化学反应的方向及判断依据精品PPT课件

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2020年10月2日
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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；
共同点—— ? 能量由高到底
➢化学反应中的自发过程
(1)甲烷燃烧：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
(2)铁生锈：
△H=－802.3 kJ/mol
3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol
很多情况下，简单地只用其中一个判据 判断同一个反应，可能会出现相反的判断 结果，所以应两个判据兼顾。由焓判据和 熵判据组合成的复合判据将更适合于所有 的过程。
解释下列过程为什么能够自发进行？
2020年10月2日
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①自然界中水总是从高处往低处流； ②室温下冰块自动融化； ③煤气与空气点燃就燃烧；
3、无热效应的自发过程是熵增加的过程， 如两种理想气体的混合等。
思考： （1）有序排列的火柴散落时成为无序排列的 原因? （2）自发过程是否一定能发生？非自发过程 是否一定不能发生？举例说明。
（3）什么条件下非自发过程也能发生？
2020年10月2日
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感谢你的阅览
Thank you for reading
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（7）两种理想气体的混合可顺利自发进行
H2
O2
（8）室温下冰块的融化；
O2 H2
（9）硝酸盐类的溶解；
（10）常温常压下N2O5的分解 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g)；
△H=+56.7kJ/mol
（11）碳铵的分解
(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

水解平衡移动原理
勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的
方向移动。勒夏特列原理是指在一个平衡体系中，改变影响平衡的条件之一，平衡将向着
能够减弱这种改变的方向移动。
沉淀溶解平衡
表达式为AgCl（s）
Ag+（aq）+ Cl-（aq）。其平衡常数（沉淀溶解常数）Ksp：表达
系的总熵增加，则反应可
自发进行；若总熵减少，
则反应不能自发进行。
利用热力学数据计算反应
体系的熵变，进而判断反
应的自发性。
自由能变化与反应方向关系
自由能定义
1
自由能是体系在恒温恒压条件下，能够进行的最
大有用功，其变化可反映化学反应的方向。
自由能变化与反应方向关系
2
当自由能变化ΔG<0时，反应可自发进行；当
向进行。
思考题与讨论
如何判断一个化学反应是否可逆？可
逆反应的方向如何判断？
在酸碱反应中，如何判断一个酸或碱
的强弱？强弱酸碱的反应方向有何不
同？
在沉淀溶解平衡中，如何通过改变条
件（如温度、浓度等）来改变沉淀的
生成或溶解？
在氧化还原反应中，如何比较不同物
质的氧化性或还原性强弱？如何通过
改变条件来改变氧化还原反应的方向？
• 沉淀溶解平衡的移动：当浓度、温度、压强等条件改变时，沉淀溶解平衡会发
生移动。例如，当溶液中的离子浓度改变时，沉淀溶解平衡会向离子浓度减小
的方向移动；当温度升高时，沉淀溶解平衡会向吸热反应方向移动；当压强增
大时，沉淀溶解平衡会向气体体积减小方向移动。
影响沉淀溶解平衡因素
温度

任一温度(T),并测量此过程的熵变 量(ΔS), 则该纯物质在T K时的熵 ΔS ＝ST - S0 ＝ ST - 0 ＝ ST
.
标准摩尔熵 某单位物质的量的纯物质在标准态下的熵
值称为标准摩尔熵。
符号：Sm 单位：J·mol-1·K-1 注意：
(1) 纯净单质在298.15K时Sm≠0； (2) 物质的聚集状态不同其熵值不同；
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=-39.4J·mol-1·K-1
.
化学反应的吉布斯自由能变 ──热化学反应方向的判据
摩尔吉布斯自由能变量(简称自由能变)， 以rGm表示，单位：kJ·mol-1。 吉布斯公式
在等温、等压下, 化学反应摩尔吉布斯自 由能变(rGm)与摩尔反应焓变(rHm)、 摩尔反应熵变(rSm)、温度(T )之间有如 下关系:
符号：S 。单位: JK-1
在0K时,一个纯物质的完美晶体,其组分粒 子(原子、分子或离子)都处于完全有序的排 列状态, 混乱度最小, 熵值最小。 把任何纯物质的完美晶体在0K时的熵值规 定为零(S0＝0)。 .
化学反应的熵变 熵的性质： 熵是状态函数。 温度升高, 体系或物质的熵值增大。
以此, 可求得在其它温度下的熵值(ST)。 例如：我们将一种纯晶体物质从0K升到
rGm ＝ rHm – T rSm
.
化学反应的吉布斯自由能变 ──热化学反应方向的判据
在等温、等压的封闭体系内, 不作非体积功, rGm可作为热化学反应自发过程的判据。
即: rGm < 0 自发过程, 化学反应自发正向进行
rGm = 0 平衡状态 rGm < 0 非自发过程，
化学反应逆向进行

