1、化學反應進行的快慢化學反應的限度化學反應進行的方向化學反應速率化學平衡 ?化學反應原理的組成部分化學反應原理的組成部分 這些生活中的現象將向何方發展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發性其中是否蘊藏了一定的科學原理？自發反應：在自發反應：在下下需外界幫助就能需外界幫助就能 進行的反應，稱為自發反應。進行的反應，稱為自發反應。自發過程：在自發過程：在下，下，借助外部力量就能借助外部力量就能 進行的過程。進行的過程。清清識識知知單單下列反應在一定條件下都能自發進行，你知道這下列反應在一定條件下都能自發進行，你知道這些反應能自發進行的主要原因嗎？些反應能自發進行的主要原因嗎？C C3 3H H8 8

2、(g) + 5O(g) + 5O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g) + 4H(g) + 4H2 2O(l) O(l) H = -2217.5 kJH = -2217.5 kJmolmol-1-12Na(s) + Cl2Na(s) + Cl2 2(g) = 2NaCl(s) (g) = 2NaCl(s) H = -822 kJH = -822 kJmolmol-1-14Fe(s) + 3O4Fe(s) + 3O2 2(g) = Fe(g) = Fe2 2O O3 3(s)(s) H = -1648.4 kJH = -1648.4 kJmolmol-1-1H H2 2(g) +

3、 F(g) + F2 2(g) = 2HF(g)(g) = 2HF(g) H H = = -546.6 kJ -546.6 kJmolmol-1-1 共同特點：共同特點：H O H O 即放熱反應即放熱反應放熱反應使體系能量降低，能量越低越放熱反應使體系能量降低，能量越低越穩定，穩定，H O H O 有利于反應自發進行有利于反應自發進行清清識識知知單單反應物的總能量反應物的總能量高高生成物的總能量生成物的總能量低低放熱反應放熱反應H H0 0化學反應進行方向的判據化學反應進行方向的判據高能狀態高能狀態低能狀態低能狀態思考：是不是所有自發進行的化學思考：是不是所有自發進行的化學 反應都是放熱的？

4、反應都是放熱的？思思與與題題問問考考結論：結論：H OH O有利于反應自發進行，有利于反應自發進行， 但自發反應不一定要但自發反應不一定要H OH 0 S 0 有利于反應自發進行。有利于反應自發進行。自發過程的體系趨向于由有序轉變為無序，導致體自發過程的體系趨向于由有序轉變為無序，導致體系的熵增大，這一經驗規律叫做系的熵增大，這一經驗規律叫做，也就是，也就是反應方向判斷的反應方向判斷的1 1、同一物質氣態時熵值、同一物質氣態時熵值最大最大，液態，液態較小較小，固態時，固態時最小最小。2 2、固體的、固體的溶解溶解過程、墨水過程、墨水擴散擴散過程和氣體過程和氣體擴散擴散過程。過程。3 3、反應過

5、程中氣體物質的量、反應過程中氣體物質的量增加增加的反應。的反應。清清識識知知單單自發反應一定是熵增加的反應嗎？自發反應一定是熵增加的反應嗎？2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)結論：結論：S OS O有利于反應自發進行，有利于反應自發進行， 自發反應不一定要自發反應不一定要S OS O熵變是反應能否自發進行的熵變是反應能否自發進行的一個因素一個因素, ,但不是惟一因素。但不是惟一因素。 物質的混亂度趨于增加物質的混亂度趨于增加物質具有的能量趨于降低物質具有的能量趨于降低 H H( (焓變焓變) ) 0)0焓焓( (H H) )判據判據熵熵( (

6、S S) )判據判據放熱反應放熱反應焓變焓變熵變熵變化學反應能否自發進行化學反應能否自發進行自發進行自發進行不自發進行不自發進行不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷不能定性判斷 H H00 H H000 H H00 S S00 S S00 S S00 S S00熵增原理熵增原理3 3、能量判據和熵判據的應用、能量判據和熵判據的應用判斷反應進行的方向判斷反應進行的方向(1)由能量判據知：放熱過程常常是容易進行的。由能量判據知：放熱過程常常是容易進行的。(2)由熵判據知：若干熵增的過程是自發的。由熵判據知：若干熵增的過程是自發的。(3)很多情況下，簡單地只用其中一個判據判斷很多情況下，簡單地只用其

7、中一個判據判斷同一個反應，可能會出現相反的判斷結果，所以同一個反應，可能會出現相反的判斷結果，所以應兩個判據兼顧。由能量判據應兩個判據兼顧。由能量判據(以焓變為基礎以焓變為基礎)和和熵判據組合成的復合判據熵判據組合成的復合判據(吉布斯自由能變吉布斯自由能變G)將更適合于所有的過程。將更適合于所有的過程。反應能否自發還與反應能否自發還與有關有關要正確判斷一個化學反應能否自發進行要正確判斷一個化學反應能否自發進行, ,必須必須綜合考慮綜合考慮反應的反應的焓變焓變H H和熵變和熵變S S小結G=G=H-TH-TS S自由能變化自由能變化G G綜合考慮了焓變和熵變對體系綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響

8、的影響當當G0G0G0時，反應為非自發反應時，反應為非自發反應視視學學科科野野H HS S2KClO2KClO3 3(s)=2KCl(s)+3O(s)=2KCl(s)+3O2 2(g)(g)H = -78.03 kJmolH = -78.03 kJmol-1-1S = 494.4 JmolS = 494.4 Jmol-1-1KK-1-1CO(g)=C(s,CO(g)=C(s,石墨石墨)+1/2O)+1/2O2 2(g)(g)H = 110.5 kJmolH = 110.5 kJmol-1-1S = -89.36 JmolS = -89.36 Jmol-1-1KK-1-14Fe(OH)4Fe(O

