1、第二章 化学反应速率和化学平衡第四节 化学反应进行的方向人民教育出版社选修四化学反应原理汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应进行的方向化学反应速率化学平衡?高山流水冰雪融化花开花谢墨水滴入水中气体的扩散固体的溶解自然界中水总是从高处往低处流；室温下冰块自动融化；墨水扩散；气体扩散；食盐溶解于水；自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进
2、行的过程。自发反应：在一定温度、压强下，不借助(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。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？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呢？【探究】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。1。自然界中水总是从高处往低处流；2。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 1.钠与水反应2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)H=368 kJ/mol 2.铁生锈：3Fe(s)
3、+3/2O2(g)=Fe2O3(s)H=824 kJ/mol 3.氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJ/mol 共同点：H0，放热反应，高能向低能转化。共同点：高能向低能转化。一、自发过程的焓判据（能量判据）自发过程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热量，焓变小于0)，这一经验规律就是焓判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。若 H0，正向反应没有自发进行的倾向，而逆向反应有自发进行的倾向。练习1已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：C(金刚石、s)+O2(g)CO2(g)H1395.41kJ/mol C(石墨、s
4、)+O2(g)CO2(g)H2393.51kJ/mol关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量低D.金刚石比石墨能量低A C交流 讨论19世纪，化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？请举例说明。2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)H=+37.3kJ/molCaC
5、O3(s)=CaO(s)+CO2(g)H=+178.2kJ/mol2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)H=+126.1kJ/mol举例：吸热反应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？冰融化、墨水扩散、固体溶于水、电流、班级成绩分化阅读：课本P35相关内容汇报、交流自主学习成果克劳修斯（德国）有序混乱两种理想气体的混合可顺利自发进行既不吸热也不放热的自发过程H2O2O2 H2一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？冰融化、墨水
6、扩散、固体溶于水、电流、班级成绩分化熵：描述体系混乱度的物理量符号：S单位：Jmol-1K-1有序变无序：熵增的过程二、自发过程的熵判据（熵增原理）：若 S0，正向反应有自发进行的倾向；若SS(l)S(s)三种状态下水的熵冰水水蒸气熵值大小的判断：(1)S(g)S(l)S(s)(2)气体体积增大的反应，S0,熵增加反应气体体积减小的反应，S0,熵减小反应练习2：判断下列反应熵变大小：（1）N2+3H2=2NH3 （2）2C+O2=2CO（3）CaCO3=CaO+CO2S0S0S03.下列反应中，S最大的是()A.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(
7、g)C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)D.CuSO4(s)+5H2O(l)CuSO45H2O(s)4.某反应AB(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H、S应为()A.H 0B.H 0，S 0，S 0D.H 0，S 0AC2Al（s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe（s）S=-39.35Jmol-1K-1 焓变 熵变 化学反应能否自发进行 H0 S0 H0 S0 H0 S0 H0 S0 科学家们总结出了一条公式G HT S，G代表的是自由能，用自由能来判断反应进行的方向是最全面最科学的，当G0时，反应就可以自发进行任何温度都自
8、发进行不能自发进行较低温度时自发进行高温时自发进行讨论交流：完成下表阅读：课本P36相关内容三、吉布斯自由能（复合判据）0 反应没有自发进行的倾向 H 单位：kJmol-1S单位：Jmol-1K-1计算时应注意单位的统一对反应CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）H=+178.2 KJmol-1 S=+169.6 Jmol-1K-1 室温下，G=H-TS =178.2KJmol-1298K169.610-3KJmol-1K-1 =128 KJmol-10 因此，室温下反应不能自发进行；如要使反应自发进行，则应使H-TS H/S=178.2 KJmol-1/0.1696 KJmol-1K-
9、1=1051K。2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），知识应用：已知，298K、101KPa下，该反应 H=-113.0 KJmol-1，S=-143.5 Jmol-1K-1 G=H-TS=-69.68 KJmol-1 0 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 结总识知温度 5、下列反应中，在高温下不能自发进行的是 A、(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)B、2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)C、MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D、CO(g)C(s)1/2O2 D作业：P36 1、2