化学反应进行的方向2.pptVIP

第四节 化学反应进行的方向 第二章 化学反应速率和化学平衡 化学反应进行的快慢 化学反应的限度 化学反应进行的方向 ——化学反应速率 ——化学平衡 —— ? 生活中的自发过程 (1)自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流； (2) 铁器暴露在潮湿空气中会生锈。 化学反应中的自发过程 (1)甲烷燃烧： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－802.3 kJ/mol (2)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H= － 824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6 kJ/mol 共同点—— ? E反 E生, △H0 放热反应 一、自发过程与自发反应 1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就可以自动进行的自发过程。 ☆共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。 2、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。 ☆特征：具有方向性，即反应在某个方向在一定条件下是自发的，其逆方向的反应在该条件下肯定不自发。 1.焓判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是焓判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。 二、焓判据 放热反应使 体系能量降 低，能量越低越稳 定， △H O有利 于反应自发进行。 (1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。 例如：4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g) ＝4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol (2)有不少吸热反应也能自发进行。 例如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq) ＝CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol (3)有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。 例如：CaCO3(s) ＝CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ/mol 2.焓判据的应用 反应能量判据不能作为决定反应能否自发进行的惟一因素。 练习1 已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是（ ） A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低 AC 有些过程也是自发的，当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用焓判据却无法解释清楚，例如： 两种不同气体的混合可顺利自发进行，无须借助外力。 N2O5分解： 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g)； △H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol 自发进行的吸热反应 三、熵、熵增原理、熵判据 1.熵：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵（S，单位: J·mol-1·K-1）。 2.熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理(△S0) 。 体系混乱度有增加的倾向 3.熵判据：用熵变(△S)来判断化学反应方向时就称为熵判据。 熵值最大 熵值最小 【结论】同一物质的熵值：气态＞液态＞固态 4.物质熵大小规律 (1)同一种物质的熵值 (3)不同物质熵值间的关系： (2)熵值与物质的量的关系： 物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 例如：2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔS＞0 物质的组成越复杂其熵值越大，一般组成物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱程度就越大，熵值也越大。 例如：S(甲烷) S(甲醇) S(甲酸) S(甲醇) S(乙醇) S(丙醇) (1)许多