化學反應的方向 魯科版化學反應原理第二章第一節 本節目的 1 了解反應焓變 反應熵變與反應方向的關系 2 根據 h t s定量判斷反應方向 重點 難點 理解焓變和熵變對反應方向的共同影響 根據 h t s及數據判斷反應的方向 聯想 質疑 2no 2co n2 co2該反應能否發生 理論依據是什么 常言說 水向低處流 是自動進行的自發變化過程 具有一定的方向性 在一定條件下 不借助光 電等外部力量就能自動進行的過程 自發過程 生活經驗舉例 1 熱總是由高溫物體傳向低溫物體2 室溫下冰塊自動融化3 墨水擴散4 食鹽溶解于水5 火柴棒散落 1 條件指一定的溫度和壓強 2 自發反應必須在一定條件下才能實現 自發反應 注意 在溫度和壓強一定的條件下 不借助光 電等外部力量就能自動進行的反應 1 酸堿中和 2 鐵器暴露在潮濕空氣中生銹 3 氫氣和氧氣的混合氣體遇明火就爆炸 4 鐵與cuso4溶液反應生成cu和feso4等 這些過程都是自發的 其逆過程就是非自發的 舉例 請列舉熟悉的自發例子 自發反應有方向性 一 反應焓變與反應方向 交流 研討 閱讀p35 36頁 1 反應放熱有利于反應自發進行 2 反應吸熱也有可能自發進行 交流 研討閱讀p36 37思考 1 硝酸銨 氫氧化鈉 氯化鈉 蔗糖溶解過程的熱效應如何 吸熱 放熱 幾乎不變 2 它們溶解的過程都是自發的 與焓變有關嗎 無 3 你認為是什么因素決定了它們的溶解過程能自發進行 熵 nacl型晶體 結論 體系會自發地從有序狀態 無序狀態 混亂度增大 s 熵 克勞修斯 德國 熵 衡量一個體系混亂度的物理量 用符號s表示 混亂度越大 熵值越大 3 相同條件與狀態下 熵與物質的量成正比 2 對于同一物質 s g s l s s 1 單位 j mol 1 k 1 二 反應熵變與反應方向 注意 熵變 反應前后體系熵的變化用 s表示 s s產物 s反應物 混亂度增大 熵增 混亂度減小 熵減 研究表明 反應有趨向于由有序狀態轉變為無序狀態的趨勢 即混亂度增加 s 0 且 s越大 越有利于反應自發進行 熵變是與反應能否自發進行的有關的一個因素 但不是唯一因素 結論 1 熵增有利于反應自發進行 2 熵減的反應在一定條件下也可以自發進行 p37頁舉例 即 s 0有利于反應自發進行 但自發反應不一定是 s 0的反應 2h2o 2h2 o2 電解 s 0非自發 三 焓變和熵變對反應方向的共同影響 反應自發進行方向的判據 h t s h t s 0 自發進行 h t s 0 可逆反應達平衡狀態 h t s 0 非自發進行 閱讀課本p37 39相關內容初步體會 焓變和熵變對反應方向的共同影響 自發 非自發 不一定 不一定 恒溫恒壓時判斷反應是否能夠自發進行 h0 h 0 s0 s 0 積極思考 低溫自發 高溫非自發 低溫非自發 高溫自發 低溫自發 高溫自發 nh3 g hcl g nh4cl s h 0 s 0 caco3 s cao s co2 g h 0 s 0 判斷反應什么條件下自發進行 汽車尾氣的主要污染物是一氧化氮以及燃燒不完全所產生的一氧化碳 它們是現代化城市的重要大氣污染物 為了減輕汽車尾氣造成的大氣污染 有人提出通過2no g 2co g n2 g 2co2 g 來處理汽車尾氣 已知室溫 298k 101kpa 下 h 113 0kj mol 1 s 143 5j mol 1 k 1 思考 如何加快反應速率 一種汽車尾氣凈化器 h t s 69 68kj mol 1 0 因此 室溫下反應能自發進行 但該反應速率極慢 1 反應的自發性只能用于判斷反應的方向 不能確定反應是否一定會發生和過程發生的速率 例如金剛石有向石墨轉化的傾向 但是能否發生 什么時候發生 多快才能完成 就不是焓變判斷和熵變判斷能解決的問題了 注意 2 在討論過程的方向時 指的是沒有外界干擾時體系的性質 如果允許外界對體系施加某種作用 就可能出現相反的結果 例如石墨經高溫高壓還是可以變為金剛石的 練習 1 下列說法不正確的是a 焓變是一個與反應能否自發進行有關的因素 多數的能自發進行的反應是放熱反應 b 在同一條件下不同物質有不同的熵值 其體系的混亂程度越大 熵值越大 c 一個反應能否自發進行取決于該反應放熱還是吸熱d 一個反應能否自發進行 與焓變和熵變的共同影響有關 c 2 下列反應中 熵減小的是 d 2co g 2c s o2 g b 2n2o5 g 4no2 g o2 g a nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g c mgco3 s mgo s co2 g d 3 下列說法正確的是 a 凡是放熱反應都是自發的 由于吸熱反應都是非自發的 b 自發反應一定是熵增大 非自發反應一定是熵減少或不變 c 自發反應在恰當條件下才能實現 d 自發反應在任何條件下都能實現 c 4 某化學反應其 h 122kj mol 1 s 231j mol 1 k