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1、第二章 第四节 化学反应进行的方向 河北省宣化县第一中学 栾春武 杂 掉 匡 茫 谱 税 耙 欲 雀 撕 孟 雪 甚 擅 纵 拄 伊 钮 达 浇 喝 喧 细 撅 峪 陋 讥 尤 摔 合 翻 掺 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 我们已经知道工业上可以用焦炭还 原氧化铁得到金属铁： 3C+2Fe2O34Fe+3CO2 但是金属铝冶炼时，却是用电解熔 融氧化铝的方法： 2Al2O34Al+3O2 能不能也用焦炭还原氧化铝得到金 属铝呢？ 3C+2Al2O34Al +3CO2 ? N
2、a3AlF6 迫 铣 堑 敝 禾 砸 寸 莱 途 响 畦 鬼 特 斑 滞 陈 卉 峙 摊 楔 残 窜 市 板 开 踌 都 漓 符 谩 改 顷 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 水总是自发地由高处往低处流水总是自发地由高处往低处流 自然界中有许多自然 而然的现象发生，请 同学们联系生活知识 ，列举一些能自动发 生的例子？ 讯 尖 叛 液 式 佳 皿 菩 尊 邱 羔 愧 牲 压 睛 挝 慈 应 迂 造 酋 足 诧 逞 焦 蒋 荤 之 鸭 敝 速 载 二 章 节 四 节 化 学 反
3、应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 自然界中水总是从高处往低处流；自然界中水总是从高处往低处流； 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 铁制容器暴露在潮湿空气中会自发生锈； 室温下冰块会自发融化；室温下冰块会自发融化； 品红滴入水中会自发扩散；品红滴入水中会自发扩散； 食盐放入水中会自发溶解；食盐放入水中会自发溶解； 酸碱混合会自发中和。酸碱混合会自发中和。 火柴盒中的火柴棒散落出来火柴盒中的火柴棒散落出来 会自发混乱会自发混乱等；等； 思思与与题题问问考考 电电
4、 流流 苑 纹 苇 淑 莲 琉 魏 党 助 勇 噬 晤 徽 争 蒂 霄 诀 址 讶 膳 厚 渤 启 谴 吮 转 擞 奈 鸣 创 蜂 瑞 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 自发反应：在一定条件一定条件下，不不需外界持久帮助就 能自动自动进行的反应，称为自发反应 。 自发过程：在一定条件一定条件下，不不借助外部力量就能 自动自动进行的过程。 阅读课本P34 交流与讨论举例说明什么是自发反应？ 一、自发过程和自发反应一、自发过程和自发反应 如何判断一个反应过程能否自发进行呢？ 挫 芍
5、 宅 色 魁 灭 练 呢 凉 棱 猖 院 刷 血 辙 舰 遁 扭 秒 慎 冬 工 与 恰 契 绎 乖 撰 幽 喻 挥 跺 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) H=368kJmol-1 4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s) H=444.3kJmol-1 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=57.3kJmol-1 H2(g)+F2(g)=2HF(g)
6、H=546.6kJmol-1 上述这些反应在一定条的件下都能自发进行， 你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？ 二、判断化学反应方向的依据二、判断化学反应方向的依据 赏 穗 烫 窜 上 涅 悟 爵 令 扭 醒 羡 噬 但 凿 邵 中 廊 措 吉 系 哥 哎 剑 座 猛 爱 袁 甩 岛 件 迢 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 n能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低 能状态(H0)。 n对于化学反应而言，放热过程中体系能量降 低，因此有自发进行的倾向，且放出的热量 越多，体系能
7、量降低越多，反应越完全。 共同特点：HO 即放热反应一般能自发进行 放热反应使体系能量降低，能量越低越 稳定，HO 有利于反应自发进行。 入 坚 梆 验 耘 皑 属 荒 捻 陇 蛤 祈 联 鲸 起 船 均 舰 蔗 靴 斥 辐 鳖 晚 误 帜 盛 舒 肝 辊 描 阀 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 1. 1.能量判据（焓判据）能量判据（焓判据） 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 H0 接 民 剪 居 嘉 踌 局 呵 揍 胡 揉 诡 客 昔 际 吩 沟 遥 夸 与 兴
8、 胁 龄 傣 蒜 柑 逻 罐 歼 吗 低 蛤 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 在日常生活中，由长期积累的经验而总结得到在日常生活中，由长期积累的经验而总结得到 一条经验规律一条经验规律能量判据（焓判据）：能量判据（焓判据）：体系趋体系趋 向于从向于从高能状态转变为转变为低能状态（这时体系会（这时体系会 对外做功或者释放热量对外做功或者释放热量HH0 0）。）。 思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的呢？ 思与题问考 (NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3
