1、第三节 化学反应的方向 导入新课导入新课 瀑布瀑布 自由落体自由落体 室温下冰块融化室温下冰块融化 铁生锈铁生锈 水水由高处往低处流，自由落体，室温下冰块由高处往低处流，自由落体，室温下冰块 会融化，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，会融化，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈， 室温下冰块会融化室温下冰块会融化这些都是自发过程，这些都是自发过程， 但它们的逆过程是非自发的。但它们的逆过程是非自发的。 自发过程自发过程 定义定义：即在一定条件下：即在一定条件下，不需要外界的帮助就能自动不需要外界的帮助就能自动进进 行行的过程的过程。 如：自由落体运动如：自由落体运动、高山流水高山流水、电流由电位高的地电流
2、由电位高的地方向方向 电位电位低的地方低的地方流流。 能量变化特点：高能状态能量变化特点：高能状态低能状态低能状态 一一. 自发过程和自发反应自发过程和自发反应 自发反应自发反应 定义定义：在给定条件下，无需外界帮：在给定条件下，无需外界帮 助，能自动进行助，能自动进行 的反应，称为自发反应。反之，为非自发。的反应，称为自发反应。反之，为非自发。 【思考思考】如果把铁或者把裸露的铁制品放在潮湿的空气中，如果把铁或者把裸露的铁制品放在潮湿的空气中， 它会自发反应吗它会自发反应吗？如果反应还未？如果反应还未发生，如何发生，如何判断呢判断呢? 焓判据焓判据焓变焓变(H) 钠遇水迅速反应钠遇水迅速反应
3、 二二. 反应方向的焓判据反应方向的焓判据 在光照射下，氢气和氯在光照射下，氢气和氯 气自动地化合成氯化氢气自动地化合成氯化氢 这些这些反应是反应是放热反应，也就是说放热反应，也就是说这些反应这些反应的的H小小 于于0，这些反应是从高能量向低能量转化的反应这些反应是从高能量向低能量转化的反应 。 自发过程自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态的体系取向于从高能状态转变为低能状态 (这时体系会对外部做功或释放这时体系会对外部做功或释放热量，焓热量，焓变小于变小于0)， 这这一经验规律就是一经验规律就是焓焓判据，判据，是是判断化学反应进行方向判断化学反应进行方向 的判据之一。的判据之一。 通
4、常，我们通常，我们把反应的这个能量变化叫做把反应的这个能量变化叫做焓变焓变(H)。 那么我们的焓判据就可以表述为那么我们的焓判据就可以表述为: (1)焓变焓变(H)只决定于体系的始态和只决定于体系的始态和终态，与终态，与变化的途径变化的途径无关；无关； (2)焓判据只能用于判断过程的焓判据只能用于判断过程的方向，能否方向，能否实现要看具体实现要看具体条件；条件； (3)焓判据只判断一定条件化学反应能否自发焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与进行，与化学反化学反 应速率无关。应速率无关。 (4)反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，
5、但不是 唯一因素。唯一因素。 注注 意意 多数多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸 热反应能自发进行。那是不是说焓判据是错误的呢热反应能自发进行。那是不是说焓判据是错误的呢?不不 是，这是，这只是说明了焓变不能作为判断反应是否自发进只是说明了焓变不能作为判断反应是否自发进 行的独立依据。行的独立依据。 二二. 反应方向的熵判据反应方向的熵判据 克劳修斯（克劳修斯（德国德国） 用来度量体系混乱度的用来度量体系混乱度的物理量物理量。 符号符号：S 单位单位：J mol-1 K-1 墨水溶解扩散墨水溶解扩散 由由有序自发地转变为有序自发地转变为无序
6、，体系无序，体系的混的混 乱度是增加乱度是增加的，的， 熵其实就是一个可以熵其实就是一个可以 反应体系混乱程度的值，体系越反应体系混乱程度的值，体系越混乱，混乱， 熵熵值越大。值越大。熵变熵变就是反应前后混乱度就是反应前后混乱度 之差。之差。 熵值的大小判断：熵值的大小判断： (1)气态气态 液态液态 固态固态 (2)与物质的量成正比与物质的量成正比 (3)反应熵反应熵变变S=反应产物总熵反应产物总熵-反应物总熵反应物总熵 在在与外界隔离的体系与外界隔离的体系中，自发过程中，自发过程将导致将导致 体系的熵增体系的熵增大，这大，这一经验规律叫做熵增原一经验规律叫做熵增原 理。是在用来判断化学反应
