第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向

假設(shè)你是一名化工廠工程師，需要把一個(gè)化學(xué)反應(yīng)投入生產(chǎn)，針對(duì)化學(xué)反應(yīng)而言，你需要考慮哪些問題？生產(chǎn)的可行性問題生產(chǎn)的效率問題產(chǎn)率問題------反應(yīng)進(jìn)行的方向------化學(xué)反應(yīng)的速率------化學(xué)平衡(限度)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的。2、知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。3、能判斷熵的變化（熵增或熵減）4、能判斷簡(jiǎn)單反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。

飛流直下：不借助外力排水：借助水泵，持續(xù)消耗電能高處低處自發(fā)非自發(fā)情景引入初步認(rèn)識(shí)自發(fā)過程：

一定的條件下，不需要其它外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過程稱為自發(fā)過程?；ㄏ闼囊绫┤诨?dāng)U散自發(fā)反應(yīng)：在給定條件下，可以自發(fā)進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。初步認(rèn)識(shí)鋼鐵生銹金屬置換燃料燃燒任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)方向與焓變的關(guān)系I：小組討論分析下列反應(yīng)在一定條件下能否自發(fā)進(jìn)行？C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-822kJ·mol-12H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=Fe2O3(s)

△H=-1648.4kJ·mol-1

H2(g)+F2(g)=2HF(g)

△H=-546.6kJ·mol-1Cu(s)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+H2(g)△H=+1341kJ·mol-11√√×√√×II：分析上述能夠自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，它們的共同特征是什么？為什么能夠自發(fā)進(jìn)行呢？你能夠得出什么結(jié)論？共同特點(diǎn)：放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定△H<0

即放熱反應(yīng)發(fā)生原因：結(jié)論：放熱反應(yīng)(△H<0),是有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件[思考]:

所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱嗎？小試牛刀

已知下列過程都能自發(fā)進(jìn)行，其中不能用“焓判據(jù)”解釋的是（）A．2Na(s)+Cl2(g)==2NaCl(s)△H<0B．C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(1)△H<0C．2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)==2CaCl2(s)+NH3(g)+2H2O(1)△H＞0D．2Mg(s)+O2(g)==2MgO(s)△H<0C思考：什么因素驅(qū)動(dòng)了吸熱反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行？

自然界中，變化過程有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向衡量體系混亂程度的物理量。體系的混亂程度越大(無序)，熵越大。(混亂度)任務(wù)二化學(xué)反應(yīng)方向與熵變的關(guān)系I.同一物質(zhì)固、液、氣態(tài)，哪狀態(tài)的熵最大？II.體系熵變與生成氣體量有何關(guān)系？同一物質(zhì)：S(g)>S(l)>S(s)

化學(xué)反應(yīng)中，固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)生成氣態(tài)物質(zhì)，體系的混亂度增大；從較少的氣態(tài)物質(zhì)生成較多的氣態(tài)物質(zhì)，體系的混亂度也增大。①2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)?H=+56.7kJ/mol②(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)?H=+74.9kJ/mol△S＞0△S＞0III.請(qǐng)分析討論下列吸熱反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的原因。你能夠得出什么結(jié)論？熵增反應(yīng)(△S>0

)具有自發(fā)進(jìn)行的傾向結(jié)論：[思考]:

所有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都是熵增的？熵增加(ΔS＞0)有利于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，但不全面。都可自發(fā)進(jìn)行2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△S<0NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△S<0小試牛刀“熵”表示體系的混亂度，它的符號(hào)是“S”。下列變化中，ΔS<0的是()A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)B．2NO2(g)===N2O4(l)C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g)D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)B任務(wù)三判斷化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)I.閱讀下列資料，總結(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和哪些因素有關(guān)？[資料]自發(fā)反應(yīng)的方向與焓變和熵變有關(guān)，但焓變和熵變又都不能單獨(dú)作為判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的依據(jù)。要判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向，必須綜合考慮體系的焓變和熵變。

吉布斯確立了定量描述焓變和熵變?cè)谂袛喾磻?yīng)的自發(fā)性過程中的地位。吉布斯自由能的出現(xiàn)，完美地從定量角度揭示了變化過程中焓變與熵變之間的協(xié)調(diào)與抗衡。體系自由能變化（符號(hào)為△G，單位為kJ/mol）綜合考慮了焓變和熵變對(duì)體系的影響，用來定量評(píng)價(jià)焓變和熵變?cè)诜磻?yīng)過程中作用的關(guān)系稱之為吉布斯公式：△G=△H-T△S，G為吉布斯自由能。結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與下列因素有關(guān)：焓變(△H)、熵變(△S)、反應(yīng)溫度當(dāng)ΔG>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)ΔG<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)ΔG＝0，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；[規(guī)律]II.結(jié)合公式△G=△H-T△S，小組分析討論反應(yīng)進(jìn)行的方向與溫度的關(guān)系小試牛刀C

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向一、能量判據(jù)二、熵判據(jù)三、復(fù)合判據(jù)放熱過程（?H﹤0）常常是容易自發(fā)進(jìn)行；熵增過程（?S﹥0）常常是容易自發(fā)進(jìn)行；?G=?H-T?S?G﹤0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。?G=0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。?G﹥0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。1．下列說法中，正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量的變化B．能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定都是放熱反應(yīng)C．只有放熱反應(yīng)才能夠自發(fā)進(jìn)行D．能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)就一定能夠發(fā)生并完成AB2.下列說法正確的是（）A.放熱反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)B.吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進(jìn)行的C.自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定容易發(fā)生D.有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行D3.25℃和1.01×105Pa時(shí),反應(yīng)2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是()A.是吸熱反應(yīng)B.是放熱反應(yīng)C.是熵減少的反應(yīng)