《化学反应的方向》教学课件
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课件25张PPT。专题2第二单元化学方应的方向和限度课时一 化学反应的方向 水往低处流冰雪融化自然界中的自发过程体现了
自然界变化的方向性自然界中有许多自然而然发生的现象(1) 水往低处流；（有势差存在）(2) 气体向真空膨胀；（有压力差存在）(3) 热量从高温物体传入低温物体；（有温差存在）(4) 浓度不等的溶液混合均匀；（存在着浓度差）物质间的化学反应是否也能自然发生呢？铁器在潮湿空气中生锈；
铁从硫酸铜溶液中置换出铜；
常温常压下氢氧混合气在高分散的钯的表面生成水等。
酸碱中和这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。
在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. 一、自发反应：1.水分解生成氢气和氧气的反应
2.氯气与溴化钾溶液的反应
3.乙烯与溴单质的反应
4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应不能能不能能Cl2+2KBr=Br2+2KCl下列反应是温室能否自发进行？如能，写出相应的化学方程式（P39 交流与讨论）练习：判断自发与非自发（室温下）
（1）打开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯
（2）镁带燃烧
（3）氢气燃烧
（4）水分解成H2和O2过程 自发自发自发非自发十九世纪，汤姆逊（Thomsom）和贝塞罗特（Berthlot）就曾经用△H（焓变）的符号作为化学反应方向的判据。他们认为自发化学反应的方向总是与放热的方向一致，而吸热反应是不能自动进行的。二、焓判据 1.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O（l） △H=-2217.5 kJ/mol
2.2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H=-2217822 kJ/mol
3.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648.4kJ/mol
4.H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-546.6kJ/mol讨论下列反应在一定条件下能够自发进行，它们有哪些共同特征？化学反应中的自发过程
共同特点：△H＜0，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态判断化学反应方向的依据对于化学反应，有着向能量较低方向进行的趋势，也就是通过放热实现的，那么焓减小有利于反应自发，它是自发反应的一个内在推动力。
因此：反应的焓变是制约化学反应是否自发进行的因素之一。“放热反应可以自发进行，吸热反应不能自发进行”，你同意这种观点吗？吸热过程的反应能否自发进行？思考：如：硝酸铵溶于水2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=
2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2o(l)NH4NO3(s)=NH4+ (aq) +NO3-(aq)碳酸钙分解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焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢？有序混乱三、熵判据# # # # #
# # A# # #
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% # % # % # % # % 始态终态 初态有较高的“有序性”；混合后有序性就降低了，也就是说混合过程中气体存在状态的“混乱度”增加了。一、反应熵变与反应方向1、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向。
由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度。
2、符号用S表示。单位：J?mol-1?K-1
3、熵值越大，体系混乱度越大。
同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。 水的三态的熵S（s） ＜ S（l） ＜ S（g）二、熵变和熵增原理（1）熵变（△S）∶化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。
△S=S反应产物－S反应物
产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵增加的反应。
（2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，
又称为熵判据。(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=+56.7kJ/mol(3) 碳酸铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol
吸热反应△H>0熵增反应△S>0四、复合判据1.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)
2.CaCO3==CaO(s)+CO2(g)
3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)
4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？△S＞0△S＞0△S＞0△S＞0△S＞0⊿S＞0有利于反应自发进行，但自发反应不一定是⊿S＞0的反应1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)
2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；
如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)
3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)△G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行视野拓展：吉布斯自由能温度对反应自发性的情况 永远是—在任何温度都是自发反应永远是+在任何温度下都是非自发反应在高温+
在低温—在低温是自发反应
在高温是非自发反应在高温—
在低温+在低温是非自发反应
在高温是自发反应化学反应的方向及其判断依据ΔH一定不能自发进行一定能自发进行高温下能自发进行低温下能自发进行ΔS例：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)例：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=
CaCO3(s)+2HCl(l)例： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)例： Mg(s) + 2HCl(aq) =
MgCl2(aq) + H2(g)说出下列反应中的焓变，熵变，及自发性CO2(s)→ CO2(g)
2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
