58化学反应的方向及判断依据

水往低处流冰融化自然界中的自发过程体现了自然界变化的方向性(1)在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水；(2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。问题1：自然界中有许多自然而然发生的现象，物质间的化学反应是否也能自然发生呢？请联系已学知识举例。一、自发反应——化学反应的方向自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应.(1)一定条件指的是一定温度和一定压强，外界帮助可以是如通电、光照等。（水生成与分解）(2)自发反应在恰当条件下才能实现.教科书P34页教科书P34页共同特点这些反应在一定条件下能发生反应有何特点？△H＜0，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态。影响化学反应自发进行的因素探究能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H＜0）。对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。1.焓变与反应方向影响化学反应自发进行的因素探究影响化学反应自动发生的因素探究教科书P34后面两个方程式（1）大多数能自发进行的化学反应是放热反应（2）有不少吸热过程也能自发进行（3）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其他反应事实：硝酸铵的溶解过程是吸热过程却能自发进行；碳酸钙常温下不能自发进行，但高温下也能自发进行。小结：问题：为什么有些吸热反应或吸热过程也能自发进行呢？？观察与思考)(2)()(2)()()(222324lOHsCaClgNHsOHCasClNHCaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)高温NH4NO3(S)NH4+(aq)+NO3-(aq)消石灰与氯化铵的反应有氨气生成，碳酸钙分解生成二氧化碳气体，可能有气体生成使体系的混乱度增大是反应能自发的原因之一。硝酸铵溶于水后，硝酸根离子和铵根离子由规则的排列转化为能在水中自由地运动，即由有序转变为无序，体系的混乱度增大。讨论、假说：有序混乱墨水滴入水中气体的扩散固体的溶解一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？克劳修斯（德国）2.熵变与反应方向研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一因素——体系的混乱度（熵S）熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。对于同一物质：S(g)﹥S(l)﹥S(s)熵变：反应前后体系的熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。△S=S生成物总熵－S反应物总熵△S0说明反应的混乱度增大。反应的△S越大,越有利于反应自发进行，这个判据叫熵判据。练习：判断下列反应熵变大小：1、N2+3H2=2NH32、2C+O2=2CO3、CaCO3=CaO+CO21、冰→液态水→水蒸气2、氯化钠晶体溶于水3、自发进行的吸热反应：N2O5分解：2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ/mol碳酸铵的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol共同点：熵（S）增加【探究】下列自发过程熵变的特点正确判断一个化学反应是否能够自发进行体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。所以要正确判断一个反应是否能自发进行，必须综合考虑反应的焓变△H即能量判据和熵变△S即熵判据.化学反应能否自发进行的判据自由能公式（吉布斯-亥姆霍兹公式）ΔG=ΔH－TΔS(1).如果ΔG0，过程是自发的；(2).如果ΔG0，过程是非自发的；(3).如果ΔG＝0，体系处于平衡状态。因此，凡是熵增大的放热反应，都是自发反应。1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。注意：2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。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热熵增熵减焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发总结能量判据熵判据练习1.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，多数的能自发进行的反应是放热反应。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C2.下列过程是非自发的是（）A.水由高处向低处流B.天然气的燃烧C.铁在潮湿空气中生锈D.室温下水结成冰3.碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（）A.其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B.其分解是因为外界给予了能量C.其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解DA练习4.下列说法正确的是（）A.放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变C.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现C练习5.250C和1.01×105Pa时，反应:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ·mol-1，能自发进行的原因是（）A.是吸热反应B.是放热反应C.是熵减少的反应D.熵增大效应大于能量效应D练习1.能用能量判据判断下列过程的方向的是（）A.水总是自发的由高处往低处流B.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大A针对性练习：2.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2（g）=CO2（g）△H=-395.4kJ/mol关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（）A.石墨转化为金刚石是自发进行的过程B.金刚石转化为石墨是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量低D.金刚石比石墨能量低BC3.下列过程属于熵增加的是（）A.固体的溶解过程B.气体扩散过程C.水蒸气变为液态水D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)4.下列说法中，正确的是（）A.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变B.自发反应在恰当条件下才能实现C.自发反应在任何条件下均能实现D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同ABB5.下列反应中在高温下不能自发进行的是（）A.CO(g)=C(s)+1/2O2(g)B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)A6.下列说法完全正确的是()A.放热反应均是自发反应B.ΔS为正值的反应均是自发反应C.物质的量增加的反应，ΔS为正值D.如果ΔH和ΔS均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行D7.下列反应中，ΔS最大的是()A.CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)B.2SO2(g)+O2(g)＝2SO3(g)C.N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)D.CuSO4(s)+5H2O(l)＝CuSO4•5H2O(s)8.某反应２AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH、ΔS应为()A.ΔH0，ΔS0B.ΔH0，ΔS0C.ΔH0，ΔS0D.ΔH0，ΔS0AC