第四节 化学反应进行的方向

金属钛“发现”号航天飞机人造卫星二十一世纪的第三金属——钛第一步：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)第二步：TiCl4(l)+Mg(s)=Ti(s)+MgCl2(s)金属钛二十一世纪的第三金属——钛1）高处的水往低处流；2）热量由高温物体传向低温物体；3）电流由电势高的地方流向电势低的地方自然界中的自发过程Cu和AgNO3反应NaOH和HCl反应Na投入H2O中铁生锈Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)△H=-181.75kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-12Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=-636.1kJ·mol-1铁生锈：Fe(s)……Fe2O3(aq)△H=-790.7kJ·mol-1自发反应深入思考在一定条件下，化学反应一定不能向着吸热的方向自发进行吗？探究1：焓变对化学反应自发进行方向的影响利用所给试剂和物品设计实验验证：Ba(OH)2固体、NH4Cl固体、药匙、保鲜袋、橡皮筋实验验证探究1：焓变对化学反应自发进行方向的影响2）为了让两者混合均匀和更直观地感知实验现象，可用手轻轻搓混合物！提示：1）所取Ba(OH)2固体、NH4Cl固体质量比约3：23）为了环保请扎紧保鲜袋袋口。4）及时记录实验现象及结论Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)是什么因素促使吸热反应也能自发进行呢？深入思考有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列——趋向于体系混乱度增大固体中相对较序排列的粒子溶解时自发地成为无序排列——趋向于体系混乱度增大1）熵的定义：熵是衡量体系的物理量；符号，构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度，熵值；2）熵变：化学反应中存在着熵变，符号；体系的混乱度增大ΔS0，体系的混乱度减小ΔS03）体系有自发地向混乱度的方向转化的趋势。引入新概念混乱度S越大越大ΔS增大CH4O2CO2186.15205.03214H2O(l)HNO3(l)Br2(l)69.9156152NaClFe金刚石72.127.32.4标准状况下：1mol不同物质的熵S(Jmol-1K-1)知识介绍69.9Jmol-1K-147.9Jmol-1K-1188.7Jmol-1K-1冰水水蒸气1）同一物质的熵值大小:S(气)S(液)S(固)＞＞增加（⊿S＞0）增加（⊿S＞0）同一物质在不同状态时的熵值2）固体的溶解,墨水在水中的扩散和气体的扩散过程都是混乱度的过程3）产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应都是体系熵值的反应。Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)△H=+149KJ/mol思考：吸热反应Ba(OH)2(s)和NH4Cl(s)能自发进行的原因是什么？△S=+169.6Jmol-1K-1NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+H2O(l)+CH3COONH4(aq)H＝+37.3KJ·mol-1S=+184.0J·mol-1·K-1在一定温度和压强下，化学反应一定不能向着熵减少的方向自发进行吗？交流﹒研讨△S=-284.3J·mol-1·K-1△S=-31.7J·mol-1·K-1NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△S=+80.7J·mol-1·K-1放热熵增吸热熵减放热熵减吸热熵增2）TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+161.9kJ·mol-13）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H=-176.9kJ·mol-1△S=-38.4J·mol-1·K-1△S=-284.3J·mol-1·K-1△S=+169.6J·mol-1·K-14）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)应用判据解决问题根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变与是能否自发进行△H=+178.2kJ·mol-1△H=-57.3kJ·mol-1自发不自发自发高温自发，低温不自发TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+161.9kJmol-1△S=-38.4Jmol-1K-1TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-59.2kJmol-1△S=+141.0Jmol-1K-12C(石墨）+O2(g)=2CO(g)△H=-110.5kJmol-1△S=+89.7Jmol-1K-1问题解决证明法：证伪法：方法提升要否定一个观点，只需举出一个反例即可。要证明一个观点成立，就是列举能够支持此观点的实例。对“△S0的反应能自发进行”这一观点，利用所给试剂设计实验进行证明和证伪。试剂：CaCl2（aq）、HCl（aq）、Na2CO3（aq）书写化学反应方程式并说出证明或证伪的理由。自主探究1）和共同影响着化学反应自发进行的方向。体系能量（△H0）和混乱度（△S0）都能促使反应自发进行。2）△H＜0且△S＞0的反应一定自发进行△H＞0且△S＜0的反应一定自发进行3）要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的和。课堂小结焓变熵变降低＜＞增加能不能焓变熵变熵与环境在环境学家看来熵增就是污染……熵在其他领域的应用衰老是生命系统的熵的一种长期的缓慢的增加，也就是说随着生命的衰老，生命系统的混乱度增大，当熵值达极大值时即死亡，这是一个不可抗拒的自然规律。熵与生命：熵在其他领域的应用登录一个有搜索功能的网站，键入“熵”字，加深和扩大你对“熵”的认识。【拓展思考】