Ag+(aq)+Cl-=AgCl(s) △H > 0 △S>0 自发△H <0，△S<0 自发△H <0，△S>0 自发△H <0，△S<0 自发化学反应的方向及其判断依据 小 结： 影响因素：焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发能量判据熵判据
自然界变化的方向性自然界中有许多自然而然发生的现象(1) 水往低处流；（有势差存在）(2) 气体向真空膨胀；（有压力差存在）(3) 热量从高温物体传入低温物体；（有温差存在）(4) 浓度不等的溶液混合均匀；（存在着浓度差）物质间的化学反应是否也能自然发生呢？铁器在潮湿空气中生锈；
铁从硫酸铜溶液中置换出铜；
常温常压下氢氧混合气在高分散的钯的表面生成水等。
酸碱中和这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。
在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. 一、自发反应：1.水分解生成氢气和氧气的反应
2.氯气与溴化钾溶液的反应
3.乙烯与溴单质的反应
4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应不能能不能能Cl2+2KBr=Br2+2KCl下列反应是温室能否自发进行？如能，写出相应的化学方程式（P39 交流与讨论）练习：判断自发与非自发（室温下）
（1）打开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯
（2）镁带燃烧
（3）氢气燃烧
（4）水分解成H2和O2过程 自发自发自发非自发十九世纪，汤姆逊（Thomsom）和贝塞罗特（Berthlot）就曾经用△H（焓变）的符号作为化学反应方向的判据。他们认为自发化学反应的方向总是与放热的方向一致，而吸热反应是不能自动进行的。二、焓判据 1.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O（l） △H=-2217.5 kJ/mol
2.2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H=-2217822 kJ/mol
3.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648.4kJ/mol
4.H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-546.6kJ/mol讨论下列反应在一定条件下能够自发进行，它们有哪些共同特征？化学反应中的自发过程
共同特点：△H＜0，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态判断化学反应方向的依据对于化学反应，有着向能量较低方向进行的趋势，也就是通过放热实现的，那么焓减小有利于反应自发，它是自发反应的一个内在推动力。
因此：反应的焓变是制约化学反应是否自发进行的因素之一。“放热反应可以自发进行，吸热反应不能自发进行”，你同意这种观点吗？吸热过程的反应能否自发进行？思考：如：硝酸铵溶于水2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=
2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2o(l)NH4NO3(s)=NH4+ (aq) +NO3-(aq)碳酸钙分解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焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢？有序混乱三、熵判据# # # # #
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由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度。
2、符号用S表示。单位：J?mol-1?K-1
3、熵值越大，体系混乱度越大。
同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。 水的三态的熵S（s） ＜ S（l） ＜ S（g）二、熵变和熵增原理（1）熵变（△S）∶化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。
△S=S反应产物－S反应物
产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵增加的反应。
（2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，
又称为熵判据。(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=+56.7kJ/mol(3) 碳酸铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol
吸热反应△H>0熵增反应△S>0四、复合判据1.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)
2.CaCO3==CaO(s)+CO2(g)
3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)
4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？△S＞0△S＞0△S＞0△S＞0△S＞0⊿S＞0有利于反应自发进行，但自发反应不一定是⊿S＞0的反应1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)
2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；
如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)
3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)△G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行视野拓展：吉布斯自由能温度对反应自发性的情况 永远是—在任何温度都是自发反应永远是+在任何温度下都是非自发反应在高温+
在低温—在低温是自发反应
在高温是非自发反应在高温—
在低温+在低温是非自发反应
在高温是自发反应化学反应的方向及其判断依据ΔH一定不能自发进行一定能自发进行高温下能自发进行低温下能自发进行ΔS例：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)例：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=
CaCO3(s)+2HCl(l)例： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)例： Mg(s) + 2HCl(aq) =
MgCl2(aq) + H2(g)说出下列反应中的焓变，熵变，及自发性CO2(s)→ CO2(g)
2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
Ag+(aq)+Cl-=AgCl(s) △H > 0 △S>0 自发△H <0，△S<0 自发△H <0，△S>0 自发△H <0，△S<0 自发化学反应的方向及其判断依据 小 结： 影响因素：焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发能量判据熵判据