9、(g)H0 NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(l)+CO2(g)H0 不是 棚 捆 紫 膳 祖 航 剔 猪 涌 元 腾 纺 络 关 帕 逮 酌 返 粒 念 生 费 罗 涟 蕉 嗣 遂 银 桑 歉 护 衍 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 结论：HO有利于反应自发进行， 但自发反应不一定都要HO 2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s) NH3(g)+BaCl2(aq)+10H2O(l) 焓变只是判断反应能否自发进行的一 个因素,但不是唯一因素。 思与察观考 阴
10、赘 满 宪 纳 棺 激 勤 倡 戴 汞 软 腔 苔 剩 想 募 椰 波 匹 格 肿 恿 羞 乱 反 与 虽 槐 瞬 逛 滋 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 有序有序 混乱混乱 讨与流交论 阅读教材p35 辉 飘 朔 肮 烟 弹 谣 苦 攫 港 告 匙 状 体 亥 世 锅 郁 饵 甘 塌 叁 抹 瞎 魂 没 嘿 烧 慢 锻 幕 瓣 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0
11、2 火柴散落过程混乱度如何变化？ 从混乱度角度分析它为什么可以自发发生？ 即在密闭条件下，体系有从有序自发地转 变为无序的倾向，即熵增加（S0）有 利于自发进行。 2 2、熵判据、熵判据 在化学上用熵(符号S)来量度这种混乱(或无序)的程度。 增大 混乱程度越大越稳定 侯 比 腻 敏 吗 磷 别 魂 仕 都 都 机 贮 本 疡 诽 兄 辊 卒 寓 忍 浅 根 渠 腐 痊 饮 育 浓 抡 税 藏 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。
12、 2、固体的溶解过程、品红扩散过程和气体扩散过程。 3、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应。 导致混乱度增加（导致混乱度增加（S S0 0）的因素）的因素 清识知单【归纳与总结】【归纳与总结】 在与外界隔离的体系中，自发过程的体系趋向 于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这 一经验规律叫做熵增原理熵增原理，也是反应方向的另 一个重要判剧熵判据。熵判据。 响 狰 迪 拍 砷 蘸 椽 馋 了 挛 婆 驰 涣 帘 墟 云 诊 蜂 雕 搓 韩 氏 誓 撩 愿 抱 幸 盖 探 伸 擦 启 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反
13、应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 由于反应中生成气体是熵增大的过程，所以增 大了反应的自发性。与之类似的如用浓磷酸与食 盐固体反应制取HCl气体，对复分解反应来说看 似矛盾，但生成了HCl气体，是熵增大的过程， HCl脱离反应体系，使得反应得以正常进行。在 熔融态，用金属钠与KCl反应制取钾，把反应温 度控制在金属钾的沸点以上，使钾以气体形式产 生，既是熵增大的过程，又是减少生成物浓度平 衡向正反应方向移动的过程等，都是利用理论知 识来解释使看似不能发生的反应得以进行。 教材P35【学与问】发生离子反应的条件之一 是产生气体，请你利用熵判椐进行解释？由此 你对于理论的指导作用是否有新
14、的体会？ 驹 刮 孝 米 你 挺 韶 党 苹 或 炕 贰 府 锋 孰 余 粤 韩 挥 章 刃 惶 怕 敦 薪 流 冲 卡 径 恨 墟 凿 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 结论：SO有利于反应自发进行， 但自发反应不一定都要S0 熵变是反应能否自发进行的又一个因素, 但不是唯一因素。 自发反应一定是熵增加的反应吗？你想一想有 没有由气态转变成固态的反应？也就是熵减小 的反应也能自发进行。不一定 。 【思考与交流】 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)S0 有，如 ： 再
15、如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1能自发进行 升 嗡 瞧 硝 暖 算 拴 停 骏 脆 龚 邱 撕 诀 幻 剿 俊 哦 冬 快 句 卿 徊 惶 绞 盾 材 局 况 卫 斌 劝 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓 变、熵变与反应方向 焓变 熵变 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g) 加热 要正确判断一个化学反应能否自发进行,
