化学反应的方向上课课件

2.CaCO3==CaO(s)+CO2(g) 3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq) 4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)
2016/10/6
△S＞0
△S＞0 △S＞0
△S＞0
说出下列反应中的焓变，熵变， 及自发性
• CO2(s)→ CO2(g) △H > 0 △S>0 2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) △H <0，△S<0 自发 自发
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下列反应在一定条件下能够自发 进行，它们有哪些共同特征？
1. C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O（l） △H=-2217.5 kJ/mol 2. 2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H=-2217822 kJ/mol 3. 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648.4kJ/mol 4. H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-546.6kJ/mol
2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；
如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)
3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)
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ΔH
一定不能自发进行 高温下能自发进行
例： CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)= 例：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)
CaCO3(s)+2HCl(l)
低温下能自发进行
例： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
ΔS 一定能自发进行
例： Mg(s) + 2HCl(aq) =
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g) Ag+(aq)+Cl-=AgCl(s)
△H <0，△S>0 自发 △H <0，△S<0 自发
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正确判断一个化学反应 是否能够自发 进行 必须综合考虑反应的焓变和熵变
恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 △H ＜0 △S>0
共同特点：△H＜0，即体系趋向于从高能 状态转变为低能状态.
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二、焓变与反应方向
• 能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能
状态（△H ＜ 0）。
• 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自
发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越
多，反应越完全。
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思考：
吸热过程的反应能否自发进行？
•能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低
能状态（△H ＜ 0）。
•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（ △S＞0）。
且△S越大，越有利于反应自发进行。
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注意
反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定 反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金刚 石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候 发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能 解决的问题了。
第二单元 化学反应的方向和限度
化学反应的方向
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生活中的自发过程
水往低处流
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生活中的自发过程
冰溶解
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（P42 交流与讨论）
下列反应在温室能否自发进行？ 如能，写出相应的化学方程式. 1.水分解生成氢气和氧气的反应
2.氯气与溴化钾溶液的反应
3.乙烯与溴单质的反应 4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应
（P43 观察与思考？）
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2o(l)
如：1. 硝酸铵溶于水
NH4NO3(s)=NH4+ (aq) +NO3-(aq) 2. 碳酸钙分解
CaCO3 ( s) CaO( s) CO2 ( g ) （3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进 上面的几个反应是吸热反应 , 那为什么还可以自发的 行，但在较高温度下则能自发进行 进行呢？
MgCl2(aq) + H2(g)
化学反应的方向及其判断依据
练习1:
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)
自发 非自发 不一定 不一定
△H >0
△ H ＜0 △H >0
△ S ＜0
△ S ＜0 △S>0
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判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行
1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)
焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一， 但不是唯一因素。
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• 研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一
因素——体系的混乱度（熵S）
三、熵变与反应方向
• 熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。
• 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
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1.水分解生成氢气和氧气的反应 不能 2.氯气与溴化钾溶液的反应 能
Cl2+2KBr=Br2+2KCl
3.乙烯与溴单质的反应
C2H4+Br2
能 CH2BrCH2Br
4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应
不能
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化学界帮助就 能自动进行的反应。 注意： (1)一定条件指的是一定的温度和压强。 外界帮助可以是如通电、光照等。 (2)自发反应在恰当条件下才能实现。
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练习2: 下列说法正确的是（C）
A. 凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是 非自发的 B. 自发反应一定是熵增大，非自发反应一定 是熵减小或不变 C. 自发反应在恰当条件下才能实现 D. 自发反应在任何条件下都能实现
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小结：
焓变和熵变对反应方向的共同影响
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反应的△S越大,越有利于反应自发进行
• 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（ △S＞0）。且△S越大，越有利于 反应自发进行。
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（P45 交流与讨论）
有序
混乱
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思考：判断下列过程的熵 变是大于零还是小于零？
• 1.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)