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1、会计学1化学反应进行的方向化学反应进行的方向v第四节 化学反应进行的方向第1页/共29页汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g）你能否判断这一反应是否自发进行？理论依据是什么？第2页/共29页1、自发过程：在一定条件下，不借助外力就能自动进行的过程。2、自发反应：在给定的条件下，无须外界做功，一经引发即能自动进行的化学反应 。【概念界定】自发过程和自发反应 如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？第3页/共29页第4页
2、/共29页自然界中水总是从高处往低处流；自由落体运动室温下冰块自动融化；墨水（香水、汽油）扩散；食盐（NaOH、蔗糖等）溶解于水等。第5页/共29页 镁条燃烧；酸碱中和；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，锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。第6页/共29页酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？【思考与交流】共同特点： H O即放热反应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从能量角度分析它们为什么可以自发？ 一般情况下， H O即放热反应易发生自发反应。第7
3、页/共29页 能量判据（焓判据）： 【归纳与总结】一、化学反应方向的能量判据（焓判据） 体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量H 0）。 放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行倾向。第8页/共29页自发反应一定要H O ？1.H O有利于反应自发进行，自发反应不一定要H 0 有利于反应自发进行。从混乱度角度分析它们为什么可以自发？【思考与交流】【归纳与总结】 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，即熵变大于零（S0)，这个原理叫熵增原理，用来判断过程的方向时，就称为熵判据。第15页/共29页熵判据： 体系有自发地向混乱度增加（即熵增）方向转变
4、的倾向。混乱度增加意味着体系变得更加无序。 体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小。有序变无序熵增的过程第16页/共29页自发反应一定是熵增加的反应吗？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S=39.35Jmol-1K-1 结论：S O，有利于反应自发进行，自发反应不一定要S O。 熵变是反应能否自发进行一个 因素, 但不是唯一因素。铝热反应（ S0）也能自发反应。第17页/共29页 G=HT S三、复合判据（自由能变化）当 G0时，反应不自发进行当 G=0时，平衡状态 一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关，恒温、恒压下，反应方向的判据是体系自
5、由能变化（ G）第18页/共29页温度对反应自发性影响的情况 类型HSG=HTS反应的自发性1+2+34+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第19页/共29页第20页/共29页需要注意： 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。例如教材P35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；又如装在不同地方的气体等例子。第21页/共29页影响因素：化学反应的方向 反应焓变 反应熵变共同影响吸热放
6、热熵增熵减小结：焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发小结第22页/共29页在298K、100kPa下该反应的H113.0kJmol-1， S145.3 Jmol-1K1 汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g）你能否判断这一反应是否自发进行？理论依据是什么？第23页/共29页DA第24页/共29页CD第25页/共29页D第26页/共29页6、下列说法不正确的是（ ）A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多
7、数的能自发进行的反应都是放热反应。B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关C第27页/共29页D8、下列反应中，熵减小的是（ ）A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)D. 2CO(g)2C(s)O2(g)7、以下自发反应可用能量判据来解释的是( )A、硝酸铵自发地溶于水B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)； C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6 kJ/molD第28页/共29页
化学反应进行的方向vPPT学习教案