反应速率碰理撞论理本论质探讨
分子 相互 运动 碰撞
分子具有 足够能量
活化分子
有合适的取向
n活=n总×活% 有效碰撞 化学反应
碰撞理论解释各外界因素对速率的影响
3、压强 其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度
增大，反应速率加快。
压强增大 → 体积减小 →浓度增大 →V↑
其他条件不变
如压果强对分于子反间应能速够率发的影生响化是学通反过应对：浓度的影响实现的
碰撞理论解释各外界因素对速率的影响
1、浓度
在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大 反应速率 。
浓度增大 →单位体积内n总↑ T不变，活%不变
n活增大 →有效碰撞↑ →V↑
2、温度
其他条件不变，温度升高，反应速率加快
T↑ →普通分子变为活化分子 →活%↑ → n活↑ →V↑
一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍。
活化分子
有合适的取向
n活=n总×活% 有效碰撞 化学反应
碰撞理论解释各外界因素对速率的影响
4、催化剂 ——改变反应的途径
正催化剂 →降低反应的活化能 →活%↑
能量
n总不变
活化分子具有能量
→ n活↑ →V↑
无催化 剂
反应物平均能量
活化分子能
有催化剂量
反应物平均能量
生成物平均能量
生成物平均能量
三、有关化学反应速率题型
2、表示方法：用单位时间内反应物的物质的量浓度 的减少或生成物的物质的量浓度的增加来表示。
3、 数学表达式：
V（A）=
C终—C始 t终—t始
=
C
t
4、单位 ： mol/(L·s) 或 mol/(L·min)

焓变的影响因素
01
02
03
物质的种类
不同物质具有不同的能量 ，因此具有不同的焓变。
物质的量
物质的量越大，具有的能 量越高，因此具有的焓变 越大。
温度
温度越高，具有的能量越 高，因此具有的焓变越大 。
03
CATALOGUE
熵变与化学反应方向
熵变的概念
熵
表示系统混乱度或无序度的物理量，符号为S。
熵变
《化学反应的方向 》ppt课件
contents
目录
• 化学反应的方向概述 • 焓变与化学反应方向 • 熵变与化学反应方向 • 温度与化学反应方向 • 综合分析化学反应的方向
01
CATALOGUE
化学反应的方向概述
定义与概念
化学反应方向
指化学反应过程中反应物向生成 物转化的方向。
反应自发进行
在没有外界作用的情况下，化学 反应总是向着能量降低、熵增加 的方向进行。
综合分析化学反应方向的实例
实例一
氢气与氧气反应生成水：这是一个放热反应，ΔH为负值；同时，该反应熵减， ΔS为负值。根据ΔH-TΔS判据，该反应在常温下自发向右进行。
实例二
碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳：这是一个吸热反应，ΔH为正值；同时，该 反应熵增，ΔS为正值。根据ΔH-TΔS判据，该反应在高温下自发向右进行。
综合分析化学反应方向的注意事项
注意温度的影响
在应用ΔH-TΔS判据时，需要考虑到温度的影响。在高温 下，放热反应也可能不自发进行；在低温下，吸热反应也 可能自发进行。
注意熵变的正负号
熵变ΔS的正负号对判断反应方向至关重要。熵增有利于自 发反应的进行，而熵减则不利于自发反应的进行。

