第二章化學反應速率與化學平衡第三節化學反應的方向

假設你是一名化工廠工程師，需要把一個化學反應投入生產，針對化學反應而言，你需要考慮哪些問題？生產的可行性問題生產的效率問題產率問題------反應進行的方向------化學反應的速率------化學平衡(限度)學習目標1、知道化學反應是有方向的。2、知道化學反應的方向與反應的焓變和熵變有關。3、能判斷熵的變化（熵增或熵減）4、能判斷簡單反應能否自發進行。

飛流直下：不借助外力排水：借助水泵，持續消耗電能高處低處自發非自發情景引入初步認識自發過程：

一定的條件下，不需要其它外力作用就能自動進行的過程稱為自發過程。花香四溢冰雪融化墨水擴散自發反應：在給定條件下，可以自發進行到顯著程度的化學反應稱為自發反應。初步認識鋼鐵生銹金屬置換燃料燃燒任務一化學反應方向與焓變的關系I：小組討論分析下列反應在一定條件下能否自發進行？C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-822kJ·mol-12H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)

△H=-1648.4kJ·mol-1

H2(g)+F2(g)=2HF(g)

△H=-546.6kJ·mol-1Cu(s)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+H2(g)△H=+1341kJ·mol-11√√×√√×II：分析上述能夠自發進行的化學反應，它們的共同特征是什么？為什么能夠自發進行呢？你能夠得出什么結論？共同特點：放熱反應使體系能量降低，能量越低越穩定△H<0

即放熱反應發生原因：結論：放熱反應(△H<0),是有利于反應自發進行的條件[思考]:

所有自發進行的化學反應都是放熱嗎？小試牛刀

已知下列過程都能自發進行，其中不能用“焓判據”解釋的是（）A．2Na(s)+Cl2(g)==2NaCl(s)△H<0B．C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(1)△H<0C．2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)==2CaCl2(s)+NH3(g)+2H2O(1)△H＞0D．2Mg(s)+O2(g)==2MgO(s)△H<0C思考：什么因素驅動了吸熱反應的自發進行？

自然界中，變化過程有從有序轉變為無序的傾向衡量體系混亂程度的物理量。體系的混亂程度越大(無序)，熵越大。(混亂度)任務二化學反應方向與熵變的關系I.同一物質固、液、氣態，哪狀態的熵最大？II.體系熵變與生成氣體量有何關系？同一物質：S(g)>S(l)>S(s)

化學反應中，固態物質或液態物質生成氣態物質，體系的混亂度增大；從較少的氣態物質生成較多的氣態物質，體系的混亂度也增大。①2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)?H=+56.7kJ/mol②(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)?H=+74.9kJ/mol△S＞0△S＞0III.請分析討論下列吸熱反應能夠自發進行的原因。你能夠得出什么結論？熵增反應(△S>0

)具有自發進行的傾向結論：[思考]:

所有自發進行的化學反應都是熵增的？熵增加(ΔS＞0)有利于化學反應的自發進行，但不全面。都可自發進行2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△S<0NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△S<0小試牛刀“熵”表示體系的混亂度，它的符號是“S”。下列變化中，ΔS<0的是()A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)B．2NO2(g)===N2O4(l)C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g)D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)B任務三判斷化學反應方向的復合判據I.閱讀下列資料，總結化學反應進行的方向和哪些因素有關？[資料]自發反應的方向與焓變和熵變有關，但焓變和熵變又都不能單獨作為判斷反應自發進行方向的依據。要判斷反應自發進行的方向，必須綜合考慮體系的焓變和熵變。

吉布斯確立了定量描述焓變和熵變在判斷反應的自發性過程中的地位。吉布斯自由能的出現，完美地從定量角度揭示了變化過程中焓變與熵變之間的協調與抗衡。體系自由能變化（符號為△G，單位為kJ/mol）綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響，用來定量評價焓變和熵變在反應過程中作用的關系稱之為吉布斯公式：△G=△H-T△S，G為吉布斯自由能。結論：化學反應進行的方向與下列因素有關：焓變(△H)、熵變(△S)、反應溫度當ΔG>0，反應不能自發進行。當ΔG<0，反應能自發進行；當ΔG＝0，反應處于平衡狀態；[規律]II.結合公式△G=△H-T△S，小組分析討論反應進行的方向與溫度的關系小試牛刀C

化學反應進行的方向一、能量判據二、熵判據三、復合判據放熱過程（?H﹤0）常常是容易自發進行；熵增過程（?S﹥0）常常是容易自發進行；?G=?H-T?S?G﹤0反應能自發進行。?G=0反應達到平衡狀態。?G﹥0反應不能自發進行。1．下列說法中，正確的是()A．化學反應總是伴隨著能量的變化B．能夠自發進行的反應不一定都是放熱反應C．只有放熱反應才能夠自發進行D．能夠自發進行的反應就一定能夠發生并完成AB2.下列說法正確的是（）A.放熱反應一定是自發進行的反應B.吸熱反應一定是非自發進行的C.自發進行的反應一定容易發生D.有些吸熱反應也能自發進行D3.25℃和1.01×105Pa時,反應2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol，自發進行的原因是()A.是吸熱反應B.是放熱反應C.是熵減少的反應