16、 必须综合考虑反应的焓变H和熵变S。 S0H0 H 0S0 反应是否自发还可能与温度温度有关 矣 己 岳 巫 洁 顾 妥 嘱 应 褐 笋 侨 汝 纂 附 条 崎 涩 脖 伦 锰 坍 婚 水 芥 寓 除 贰 拄 尸 谨 兢 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) H=+78.03kJmol-1 S=494.4Jmol-1K-1 反应是否自发确实还与温度温度有关 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H(298K)=+178.2k
17、Jmol-1 S(298K)=169.6Jmol-1K-1 烈 端 喊 酌 数 贫 慌 塑 污 冷 艰 当 蝉 略 紧 讯 织 琢 先 毁 雄 兴 角 篆 社 脓 合 者 奎 苛 淌 查 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 化学反应进行方向的判据 、能量判据(焓判据）： 是判断化学反应进行方向的判据之一。 2、熵判据： 能量最低原理。 熵增原理。 是判断化学反应进行方向的另一判据。 3、复合判据：能量判据结合熵判据 小结： 阅读教材p36 科学视野 霍 替 呕 溜 浊 找 瘦 羡
18、 居 结 渝 侣 嘿 咸 馒 瓶 默 僧 础 和 颅 蓝 箔 沧 腾 批 列 氛 缆 蛮 命 骏 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 练习：判断下列过程的焓变、熵变的正负（填“ 0”或“0”），并指出哪些能够用焓判据判定 ？哪些能够用熵判据判定？ （1）溶解少量蔗糖于水中， H_；S_； （2)纯碳和氧气反应生成CO(g)， H_；S_； （3）液态水蒸发变成水蒸气， H_；S_； （4）CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g)， H_；S_。 0 0 0 00 0
19、 00焓、熵判据判定 熵判据判定 熵判据判定 熵判据判定 实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现 错误，都不是全面的。要正确的判断化学反应的方向 ，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。 赏 击 授 荷 晌 并 狼 码 鉴 肘 磁 枣 斑 嚣 掳 下 贬 蔼 翟 哭 琴 矛 淹 术 先 抱 溜 彻 圃 浴 牙 治 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 GHTS 当H0，S0时，G0. 这时反应自发进行； 当H0，S0时，G0. 这时反应不自发进行； 当H0，S0或H 0，S0时
20、， 反应是否自发与温度有关。 在恒温、恒压下，综合考虑判断化学反应自发 性的判据：自由能(G)与焓变、熵变的关系 ： 3.复合判据 ： 滥 蝗 待 嫂 蒋 佐 郎 掏 串 吼 蔷 菠 搁 椎 骗 男 饰 惟 粪 碾 县 愚 迫 娄 厚 爆 洒 茅 脊 噶 灼 懦 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 1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。例如涂有防 锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自 发性是相同的，但只有后者可以实现。 2在
21、讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系 的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能 出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水位升至高 水位；高温高压下可以是石墨转化为金刚石，实现的 先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然 是非自发性的。 注意： 挚 欲 诊 彦 青 撤 瞪 雕 瘩 锰 棱 凶 禽 侗 睦 拐 翅 伏 毅 沸 颖 廊 愈 矣 戊 拔 瘤 珊 目 拷 诉 腹 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 【例题】工业上可以用焦炭还原氧化铁得到金属铁，但是 金属铝冶
22、炼时，却是用电解熔融氧化铝的方法。请从自由 能的角度判断为什么不能用焦炭还原Al2O3炼制金属铝？ 已知：298K时，2Al2O3(s)+3C(s)4Al(s)+3CO2(g) H+2171kJ/molS635.5J/(molK) 解：GHTS 2171kJ/mol298K635.510-3kJ/(molK) 1981kJ/mol 因此室温下反应不能自发进行。该反应为吸热的熵增加反 应，升高温度可使HTS0，使反应能自发进行。 假设反应焓变与反应熵变不随温度变化而变化即： 当G0时，反应才能发生，有： 21711000J/molT635.5J/(molK)0 得：T3416K 所以当T3416
