流 而不會(huì)自動(dòng)從低處往高處流 2 鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹 這些過程都是自發(fā)的 其逆過程都是非自發(fā)的 化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)過程 1 甲烷燃燒 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 802 3kJ mol 2 鐵生銹 3Fe s 3 2O2 g Fe2O3 s H 824kJ mol 3 NH4HCO3 s CH3COOH aq CH3COONH4 aq H2O l CO2 g H 37 3kJ mol 一 反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 1 自發(fā)過程 在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下 不借助光 電等外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程 2 能量判據(jù) 自發(fā)過程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) H 0 這是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一 課本P36 放熱反應(yīng)常常能自發(fā)進(jìn)行 但吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行 因此焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素 但不是唯一因素 練習(xí)1 已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 C 金剛石 s O2 g CO2 g H1 395 41kJ mol C 石墨 s O2 g CO2 g H2 393 51kJ mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化 下列說法正確的是 A 金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程B 石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程C 石墨比金剛石能量低D 金剛石比石墨能量低 AC 練習(xí)2 知道了某過程有自發(fā)性之后 可判斷出過程的方向可確定過程是否一定會(huì)發(fā)生可預(yù)測(cè)過程發(fā)生完成的快慢可判斷過程的熱效應(yīng) A 有些過程是自發(fā)的 但與能量高低無關(guān) 例如 兩種理想氣體的混合無須借助外力可順利自發(fā)進(jìn)行 二 反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向 1 在密閉條件下 體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向 2 熵判據(jù) 在與外界隔離的體系中 自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大 S 0 這也是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)之一 3 同一物質(zhì) 在氣態(tài)時(shí)熵最大 液態(tài)時(shí)次之 固態(tài)時(shí)最小 課本P37 熵 S 是體系混亂度的描述 熵增反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 熵減反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行 因此熵變也是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素 但不是唯一因素 三 焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響 能量判據(jù)中 自發(fā)過程取向于最低能量狀態(tài) H 0 熵判據(jù)中 自發(fā)過程取向于最大混亂度狀態(tài) S 0 所以應(yīng)由焓變和熵變組成綜合判據(jù)判斷反應(yīng)的方向 H T S 0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 H T S 0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) H T S 0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 練習(xí)3 碳酸銨 NH4 2CO3 在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣 對(duì)其說法中正確的是 A 碳酸銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體 使體系的熵增大 B 碳酸銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C 碳酸銨分解是吸熱反應(yīng) 根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解D 碳酸鹽都不穩(wěn)定 都能自發(fā)分解 A 練習(xí)4 下列反應(yīng)中 在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是 D CO g C s 1 2O2 g B 2N2O5 g 4NO2 g O2 g A NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g C MgCO3 s MgO s CO2 g D 熵減 熵增 熵增 熵增 1 過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向 不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和發(fā)生的速率 例如 金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向 但是能否發(fā)生 多快才能完成 就不是判據(jù)能解決的問題了 注意 2 在討論反應(yīng)的方向時(shí) 指的是沒有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì) 如果允許外界對(duì)體系施加某種作用 就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果 例如 石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸?練習(xí)5已知在等溫條件下 化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為 H T S 0反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行 H T S O反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài) H T S 0反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行 其中 H為焓變 S為熵變 T為熱力學(xué)溫度 設(shè)反應(yīng)A s D g E g 的 H T S 4500 11T kJ mol要防止反應(yīng)發(fā)生 溫度必須 A 高于409KB 低于136KC 高于136K而且低于409KD 低于409K A 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全