9、H)2 2(s)+2H(s)+2H2 2O(l)+OO(l)+O2 2(g)=4Fe(OH)(g)=4Fe(OH)3 3(s)(s)H = -444.3kJmolH = -444.3kJmol-1-1S = -280.1 JmolS = -280.1 Jmol-1-1KK-1-1H (298K)= 178.2 kJmolH (298K)= 178.2 kJmol-1-1S (298K)= 169.6 JmolS (298K)= 169.6 Jmol-1-1KK-1-1CaCOCaCO3 3(s) = CaO(s)+CO(s) = CaO(s)+CO2 2(g)(g)1 1反應的自發性只能用于判

10、斷反應的方向反應的自發性只能用于判斷反應的方向，不能確，不能確定反應是否一定會發生和過程發生的速率。例如涂定反應是否一定會發生和過程發生的速率。例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發生腐蝕有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發生腐蝕過程的自發性是相同的，但只有后者可以實現。過程的自發性是相同的，但只有后者可以實現。【注意注意】2 2在討論過程的方向時，在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體指的是沒有外界干擾時體系的性質系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用，就。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。例如水泵可以把水從低水位可能出現相反的結果。例如水泵可以把水從低水位

11、升至高水位；高溫高壓下可以使石墨轉化為金剛石，升至高水位；高溫高壓下可以使石墨轉化為金剛石，實現的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的實現的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質仍然是非自發性的。本質仍然是非自發性的。影響因素：影響因素：化學反應的方向化學反應的方向 反應焓變反應焓變 反應熵變反應熵變共同影響共同影響吸熱吸熱放熱放熱熵增熵增熵減熵減焓減小有利于反應自發，熵增大有利于反應自發焓減小有利于反應自發，熵增大有利于反應自發結結總總識識知知溫度溫度1 1、下列過程是非自發的是、下列過程是非自發的是（ ）A A、水由高處向低處流；水由高處向低處流； B B、天然氣的燃燒；天然氣的燃燒

12、；C C、鐵在潮濕空氣中生銹；鐵在潮濕空氣中生銹； D D、室溫下水結成冰。室溫下水結成冰。2 2、碳酸銨（、碳酸銨（NHNH4 4）2 2COCO3 3在室溫下就能自發地分解產生氨在室溫下就能自發地分解產生氨氣，對其說法中正確的是氣，對其說法中正確的是（ ）A A、其分解是因為生成了易揮發的氣體，使體系的熵增大；其分解是因為生成了易揮發的氣體，使體系的熵增大；B B、其分解是因為外界給予了能量；其分解是因為外界給予了能量；C C、其分解是吸熱反應，據能量判據不能自發分解；其分解是吸熱反應，據能量判據不能自發分解；D D、碳酸鹽都不穩定，都能自發分解。碳酸鹽都不穩定，都能自發分解。D DA A

13、3 3、下列說法正確的是、下列說法正確的是（ ）A A、凡是放熱反應都是自發的，由于吸熱反應都是非自發的；凡是放熱反應都是自發的，由于吸熱反應都是非自發的；B 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；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 C、自發反應在恰當條件下才能實現；自發反應在恰當條件下才能實現；D D、自發反應在任何條件下都能實現。自發反應在任何條件下都能實現。4 4、自發進行的反應一定是、自發進行的反應一定是（ ）A A、吸熱反應；吸熱反應； B B、放熱反應；放熱反應；C C、熵增加反應；熵增加反應； D D、熵增加或者放熱反應。熵增加或者放熱反應。

14、C CD D5 5、下列說法不正確的是（、下列說法不正確的是（ ）A. A. 焓變是一個與反應能否自發進行有關的因素，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都是放熱反應。多數的能自發進行的反應都是放熱反應。B. B. 在同一條件下不同物質有不同的熵值，其體系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。的混亂程度越大，熵值越大。C. C. 一個反應能否自發進行取決于該反應放熱還是一個反應能否自發進行取決于該反應放熱還是吸熱吸熱D. D. 一個反應能否自發進行，與焓變和熵變的共同一個反應能否自發進行，與焓變和熵變的共同影響有關影響有關E.E.非自發反應

15、在一定條件下能實現非自發反應在一定條件下能實現C C6 6、以下自發反應可用能量判據來解釋的是、以下自發反應可用能量判據來解釋的是( )( )A A、硝酸銨自發地溶于水硝酸銨自發地溶于水B B、2N2N2 2O O5 5(g)=4NO(g)=4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)；H=+56.7kJ/molH=+56.7kJ/molC C、(NH(NH4 4 ) )2 2COCO3 3(s)=NH(s)=NH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g); (g); H=+74.9 H=+74.9 kJ/molkJ/molD D、2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l); O(l); H=-571.6 kJ/molH=-571.6 kJ/molD DD D7 7、下列反應中，熵減小的是（、下列反應中，熵減小的是（ ）A. (NHA. (NH4 4 ) )2 2COCO3 3(s)(s)NHNH4 4HCOHCO3 3(s)+NH(s)+NH3 3(g)(g)B. 2NB. 2N2 2O O5 5(g)(g)4NO4NO2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)C. MgCOC. MgCO3 3(s)(s)MgO(s)MgO(s)COCO2 2(g)(g)D. 2CO(g)D. 2CO(g)