高二化学反应进行的方向

问 题 与 思 考
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）。 多数能自发进行的化学反应是放热反应。 放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发 进行的倾向,------- 焓（△H）判据 思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？
A、水由高处向低处流；
B、天然气的燃烧；
C、铁在潮湿空气中生锈；

D、室温下水结成冰
例2 : 碳酸铵〔(NH4)2CO3〕在室温下就能自发地 分解产生氨气，对其说法中正确的是∶（A ） A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使
体系的熵增大；
B、其分解是因为外界给予了能量；
C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自
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
吸热的自发过程 (1)室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都 是自发的吸热过程。 (2)N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)； △H=+56.7kJ/mol (3) 碳铵的分解： (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol 既不吸热也不放热的自发过程
2、以下自发反应可用能量判据来解释的是( D ) A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol
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？
同一种物质，其气态时会通过分子的扩散自发 形成均匀的混合物 硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中扩散 墨水扩散 火柴棒散落
由有序变为无序
为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过 程的自发性，提出了在自然界还存在着另一种能 够推动体系变化的因素→熵
规律方法总结
自发反应中的焓变和熵变的关系： 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 甲烷燃烧、氢气和氯气化合等。
2、吸热的自发过程是熵增加的过程，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。
状态，即混乱度增加（ △S＞0）。且△S越大，
越有利于反应自发进行。
由焓判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容 易自发进行； 由熵判据知∶若干熵增加（△S﹥0）的过程 是自发的；
问 题 与 思 考
下列变化是否自发进行？是熵增加（△S﹥0） 的过程吗？ ①-10℃的液态水结冰成为固态。 ②铝热反应。 ③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
3、下列反应中，熵减小的是（
D ）
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)
△S
△H
吉布斯自由能判断反应自发进行的方向
△G= △H -T△S
判断这两个反 应什么条件下 自发进行 NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
△H＜0 △S < 0 低温可行
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△H >0 △S>0
高温可行
典例剖析∶

例1:下列过程是非自发的是∶（ D ）
——两种理想气体的混合等
H2
O2
O2
H2
练习：判断自发与非自发（室温下）
（1）打开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯 自发
（2）镁带燃烧
（3）氢气燃烧
自发 自发
（4）水分解成H2和O2过程 非自发
二.化学反应进行方向的判据： （一）能量判据（焓判据） 反应物的总能量高 放 热 反 应
△H＜0
生成物的总能量低
知 识 总 结
化学反应的方向
共同影响
温度
影响因素：反应焓变
反应熵变
吸热
放热
熵增
熵减
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
熵与环境
熵增就是污染
熵与社会
熵增就是社会混乱
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。
你 知 道 吗
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 kJ· -1 mol 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ· -1 mol 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ· -1 mol H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ· -1 mol
1、体系自由能变化
△G=△H-T△S
综合考虑了焓变和熵变对体系的影响
符号∆G，单位为kJ/mol
这是恒温恒压下判断化学反应自发进行的判据，它
不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 2、反应进行方向的判断方法： 当△G<0时，反应为自发反应 当△G>0时，反应为非自发反应 当∆G =0时，反应达到平衡状态
结论：△H < O有利于反应自发进行，但自发反 应不一定要△H < O
运用能量判据主要依据反应焓变，而焓变 （△H）的确是一个与反应能否自发进行的因素， 但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
交 流 与 讨 论
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？
美国物理化学家吉布斯
科
（自由能变化△G）
学视野
三.复合判据——焓变与熵变对反应方向的共同影响∶
在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可 能与反应焓变（△H）有关，又可能与反应熵变（△S） 有关。 在温度、压强一定的条件下，我们要判别化学反应 的方向要考虑△H、 △S共同影响的结果。 反应焓变(能量判据) 反应方向 复合判据 反应熵变(熵判据) （复合判据----自由能变化△Ｇ）
火柴棒散落等。
自然界中水总是从高处往低处流；
能量由高到低
一.自发过程与自发反应：
1、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。
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。 自发过程的特征： 有明确的方向性，具有做功的本领。 要逆转必须借助外界做功。
自发反应一定是熵增加的反应吗？
上述三个过程在一定条件下也可自发进行。但不是熵 增过程，因此熵判据判断过程的方向也是不全面的
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。
Hale Waihona Puke 题 与 思 考根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵
2.非自发过程 ：在一定条件下，需要外界做功才
能进行的过程。
3. 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。
生活中的自发过程 (1)自然界中水由高处往低处流，而不会自动 从低处往高处流； (2)生活中电流总是从电位高的地方向电位低 的地方流动，其反方向也不会自动进行； (3)生活中一般在室温下，冰块会融化；铁器 暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的 混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自 发的，其逆过程就是非自发的。
观 察 与 思 考
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2· H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 8 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
△H ﹥ O
以上吸热反应也能自发进行， 还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进 行，但在较高温度下则能自发进行，如在室温下 吸热反应的碳酸钙分解反应不能自发进行，但同 样是这个吸热反应在较高温度（1200K）下则能 自发进行。
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
化学反应原理的组成部分 化学反应进行的快慢 ——化学反应速率
化学反应的限度 ——化学平衡 化学反应进行的方向
——
?
这些生活中的现象将向何方 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 发展，我们非常清楚，因为它们 室温下冰块自动融化； 有明显的自发性——其中是否蕴 墨水扩散； 藏了一定的科学原理？ 食盐溶解于水；
的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵
增加的反应。
许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有
些在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下
则能自发进行。
（2）熵增原理：
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体
系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。
该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，
又称为熵判据。
熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序
克劳修斯 （德国）
（二）熵判据——反应熵变与反应方向