1、第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡 第四节第四节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向 高 山 流 水 高 山 流 水 冰雪融化冰雪融化 花开花谢花开花谢 一、化学反应原理的重要组成部分一、化学反应原理的重要组成部分 反应的快慢程度反应的快慢程度 化学反应原理化学反应原理 化学反应的限度化学反应的限度 反应进行的方向反应进行的方向 自然界中水总是从高处往低处流；自然界中水总是从高处往低处流； 室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化； 墨水扩散；气体扩散；墨水扩散；气体扩散； 食盐溶解于水；食盐溶解于水； 墨水滴入水中墨水滴入水中 气体的扩散气体的扩散 固体的溶解固体的溶
2、解 化学反应的方向化学反应的方向 1.自发过程自发过程:在在一定条件下一定条件下不需外力作用不需外力作用就就能能 自动进行自动进行的过程的过程. 2.非自发过程非自发过程 ：在：在一定条件一定条件下，下，需要外界做需要外界做 功功才能进行的过程。才能进行的过程。 3.自发过程的特征自发过程的特征：有明确的有明确的方向性方向性，要逆，要逆 转必须借助外界做功；具有做功的本领。转必须借助外界做功；具有做功的本领。 练习练习：判断自发与非自发（：判断自发与非自发（室温下室温下） （1）打开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯打开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯 （2）镁带燃烧镁带燃烧 （3）氢气燃烧氢气燃烧 （
3、4）水分解成水分解成H H2 2和和O O2 2过程过程 自发自发 自发自发 自发自发 非自发非自发 如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？ 自发过程和非自发过程自发过程和非自发过程 自发反应：自发反应： 镁条燃烧：镁条燃烧：Mg(s)+O2(g)=MgO(s) 酸碱中和：酸碱中和：H+OH-=H2O 铁器暴露在潮湿空气中会生锈：铁器暴露在潮湿空气中会生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) 甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧：甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) 自发过程：自发过程：
4、 在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。 自发反应：自发反应： 在一定温度、压强下，不借助在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力量光、电能等）外部力量 即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。 自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。 那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？ 一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件一个过程或者一个反应要
5、自发的进行是否要符合什么条件 呢？呢？ 【探究探究】以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发 过程中有哪些变化趋势。过程中有哪些变化趋势。 1。自然界中水总是从高处往地处流；。自然界中水总是从高处往地处流； 2。电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；。电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处 1.1.钠与水反应钠与水反应2Na(s)+2H2Na(s)+2H2 2O(l)=2NaOH(aq)+HO(l)=2NaOH(aq)+H2 2(g) (g) H
6、=H=368 kJ/mol368 kJ/mol 2.2.铁生锈：铁生锈：3Fe (s)+3/2O3Fe (s)+3/2O2 2 (g)=Fe (g)=Fe2 2O O3 3 (s) (s) H=H=824 kJ/mol824 kJ/mol 3.3.氢气和氧气反应：氢气和氧气反应：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l ) O(l ) H=H=571.6kJ/mol571.6kJ/mol 共同点：共同点：H0，正向反应不能自发进行，而逆向，正向反应不能自发进行，而逆向 反应能自发进行。反应能自发进行。 一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？一副崭新的扑克牌被洗过后
7、会怎样？ 如果没有法律的制约，世界会怎样？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？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？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 ） 3。火柴棒散落。火柴棒散落 4。墨水扩散。墨水扩散 由有序变为无序由有序变为无序 1。同一种物质，其气态时会通过分子的扩。同一种物质，其气态时会通过分子的扩 散自发形成均匀的混合物散自发形成均匀的混合物 2。硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向。硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向 水中扩散水中扩散 为了解释这样一类为了解释这样一类与能量状态的高低无关与能量状态
8、的高低无关 的过程的自发性的过程的自发性，提出了在自然界还存在，提出了在自然界还存在 着另一种能够推动体系变化的因素着另一种能够推动体系变化的因素 二、熵（二、熵（S）：）： 1.描述体系混乱度的物理量描述体系混乱度的物理量 2.符号：符号：S 单位：单位：Jmol-1K-1 3.大小判据：大小判据： （1）物质的混乱度：物质的混乱度：体系混乱度越大体系混乱度越大，熵值越大熵值越大； （2）同一条件：不同物质的熵值不同；同一条件：不同物质的熵值不同； （3）物质的存在状态：）物质的存在状态：S(g) S(l) S(s)。 69.9Jmol-1K-1 47.9Jmol-1K-1 188.7Jmo
9、l-1K-1 S(g)S(l)S(s) 三种状态下水的熵三种状态下水的熵 冰冰 水水 水蒸气水蒸气 CH4 O2 CO2 H2 NH3 186.15 205.03 214 130 192 H2O(l) HNO3(l) Br2(l) 69.9 156 152 NaCl Fe 金刚石金刚石 SiO2 CuO 72.1 27.3 2.4 41.84 42.7 标准状况下：标准状况下：1mol不同物质的熵不同物质的熵S(Jmol-1K-1) 4.反应熵变反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差反应产物的总熵与反应物总熵之差 (1)符号：符号：S (2)表达式表达式:S =S(生成物生成物) S (反应物反应物) (3)正负判断：正负判断： 气体体积增大的反应气体体积增大的反应，S0,熵增加反应熵增加反应 气体体积减小的反应，气体体积减小的反应，S0 ，正向反应能自发进行；，正向反应能自发进行； 若若 0 D. H 0，S 0 C