7、方向时就称为理。是在用来判断化学反应方向时就称为 熵判据熵判据。 (3)熵判据只判断一定条件化学反应能否自发熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，进行， 与与化学反应速率无关。化学反应速率无关。 注注 意意 (1)熵变只是反应能否自发进行的一种熵变只是反应能否自发进行的一种因素；因素； (2)熵变熵变(S)只决定于体系的始态和只决定于体系的始态和终态，与终态，与变化变化 的途径的途径无关；无关； 那那我们是不是就终于找到了一个可以判断反应是我们是不是就终于找到了一个可以判断反应是 否自发进行的判据呢否自发进行的判据呢?不是不是的，在的，在熵判据里也有这熵判据里也有这 么几个字“一般情况下”
8、。而且大家看这个例子么几个字“一般情况下”。而且大家看这个例子: 三三. 焓变与熵变对反应方向的共同影响焓变与熵变对反应方向的共同影响 零下零下10水结冰水结冰 (2)混乱度趋于增大混乱度趋于增大 自发过程的两大变化趋势自发过程的两大变化趋势: (1)能量趋于减小能量趋于减小 在在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反 应焓变有关，又可能与反应熵变有关，在温度、压力一定应焓变有关，又可能与反应熵变有关，在温度、压力一定 的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响 的结果，反应方向
9、的判据的结果，反应方向的判据为为H-TS 。 H-TS0 反应不能自发进行反应不能自发进行 在在温度、压力一定的条件下，自发反应是温度、压力一定的条件下，自发反应是向向 H-TS 液态液态 固态固态 (2)与物质的量成正比与物质的量成正比 (3)反应熵反应熵变变S=反应产物总熵反应产物总熵-反应物总熵反应物总熵 4.在与外界隔离的体系在与外界隔离的体系中，自发过程中，自发过程将导致体系的熵将导致体系的熵 增增大，这大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化 学反应方向时就称为熵判据。学反应方向时就称为熵判据。 6.在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向
10、是反在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反 应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为为 H-TS。 5.自发过程的两大变化趋势自发过程的两大变化趋势: (1)能量趋于减小；能量趋于减小； (2)混乱度趋于增大。混乱度趋于增大。 课堂练习课堂练习 1.当铁丝加热后放入氧气中可观察到的现象是当铁丝加热后放入氧气中可观察到的现象是 ，说明这个反应说明这个反应 是是_反应（填“吸热”或“放热”），说明单质铁反应（填“吸热”或“放热”），说明单质铁 的稳定性的稳定性_（填“强”或“弱”）于产物。（填“强”或“弱”）于产物。 铁丝红热、火星四射、有黑
11、色固体生成铁丝红热、火星四射、有黑色固体生成 放热放热 弱弱 A. 放热反应不一定是自发进行的反应放热反应不一定是自发进行的反应 B. 吸热反应一定是非自发进行的吸热反应一定是非自发进行的 C. 自发进行的反应一定容易发生自发进行的反应一定容易发生 D. 反应速率快的一定是自发进行的反应速率快的一定是自发进行的 1. 下列说法正确的下列说法正确的是（是（ ） A A. 水总是自发地由高处往低处流水总是自发地由高处往低处流 B. 放热反应容易自发放热反应容易自发进行，进行，吸热反应不能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有序排列的火柴散落时成为无序排列 D. 多次
12、洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大 2.能用能量判据判断下列过程的方向的能用能量判据判断下列过程的方向的是（是（ ） A 3.已知：已知：CuSO4溶液分别与溶液分别与Na2CO3溶液、溶液、Na2S 溶液的反应情况如下溶液的反应情况如下： CuSO4+Na2CO3 Cu2+CO32-+H2O = Cu(OH)2+CO2(主要主要) Cu2+CO32- = CuCO3(次要次要) CuSO4+Na2S Cu2+S2- = CuS(主要主要) Cu2+S2-+2H2O = Cu(OH)2+H2S(次要次要) D 则下列物质的溶解度的比较正确的则下列物质的溶解度的比较正确的是（是（ ） A.Cu(OH)2CuCO3CuS B.Cu(OH)2CuCO3CuS C.CuSCu(OH)2CuCO3 D.CuSCu(OH)2CuCO3