第一节 化学反应的方向
2．了解自然界里的一些自发过程 (1)食盐溶解于水能自发进行吗？ (2)一滴蓝墨水在水中的扩散是自发过程吗？ 提示 (1)能自发进行；(2)是自发过程。
1．了解化学反应的方向与化学反应的焓变和熵变之间的 关系
2．掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据 3．能根据定量关系式ΔH－TΔS判断化学反应进行的方向
程，熵变为正值 ，是熵 增加 的过程。
②气体的物质的量增大的反应，反应熵变的数值通常都是
，是熵正值
的反应增。加
③气体的物质的量减小的反应，反应熵变的数值通常都是
，是负熵值
的反减应小。
3．熵变与反应方向 (1)熵 增加 有利于反应的自发进行。 (2)某些熵 减小 的反应在一定条件下也能自发进行。 (3)反应熵变是反应能否自发进行有关的因素之一，但不是 唯一因素。 【慎思1】 体系总是向降低自身能量的方向进行变化，那 么，ΔH＜0的反应为何不能全部自发进行？ 提示 体系的能量变化并不只有焓变一种形式，焓变只是 影响反应能否自发进行的因素之一，不是唯一因素。
＋
－
永远是正值
在任何温度下反应 2CO(g)===2C(s) ＋
都不自发进行
O2(g)
＋
＋
低温为正； 高温为负
低温下反应不自发 进行；高温下反应 自发进行
CaCO3(s)===CaO(s) ＋CO2(g)
－
－
低温为负； 高温为正
低温下反应自发进 行；高温下反应不
NH3(g)＋
自发进行
HCl(g)===NH4Cl(s)
(4)当在焓变和熵变随温度变化不大的范围内，可以假定它 们为常数，此时温度对反应的方向起决定性作用，一些反应在 低温下是非自发反应，而在高温下为自发反应。恒压下温度对 反应自发性的影响如下表：

B. H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g)
B. CO(g)+2H2 (g) = CH3OH (g) 减小 不变
C. C(s)+O2 (g) = CO2 (g) 减小
D. 2HgO (s) = 2Hg (l)+O2 (g)
三.焓变与熵变对反应方向的共同影响 (自由能判据)
1. 体系自由能变化（△G、单位：KJ/mol） 恒温恒压下： 吉布斯-亥姆霍兹方程
值 （2）反应熵变△S= S反应产物-S反应物总熵
物 质 种
（3）S(g)＞S(l)＞S(s)
类
（4）与物质的量成正比
无 关
产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，
△S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。
【典题】属于熵值增大的变化过程是（ AD ）
A. 干冰升华
2. 反应物用量的影响 (1)反应物只有一种 aA (g) bB(g)+cC(g)
A的浓度增大，平衡向正反应方向移动，此种情 况等效于加压。
a=b+c A的转化率 不变 ，
a＞b+c A的转化率 增大 ，
a＜b+c A的转化率 减小 ，
(2)反应物不止一种 aA (g) + bB(g) cC(g) + dD(g)
点燃
2H2 + O2
2H20 ；
NaOH + HCl = NaCl + H2O
3. 非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种
外力才能进行的反应。
通电
2H2O
2H2+O2
二、化学反应进行方向的判据 1.焓判据：用焓变来判断反应进行的方向
反应物的总能量高 放 热 △H＜0 反 应

练习:
下列说法不正确的是 C A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素， 多数的能自发进行的反应是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系 的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是 吸热
D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同 影响有关

熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增 加（ △S＞0）。且△S越大，越有利于反应自发进行。
正确判断一个化学反应 是否能够自发进行
必须综合考虑反应的焓变和熵变 恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 △H ＜0 △S>0
自发 非自发 不一定 不一定
△H >0
△ H ＜0 △H >0
△ S ＜0
练习:
下列反应中，熵减小的是
D
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基 11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰 15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东 18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫· 托尔斯泰 20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰· 贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。 53、希望是厄运的忠实的姐妹。 54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。 55、领导的速度决定团队的效率。 56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。 57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。 58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。 59、不要说你不会做！你是个人你就会做！ 60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。 61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。 62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。 63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。 64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 65、再冷的石头，坐上三年也会暖。 66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？ 67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！ 68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。 69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。 70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 71、胜利，是属于最坚韧的人。 72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。 73、只要路是对的，就不怕路远。 74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。 24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。 25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。 27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。 28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。 29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。 30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。 31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。 32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。 33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。 34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。 35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。 36、失败者任其失败，成功者创造成功。 37、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。 38、天助自助者，你要你就能。 39、我自信，故我成功；我行，我一定能行。 40、每个人都有潜在的能量，只是很容易：被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。 41、从现在开始，不要未语泪先流。 75、自己选择的路，跪着也要走完。