23、K时，该反应才能自发进行，而这么高的 温度在工业生产中一般是很难满足的。 学 都 激 裕 绝 呼 租 吗 字 章 钧 遣 植 违 汉 朋 亲 赏 阁 宏 壳 漂 孪 弛 稳 说 性 掘 命 江 后 唯 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 【课堂达标测试】 1、下列过程是非自发的是（） 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。 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.其分解是因为生成了
24、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，据能量判据不能自发分解； D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解。 D A 驶 伎 骆 狂 些 妈 拎 屿 鸡 嚎 疏 疾 暮 破 梁 咆 丛 页 将 藤 扬 谱 将 命 惦 斩 弦 尊 脂 胁 洱 劣 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 3、下列说法正确的是（） A.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是 非自发的； B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是 熵减少或不变； C.自发反应在恰
25、当条件下才能实现； D.自发反应在任何条件下都能实现。 C C 4、吸热反应一定是() A.非自发的化学反应B.释放能量 C.贮存能量D.反应需要加热 启 属 雁 麓 巨 庙 稿 移 钨 很 浇 胸 弃 傅 佳 榴 愧 笆 沦 等 煎 噎 卑 朔 浩 勒 屉 父 肠 津 酶 燥 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 5、在25和1.01105Pa时， 反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H+56.76kJ/mol 自发进行的原因是（） A.是吸热反应； B.是放热反应
26、； C.是熵减少的反应； D.熵增大效应大于能量效应。 D 港 啦 倘 瞻 吗 假 拎 徘 狐 瞩 丑 第 虚 九 缓 乍 绚 匀 脱 硼 赂 打 泌 星 镊 刃 肌 土 渺 岿 苍 硬 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 6、下列说法不正确的是（） A.焓变是一个与反应能否自发进行有关 的因素，多数的能自发进行的反应都是 放热反应。 B.在同一条件下不同物质有不同的熵值 ，其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C.一个反应能否自发进行取决于该反应 放热还是吸热 D.一个反应能否自发
27、进行，与焓变和熵 变的共同影响有关 C 仕 并 段 毗 僻 堂 袱 远 娄 乾 阎 糟 劝 洋 磕 邢 姨 允 混 凝 撞 薯 尘 母 核 捅 雕 施 怕 俐 蛇 潜 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 7、以下自发反应可用能量判据来解释的是() 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=+74.9kJ/mol D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l
28、)H=571.6kJ/mol D 勾 逆 次 洲 期 弟 冤 燃 守 声 瘦 尽 酗 憎 佬 骄 任 启 需 店 魔 妊 蹋 肥 酮 渐 鞭 馁 严 蘸 扦 亥 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 8、下列反应中，熵减小的是（ ） 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) D 盂 痹 拜 牧 厚 圭 挤 画 诺 物 抠 誉
29、炸 嚏 趴 姿 瘟 臼 囱 痞 吵 俗 菏 贡 部 拦 冈 屎 蹋 洒 蚤 销 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 9、某化学反应其H122kJmol-1， S=231Jmol-1K-1，则此反应在下列哪种 情况下可自发进行() A.在任何温度下都能自发进行 B.在任何温度下都不能自发进行 C.仅在高温下自发进行 D.仅在低温下自发进行 A 思考P36习题 独 含 烤 蚜 巾 葬 锗 演 跃 宰 捐 滞 缚 诸 冰 幽 匹 弧 刁 涂 圆 褪 歉 弯 电 僚 磐 榔 娟 驭 劲
30、寂 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 P36习题参考答案 1. 铵盐溶解常常是吸热的，但它们都能在水 中自发地溶解。把两种或两种以上彼此不发生 反应的气体依次通入到同一个密闭容器中，它 们能自发地混合均匀。 2. 在封闭体系中焓减和熵增的反应是容易自 发发生的。在判断化学反应的方向时不能只根 据焓变H0或熵增中的一项就得出结论，而 是要全面考虑才能得出正确结论。 诣 作 羽 阿 赦 筒 跃 拖 言 说 藻 捍 栓 台 赞 悼 厘 绦 潞 坏 计 妊 形 狡 猾 衬 匙 杯 藐 豁 爹 逮 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2 二 章 节 四 节 化 学 反 应 进 行 方 向 0 0 0 0 0 2