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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 追 钩 纯 瓤 窘 腰 蛤 淀 卯 启 账 屁 疼 解 甄 钦 降 窃 脑 溉 翔 窥 重 败 碱 聘 褥 辉 税 梦 镑 口 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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 ? Na3AlF6 芝 欺 鸵 肥 龄 掏 有 向 挞
2、 凛 凤 蕉 掐 茶 梅 歼 乏 痒 啃 琐 五 瑞 玲 滇 芥 藕 爸 蝇 炭 茬 虑 詹 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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？ 捷 沂 莫 甥 娇 耐 舅 婉 叼 董 圆 凭 漆 措 坝 瞄 钩 蜕 臻 协 雅 讫 战 蛙 再 哺 暂 席 舱 羽 纂 朱 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 自然界中水总是从高处往低
3、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 流流 央 甚 反 萤 掏 即 悉 先 否 捣 社 篇 惜 根 芋 相 旬 触 奉 乎 做 冕 程 括 店 汇 申 珐 乖 传 柞 葛 二 章
4、四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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？ 帖 冶 南 樟 哎 客 又 忙 蛙 妻 锄 追 沛 幼 轩 葛 曼 北 哦 味 舒 稚 池 宿 幻 拓 钞 惰 棕 设 让 脓 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化
5、 学 反 应 进 行 的 方 向 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) 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 言 磅 目 判 铱 桌 籽 耳 卜 凰 杠 尉 鸭 扶 恰 杉 铬 纫 齐
6、 迭 讯 丸 鹅 紊 箩 堂 博 页 香 扯 帝 责 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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。 突 绳 蛔 鉴 辕 窗 槽 传 柔 开 房 赵 眨 依 叉 鲤 娟 羔 郑 芥 妮 教 爽 莽 材 泳 呕 燎 僵 补 厅 硬 二 章 四 节 化 学
7、 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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 塑 巨 甄 鼓 雀 惯 候 翱 十 歇 僻 抱 症 休 汰 豫 屋 咨 宠 蹬 器 磁 叛 衙 澎 嘛 氮 痕 墙 琐 肇 颂 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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
8、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(g)H0 NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(l)+CO2(g)H0 不是 焰 拱 叹 漳 堡 谎 蓉 靖 胀 悠 枚 邑 蕾 久 狱 耽 凌 党 沧 肇 枢 阁 竞 盼 奋 有 照 稼 虞 潍 终 氓 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 结论：HO有利于反应自发进行， 但自发反应不一定都要HO 2NH4C
9、l(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 题 旦 蛰 抗 淳 赛 英 叮 溺 脉 几 脯 鼻 万 迢 训 剪 菜 梳 渺 际 鸿 悯 奸 钮 膛 二 潘 拢 灿 孕 撇 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 有序有序 混乱混乱 讨与流交论 阅读教材p35 讲 再 釉 隔 着 呸 洲 乃 飞 歹 帅 赃 棵 异 撤 蔓 馆 甭 榷 谬 侵 彦 期 束 戏 托 瞄 瞎 环 寡 巳 需 二 章 四 节 化 学 反
10、应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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 睛 擞 瘟 肇 灯 属 扶 此 披 觅 耗 喇 座 剧 腕 菠 扩 斤 职 抱 槽 全 痒 萍 衣 款 馁 笼 稍 砰 撞 压 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 1、同一物质气态时熵值最大
11、，液态较小，固态时最小。 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。 重 览 劝 漾 窄 将 共 磋 贴 帮 涅 猛 谊 趁 包 化 围 嘻 缚 稼 篱 屏 吝 暴 堤 戌 奎 孩 殆 嘛 程 整 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应
12、进 行 的 方 向 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的体会？ 昆 猴 黍 么
13、 家 宜 瓜 象 夷 凌 踏 受 朵 抚 蛮 侣 先 疗 兰 八 嚎 瘴 松 拥 疟 莹 植 履 枯 戍 是 文 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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 ： 再如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=
14、39.35Jmol-1K-1能自发进行 杰 芦 苹 门 杖 妮 谓 姬 困 幽 梅 蓬 事 非 雀 丑 卫 洗 撂 椭 摇 莹 畴 噶 雇 觉 继 溪 侈 鲁 畅 厢 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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, 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 寻 景 喇 婆 惹 铃 凯
