第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解自發(fā)過程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性2 通過 有序 和 無序 的對比 了解熵和熵變的概念3 初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響 能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的 和是化學(xué)反應(yīng)原理的三個重要組成部分 科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量趨于 和由 變?yōu)?的自然現(xiàn)象 提出了相互關(guān)聯(lián)的判據(jù)和判據(jù) 為最終解決上述問題提供了必要的依據(jù) 方向 快慢 限度 最低 有序 無序 焓 熵 列舉 你所知的常見的自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng) 自然界中的水由高處往低處流 自由落體運(yùn)動 鐵器暴露于潮濕的空氣中會生銹 H 0 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 0 CaO s H2O l Ca OH 2 aq H 0 體系從高能狀態(tài) 低能狀態(tài) 特點(diǎn) 特點(diǎn) 放熱反應(yīng) 一 自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)1 自發(fā)過程 1 含義 外力 自動進(jìn)行 在一定條件下 不用借助于 就可以 的過程 2 特點(diǎn) 高能 無序 體系趨于從 狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?狀態(tài) 體系對外部 或者 熱量 在密閉條件下 體系有從 自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)?的傾向 低能 做功 釋放 有序 2 自發(fā)反應(yīng) 自發(fā) 在給定的一組條件下 可以 地進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng) 討論 是否可以根據(jù)一個反應(yīng)的焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 即 當(dāng) H 0時該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 不能 結(jié)論 用焓判據(jù)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向存在局限性 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 下列反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 0 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 0 說明 有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行 有些放熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 如 在自然界中還存在著一些與能量狀態(tài)的高低無關(guān)的自發(fā)進(jìn)行的過程 氣溫升高 冰雪自動融化 硝酸銨溶于水十里桂花香酒香不怕巷子深 思考 是什么因素推動體系變化呢 在密閉條件下 體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)化為無序的傾向 與有序體系相比 無序體系 更加穩(wěn)定 二 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù) 1 焓判據(jù) 焓變 放熱反應(yīng)過程中體系能量 具有自發(fā)進(jìn)行的傾向 因此可用 來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 2 熵判據(jù) 降低 1 熵 用來度量體系程度的物理量 熵值越大 程度越大 符號為 單位 J mol 1 K 1 2 熵值大小的比較 同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時熵值大小為 S g S l S s 混亂 混亂 S 3 熵增原理 在與外界隔絕的體系中 自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵 即熵變 符號 S 零 4 熵判據(jù) 體系有自發(fā)地向混亂度 即 的方向轉(zhuǎn)變的傾向 因此可用來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 增加 大于 增大 熵增加 熵變 思考 如果一個反應(yīng)的熵變大于零 該反應(yīng)是否一定自發(fā)進(jìn)行 不一定 熵判據(jù) 反應(yīng)熵變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一 但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素 許多熵增的反應(yīng)在常溫 常壓下可以自發(fā)進(jìn)行 有些熵增的反應(yīng)在常溫 常壓下不能自發(fā)進(jìn)行 常溫常壓下熵減的反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行 3 復(fù)合判據(jù) 焓判據(jù) 熵判據(jù) 焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān) 又都不能獨(dú)立地作為自發(fā)性的判據(jù) 和 組合成的復(fù)合判據(jù)將更適合于所有的過程 熱的熵的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行 氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng) 一般都是的反應(yīng) 是否一定會發(fā)生 發(fā)生的速率 二 大量事實(shí)告訴我們 過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向 不能確定過程和過程 注意 一 在討論過程的方向問題時 指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì) 如果允許外界對體系施加某種作用 輸入能量 就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果 如用水泵從低處抽水 高溫時石灰石分解等 放 增加 熵增 已知在等溫等壓條件下 化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為 G H T S H T S0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 A 高于409KB 低于136KC 高于136K而低于409KD 低于409K A 設(shè)反應(yīng)A s D g E g H T S 4500 11T J mol 要防止反應(yīng)發(fā)生 溫度必須 名師點(diǎn)撥 要防止反應(yīng)發(fā)生 需滿足 H T S 0 解不等式 4500 11T 0 得T 409K 利用自由能判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 自發(fā)反應(yīng)與非自發(fā)反應(yīng)的理解 例1 下列關(guān)于反應(yīng)的說法正確的是 A 凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的 吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的B 自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大 非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變C 自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)D 自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn) C 判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 例2 已知在等溫等壓條件下 化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為 H T S0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 A 高于409KB 低于136KC 高于136K而低于409KD 低于409K A 設(shè)反應(yīng)A s D g E g H T S 4500 11T J mol 要防止反應(yīng)發(fā)生 溫度必須 名師點(diǎn)撥 要防止反應(yīng)發(fā)生 需滿足 H T S 0 解不等式 4500 11T 0 得T 409K 例3 下列關(guān)于 H T S說法中正確的是 A H T S可用于判斷所有條件下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行B H T S只用于判斷溫度 體積一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行C H T S只用于判斷溫度 壓強(qiáng)一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行D H T S 0的反應(yīng) 在該條件下一定劇烈反應(yīng) C 解析 H T S這個判據(jù)只能用于一定溫度和壓強(qiáng)條件下的反應(yīng) 不能用于其他條件 如溫度 體積一定 下的反應(yīng) 所以選項(xiàng)A B都不正確 C正確 H T S 0能判定反應(yīng)自動發(fā)生的趨勢 即反應(yīng)發(fā)生的可能性 不能說明反應(yīng)是否劇烈 所以D錯 D A 吸熱反應(yīng)B 放熱反應(yīng)C 熵增加的反應(yīng)D 熵減少且吸熱的反應(yīng) 2 下列關(guān)于判斷過程的方向的說法正確的是 A 所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B 高溫高壓下使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)C 由焓判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù)適合所有的過程D 同一物質(zhì)的固 液 氣三種狀態(tài)的熵值相同 C 3 對于化學(xué)反應(yīng)方向的確定 下列說法中正確的是 A 放熱的熵減小的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行 B 熵因素決定正反應(yīng)能否發(fā)生 焓因素決定逆反應(yīng)能否發(fā)生C 化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生的唯一判據(jù)是焓變D 固體的溶解 參與反應(yīng)的過程與熵變有關(guān) D 感謝您的使用 退出請按ESC鍵 本小節(jié)結(jié)束