課程內(nèi)容

《化學反應進行的方向》
自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動進行的過程。
自發(fā)反應：在一定條件下不需要外界幫助就能自動進行的反應，稱為自發(fā)反應。
問題與思考
自然界中水總是從高處往低處流；
電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動；
室溫下冰塊自動融化；
墨水擴散；
食鹽溶解于水。
    這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性——其中是否蘊藏了一定的科學原理？
    能量由高到低
1、能量判據(jù)（焓判據(jù)）
日常生活中長期積累的經(jīng)驗而總結(jié)得到一條經(jīng)驗規(guī)律→能量判據(jù)（焓判據(jù)）：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時體系會對外做功或者釋放熱量即△H＜0）。
結(jié)論：△H＜0有利于反應自發(fā)進行，但自發(fā)反應不一定要△H＜0。
焓變只是反應能否自發(fā)進行的一個因素，但不是惟一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應方向是不全面的。
2、熵判據(jù)
火柴散落過程混亂度如何變化？
從混亂度角度分析它們?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？
【歸納與總結(jié)】
自發(fā)過程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導致體系的熵增大，這一經(jīng)驗規(guī)律叫做熵增原理，也就是反應方向判斷的熵判據(jù)。
混亂度越大越穩(wěn)定，△S＞0有利于反應自發(fā)進行。
導致混亂度增加的一些因素
1、同一物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，液態(tài)較小，固態(tài)時最小。
2、固體的溶解過程，墨水擴散過程和氣體擴散過程。
3、反應過程中氣體物質(zhì)的量增加的反應。
自發(fā)反應一定是熵增加的反應嗎？
結(jié)論：△S＞0有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不一定要△S＞0。
要正確判斷一個化學反應能否自發(fā)進行，必須綜合考慮反應的焓變△H和熵變△S自由能變化△G
自由能變化△G綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響
    △G=△H-T△S
  當△G＞0時，反應為非自發(fā)反應。
  當△G＜0時，反應為自發(fā)反應。

溫度與反應方向的關(guān)系示意圖
判斷298K時下列反應能否自發(fā)進行
2KClO₃(s)=2KCl(s)+3O₂(g)
    △H=-78.03kJ·mol^-1
    △S=+494.4J·mol-1·K^-1
CaCO₃(s)=CaO(s)+CO₂(g)
    △H(298K)=+178.2kJ·mol^-1
    △S(298K)=+169.6J·mol-1·K^-1
【注意】
1、反應的自發(fā)性只能用于判斷反應的方向，不能確定反應是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，二者發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實現(xiàn)。
2、在討論過程的方向時，指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水泵可以把水從低水位升至高水位；高溫高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，實現(xiàn)的先決條件是要向體系中輸入能量，該過程的本質(zhì)仍然是非自發(fā)性的。
焓減小有利于反應自發(fā)，熵增大有利于反應自發(fā)。
【課堂達標測試】
1、下列過程是非自發(fā)的是（   ）
   A、水由高處向低處流；    B、天然氣的燃燒；
   C、鐵在潮濕空氣中生銹    D、室溫下水結(jié)成冰。
2、碳酸銨[(NH₄)₂CO₃]在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是（   ）
   A、其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大；
   B、其分解是因為外界給予了能量；
   C、其分解是吸熱反應，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；
   D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。
3、下列說法正確的是（   ）
   A、凡是放熱反應都是自發(fā)的，由于吸熱反應都是非自發(fā)的；
   B、自發(fā)反應一定是熵增大，非自發(fā)反應一定是熵減少或不變；
   C、自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn)；
   D、自發(fā)反應在任何條件下都能實現(xiàn)。
4、下列說法不正確的是（   ）
   A、焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進行的反應都是放熱反應。
   B、在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。
   C、一個反應能否自發(fā)進行取決于該反應放熱還是吸熱。
   D、一個反應能否自發(fā)進行，與焓變和墑變的共同影響有關(guān)。
5、以下自發(fā)反應可用能量判據(jù)來解釋韻是（   ）
   A、硝酸銨自發(fā)地溶于水
   B、2N₂O₅(g)=4NO₂(g)+O₂(g)；△H=+56.7kJ/mol
   C、(NH₄)₂CO₃(s)=NH₄HCO₃(s)+NH₃(g)；△H=+74.9kJ/mol
   D、2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)；△H=-571.6kJ/mol