2-4-1化学反应进行的方向.ppt

第二章 化学反应速率和化学平衡 第四节 化学反应进行的方向 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 —— ? 一、自发过程和自发反应 1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。 自发过程的特征：有明确的方向性，要逆转必须借助外界做功；具有做功的本领。 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。 1、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)生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动，其反方向也不会自动进行； (3)生活中一般在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。 2、放热的自发反应 (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 3、吸热的自发过程 (1)室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。 (2)N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7 kJ/mol (3) 碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol 4、既不吸热也不放热的自发过程 两种理想气体的混合等 说明：(1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。 (2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器 ，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。 (3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。 二、化学反应进行方向的判据 1、能量判据(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。 ①一般情况下，放热反应能自发进行。 ②有些吸热反应也能自发进行 ③有些吸热反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。 如N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7 kJ/mol 2、熵判据：自发过程的本质取向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是反应方向判断的熵判据。 在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，因为与有序体系相比，无序体系更加稳定。 熵（S）：量度这种混乱（或无序）的程度 体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值越小。 同一物质，S(g) ＞ S(l) ＞ S(s)。 物质的量（n）越多，熵值（s）越大 熵越大，排列越无序 判断： 熵判据：体系有自发地向混乱度增加（即熵增）的方向转变的倾向 ①许多熵增反应在常温常压下可以自发进行。如产生气体的反应，气体的物质的量增大的反应等，为熵增反应。 2H2O2(aq) = H2O(l) + O2(g) ②有些熵增的反应在常温常压下不能自发进行,但在较高温度下可以自发进行. CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) ③少数熵减的变化在一定条件下也可以自发进行 -10.C的液态水自动结冰成固态. 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　 ΔS＝－39.35 J·mol－1·K－1 ②物质的混乱度趋于增加 ①物质具有的能量趋于降低 ?H(焓变) ?S(熵变)0 焓(H)判据 熵(S)判据 放热反应 焓变 熵变 化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断 ?H0 ?H0 ?H0 ?H0 ?S0 ?S0 ?S