1、第 二 章 第 四 节 化学反应进行的方向 低能低能状态状态 体积体积膨胀膨胀 混乱程度混乱程度 不断不断增大增大 高能高能状态状态 由热到冷由热到冷 低能低能状态状态 高能高能状态状态 由热到冷由热到冷 高高 山山 流流 水水 自自 由由 落落 体体 19世纪，法国化学家世纪，法国化学家 马塞兰马塞兰.贝特罗贝特罗对对化学化学 过程进行的方向与热过程进行的方向与热 量的关系量的关系进行了研究进行了研究 活动元一 探究焓变与自发反应的关系 一、阅读拓展资料（一）和教材一、阅读拓展资料（一）和教材P34， 思考以下问题，并将答案填写在导学案上。思考以下问题，并将答案填写在导学案上。 1.思考思考
2、：(1)怎样的反应称为自发反应？ (2)需要加热或点燃的反应是否一定不自发？ 2.填空：填空：在化学反应中， 反应（即H 0）常常容易发生, 放热反应过程中体系能量 ，因此具有自发进行的倾向， 此为 判据。 在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力量既能进行， 或具有发生的可能性的反应称为自发反应。 不一定，因为加热不属于外部力量，它只是使体系达到一定温度。不一定，因为加热不属于外部力量，它只是使体系达到一定温度。 放热放热 0 0 0 三、三、得出结论：得出结论：只根据焓变来判断反应进行的方向是只根据焓变来判断反应进行的方向是_的。的。 不全面不全面 二、二、判断下列反应的判断下列反应
3、的H以及是否能自发进行，并填写表以及是否能自发进行，并填写表1。 能能 能能 能能 0 0 熵增熵增 熵熵 军训时的寝室 军训后一个月的寝室 精心管理的小区 无人管理的小区 有序有序 无序无序 自发过程自发过程 拼好前的拼图 拼好后的拼图 湖边散乱的鹅卵石 有序堆砌的鹅卵石 无序无序 有序有序 不自发过程不自发过程 反应反应 能否自发能否自发 S 活动元二 探究熵变与自发反应的关系 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 能能 0 0 0 HCl + NaOH =NaCl +H2O Zn+2HCl=ZnCl2+H2 2NH4Cl+Ba(OH)2.8H2O=BaCl2+2NH3+10H2
4、O 思考：思考：还有哪些类似反应这样熵减的自发反应？还有哪些类似反应这样熵减的自发反应？ Ag+Cl-=AgCl CO2+CaO=CaCO3 三三.得出结论：得出结论：只根据熵变来判断反应进行的方向只根据熵变来判断反应进行的方向_的。的。 也是不全面也是不全面 焓判据与熵判据的综合应用 反应 能否自发 H S HCl + NaOH = NaCl +H2O （0） （0） Zn+2HCl=ZnCl2+H2 （0） 2NH4Cl+Ba(OH)2=BaCl2+2NH3+2H2O （0） （0） NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 （0） （0） 焓判据与熵判据的综合应用 反应 能否自发
5、H S HCl + NaOH = NaCl +H2O （0） （0） Zn+2HCl=ZnCl2+H2 （0） 2NH4Cl+Ba(OH)2=BaCl2+2NH3+2H2O （0） （0） NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 （0） （0） 思考：思考：像其他三个这样熵判据和焓判据判断结果矛盾的反应，我们怎样像其他三个这样熵判据和焓判据判断结果矛盾的反应，我们怎样 判断它们是否能自发进行呢？判断它们是否能自发进行呢？ 1878年，美国物理化学家、年，美国物理化学家、 数学物理学家数学物理学家吉布斯吉布斯经过经过 潜心研究，在其论文中提潜心研究，在其论文中提 出出吉布斯自由能吉布斯自
6、由能这一概念。这一概念。 二、阅读拓展资料（三）和教材二、阅读拓展资料（三）和教材P36“科学视野科学视野”， 思考以下问题，并将答案填写在导学案上。思考以下问题，并将答案填写在导学案上。 1.吉布斯自由能变吉布斯自由能变G= 。 当当G0 逆反应自发进行，即正反应逆反应自发进行，即正反应 进行。进行。 2.判断下列四个象限中的反应能否自发进行及所需满足的条件（高温或低温）判断下列四个象限中的反应能否自发进行及所需满足的条件（高温或低温） HH0 0 SS0 0 S0S0 H0H0 H H- -T TS S 不能不能 不自发不自发 自发自发 高温时自发高温时自发 低温时自发低温时自发 一定自发
7、进行一定自发进行 一定不自发一定不自发 活动元三 吉布斯自由能及其应用 请判断下列反应能否自发进行请判断下列反应能否自发进行,若能若能,请给出反应条件请给出反应条件. (1)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) H+131.3kJmol1 S+133.7Jmol1K1 (2)N2O4(g) 2NO2(g) H+57.4kJmol1S+176Jmol1K1 (3)TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) H+161.9kJmol1S38.4Jmol1K1 能，高温能，高温 能，高温能，高温 不能不能 课堂练习 下列说法正确的是（ ） A自发反应一定能快速进行，不自发的
8、反应一定不能发生 B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 C电解水能进行，所以这是一个自发进行的反应 D碳的燃烧需要加热，故该反应不是一个自发进行的反应。 （2）讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。）讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。 注意：注意：（1）过程的自发性只能判断过程的方向，）过程的自发性只能判断过程的方向， 不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率；不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率； B 课堂练习 三、吉布斯自由能的应用三、吉布斯自由能的应用 活动元三 吉布斯自由能及其应用 1791年，人们就在金红石的矿物 （
9、主要成分为TiO2，含量约为95%） 中发现了钛金属， 而第一次制得纯净 的金属钛却是在1910年， 原因是科 学家设计了如下的反应制备金属钛： TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(l) + O2(g) TiCl4(l) + 2Mg(s) = Ti(s) + 2MgCl2(s) 金红石金红石 钛单质钛单质 三、吉布斯自由能的应用三、吉布斯自由能的应用 活动元三 吉布斯自由能及其应用 TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(l) + O2(g) H+161.9kJmol1 S38.4Jmol1K1 科学家们向反应体系中加入石墨，并采用科学家们向反应体系中加入石墨，并采
10、用1100K的高温的高温 TiO2(s) + 2Cl2(g) +2C(s) = TiCl4(g) + 2CO(g) H - 59.1kJmol1 S+141.0Jmol1K1 S+141.0Jmol 1K1 H+161.9kJmol 1 S38.4Jmol 1K1 三、吉布斯自由能的应用三、吉布斯自由能的应用 活动元三 吉布斯自由能及其应用 科学家们向反应体系中加入石墨，并采用科学家们向反应体系中加入石墨，并采用1100K的高温的高温 TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g） H-59.1kJmol 1 TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(l)
11、 + O2(g) 三、吉布斯自由能的应用三、吉布斯自由能的应用 活动元三 吉布斯自由能及其应用 试用所学知识解答下列问题： 1.钾的制备为什么可以通过 Na(l) + KCl(l) = NaCl(l) + K(g) ? 2.人们设计处理汽车尾气的方程式为： 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) （已知：H-113.0kJmol1S143.5mol1K1） 该反应在常温下能否进行？ 课堂小结课堂小结 第四章第二节第四章第二节 化学反应进行的化学反应进行的方向方向 一、焓一、焓判据判据 二、熵二、熵判据判据 三、复合判据三、复合判据 注意：注意： （1）过程的自发性只能判断过程的方向，不能确定过程是否一定会 发生和过程发生的速率； （2）讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。
