第四节化学反应进行的方向.doc

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1、第四节　化学反应进行的方向【学习目标】　了解自发过程和自发反应的主要特点，了解焓判据、熵判据的含义，会用焓变和熵变判断反应进行的方向。【探究一】　自发过程和自发反应1．根据是否有外力作用，过程可分为自发过程和非自发过程。自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题：(1)下列现象的发生，你认为是自发过程的是________。A．水由高处往低处流B．气温升高冰雪融化C．室温下，水自动结成冰D．生锈的铁变光亮(2)自发过程具有的特点①体系趋向于从状态转变为状态(体系对外部做功或者热量)。②在密闭条件下，体系有从自发转变为的倾向

2、。2．有下列化学反应：①白磷自燃、②氯化氢分解、③煤燃烧、④钠与水反应、⑤酸碱中和反应，其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是，属于放热反应的是。【探究中的点拨】自发过程和自发反应自发过程自发反应含义在一定条件下，不用借助外力作用就能自发进行的过程在给定的一组条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应特征具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的举例高山流水，自由落体运动钢铁生锈应用①可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池②非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O

3、2【探究二】　化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系1．化学反应进行的方向与焓变的关系分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系：①NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)，酸碱中和反应是放热反应，ΔH0，常温下自发进行。②2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)，该反应是放热反应，ΔH0，常温下自发进行。④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0，该反应在常温下自发进行，但在较高温度下能自发进行。【归纳总结】自发反应与焓变的关系化学反应中，体系趋向于从高能状态转变为低能状态。(

4、焓减；即△H<0）【例】NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH>0，该反应在常温下能自发进行。（PPT）★说明：多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。2．化学反应进行的方向与熵变的关系(1)熵的概念自发过程的体系趋向于由转变为，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的越大。(2)影响熵大

5、小的因素①同一条件下，不同的物质熵值不同。②对同一种物质不同状态时熵值大小为。③结构相似的同一类型的物质，M越大，S越大。④相对分子质量相同的不同物质，结构越复杂，S越大。(3)熵判据在与外界隔离的体系中，体系有自发地向混乱度（即熵增加）的方向转变的倾向，这一经验规律叫做熵增原理。(即熵变△S0)★说明：①当ΔS>0时，反应为反应，在一定条件下自发进行。②当ΔS<0时，反应为反应，在一定条件下自发进行。③过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。④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

6、许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。【思考】有些熵减的过程也能自发进行，例如零下10度的水能自动结冰为固态，这是熵减的过程。【探究中的点拨】从能量角度(即焓变)看，化学反应有趋向于最低能量状态的倾向，而从熵变角度看，化学反应有呈现最大混乱度的倾向。在实际的化学变化中，ΔH与ΔS倾向有时会出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论。【探究三】　化学反应进行的方向与自由能变化的关系体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ·mol－1)综合考虑了焓变和熵变对体系

7、的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。★★规律：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔG＝ΔH－TΔS<0的方向进行，直到达平衡状态。ΔH－TΔS<0　反应能自发进行ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态ΔH－TΔS>0　反应不能自发进行2．判断下列反应在常温常压下能自发进行的是________(填序号)。(1)2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78.03kJ·mol－1　ΔS＝＋494.4J·mol－1·K－1(2)CO(g)===C(石墨，s)＋O2(g)　ΔH＝＋110.5kJ·mo

8、l－1　ΔS＝－89.36J·mol－1·K－1(3)4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ·mol－