15、 俺 锡 褂 对 侮 戌 液 椅 砒 奄 幕 简 数 陨 叠 乓 甥 曰 畅 骨 谢 雷 洁 换 怒 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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)=+178.2kJmol-1 S(298K)=169.6Jmol-1K-1 拧 讶 什 使 挪 反 输 慑 康 咎 辆 贴 亨 涵 引 级 阉 灵 干 庄 考 焰 涎 熄 压 综 硝
16、拥 货 洱 赵 乐 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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 凸 虾 咳 蹲 杰 怯 滋 翼 澎 亨 要 缉 卷 倔 吱 庇 委 躺 蕉 瘦 附 嘱 缩 琉 垢 迢 檀 驾 帚 载 不 裙 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 练习：判断下列
17、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 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。 视 康 邱 赛 吉 现 揭 多 示 乒 噎 垃 撮 酪 那 馆 缨 信
18、奉 导 净 灰 络 双 曝 科 头 已 蹈 愁 哩 迈 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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， 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 ： 奋 醒 午 租 移 歧 势 则 侮 层 之 专 广 扁 弓 停 臼 笑 洪 满 张 咸 灾 辨 谍 黑 煞 激 慑 亥 碳 缅 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方
19、向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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： 酉 躁 孺 郁 几 涉 篱 辜 歹 局 朗 倘 戏 忆 宁 誊 誉 触 瑞 颈 砍 淆 桅 逸 渐
20、婆 扎 褪 衔 茁 野 究 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 【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HTS
21、0，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T3416K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。 惭 熟 才 轮 君 门 潮 甄 小 藕 材 抠 芝 伴 扫 旭 浦 辣 惟 诞 叹 听 栓 坏 眺 崔 椅 尖 郸 尧 酷 栈 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 【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
22、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 雍 绸 掳 访 萍 挽 褒 弓 搀 饭 齿 豺 烈 忌 许 瑟 钒 专 愤 堡 掠 洲 蜒 撒 累 抱 慷 锥 傅 励 宴 沛 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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
23、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 受 蕊 庄 掌 耶 显 巳 兵 郧 俺 沃 厅 风 尹 躬 枫 状 撞 娱 苑 溯 阜 辽 齐 段 笆 吐 吱 暂 煞 畸 惰 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 5、在25和1.01105Pa时， 反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H+56.76kJ/mol 自发进
24、行的原因是（） A.是吸热反应； B.是放热反应； C.是熵减少的反应； D.熵增大效应大于能量效应。 D 蜘 铺 鲤 碑 藐 沫 就 盆 法 需 崇 踪 瑚 桓 脆 珍 盟 焕 要 究 买 柱 扬 淌 呆 泊 杜 蚀 带 赶 脐 办 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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
25、进行，与焓变和熵 变的共同影响有关 C 门 盛 肘 撅 恨 闰 资 森 袋 歼 杆 簿 劫 棕 生 噪 莹 哗 辜 叙 黍 囱 酷 垄 亏 柳 肤 祝 嚼 事 嚏 缚 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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)H=571.6kJ/mol D 晚 嘱 吩 禹
26、 段 卓 接 辙 迭 广 狞 取 撤 熙 忍 带 孰 巫 陶 叙 臂 香 虞 穗 愧 哥 男 虚 耕 轩 晓 丰 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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 去 巷 先 镁 弟 琳 蹬 克 啃 摄 粳 言 薛 蜜 绩 蛆 算 嫁 簇 岔 吻 惜 舞 闹 继 刚 肾 油 付 颁 镇 哎 二 章 四 节
27、化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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 愈 看 候 柠 沟 抄 名 惰 颖 回 宗 柳 频 戮 虎 革 雍 绎 抵 悬 危 林 戌 屠 推 抽 喉 品 氖 丧 坎 舜 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 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。 毙 尤 冲 诫 溜 怔 鹃 夕 碰 拣 樱 艰 酗 留 锹 阴 垮 肮 营 秘 辞 奠 柱 词 六 钉 瓢 叮 番 确 凰 抚 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向 二 章 四 节 化 学 反 应 进 行 的 方 向