高二-化学反应进行的方向.docVIP

化学反响进行的方向〔明叔〕

【学习目标】

1、了解放热反响的自发性和某些吸热过程的自发性；

2、能用焓变和熵变判断化学反响的方向。

【要点梳理】

要点一、自发过程与自发反响

【高清课堂：化学反响也有奋斗目标-化学反响进行的方向】

1、自发过程

①含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。

②分类

过程

过程

不需借助外力

需借助外力

自发过程

非自发过程

③特点

a．体系趋向于从高能状态转变为低能状态〔体系对外部做功或者释放热量〕。

b．在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。

④实例

a．自然界中，水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流。

b．物理学中，电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动。

c．日常生活中，气温升高，冰雪自动融化。

2、自发反响

在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的反响。

【高清课堂：化学反响也有奋斗目标-化学反响进行的方向】

3、自发过程和自发反响的特点

①具有方向性，如果某个方向的反响在一定条件下是自发的，那么其逆方向的反响在该条件下肯定不自发，如铁器暴露于潮湿的空气中会生锈是自发的，而铁锈变为铁在该条件下肯定不是自发的。

②要想使非自发过程发生，那么必须对它做功，如利用水泵可使水从低处升到高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。

4、自发过程和自发反响的应用

自发过程和自发反响可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器，甲烷可在内燃机中被用来做功，锌与CuSO4溶液的反响可被设计成原电池，可根据氢气的燃烧反响设计成燃料电池等。

要点诠释：过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。

如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。

要点二、化学反响进行方向的判据

1、焓判据

①概念：体系总是趋向于从高能状态转化为低能状态〔这时体系往往会对外部做功或释放能量〕，该判据又称能量判据。

②应用：由焓判据知，放热过程〔ΔH＜0〕常常是容易自发进行的。

③焓判据的局限性

2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)ΔH=+56.7kJ·mol－1

(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=+74.9kJ·mol－1

以上两个反响都是吸热反响，但是也可以自发进行。因此焓变是影响反响自发进行的因素，但不是唯一因素。

【高清课堂：化学反响也有奋斗目标-化学反响进行的方向】

2、熵判据

①熵

a．概念：表示体系的不规那么或无序状态程度的物理量，熵的符号为S，单位J/(mol·K)。

b．实质：用来描述体系的“混乱度”，是物质的一个状态函数，熵值越大，体系的混乱度越大。

c．影响熵大小的因素

Ⅰ．同一条件下，不同的物质熵值不同。

Ⅱ．同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关。一般地，对同一物质而言：S(g)＞S(1)＞S(s)。

②熵判据

a．熵增原理

在与外界隔离的体系中，自发过程的体系趋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。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。

b．应用：由熵判据知，熵增〔ΔS＞0〕的过程常常是自发进行的。

c．局限性

少数熵减小的过程，在一定条件下也可以自发进行。如-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程〔但它是放热的〕；2Al(s)+Fe2O3(s)==Al2O3(s)+2Fe(s)ΔS=－39.35J/(mol·K)，该反响是熵减过程，但在高温时能自发进行。

熵变是影响反响自发进行的又一个因素，但也不是唯一因素。

要点三、决定和影响化学反响进行方向的因素

1、化学反响的方向与焓变的关系

①多数能自发进行的反响是放热反响。

例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反响是自发的，反响放热。4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)ΔH=－444.3kJ/mol

②有些吸热反响也能自发进行。

例如：NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(1)ΔH=+37.30kJ/mol

③有一些吸热反响在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下那么能自发进行。

例如：在室温下和较高温度下均为吸热过