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第三节 化学反应的方向
第二章化学反应速率与化学反应平衡
【资料】我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当.
CO2
CH3OH
CO2(g) + 3H2(g) → CH3OH(g) + H2O(g)
CO2(g) + 2H2O(g) → CH3OH(g) + 3/2 O2(g)
首要问题
？
生产的可行性问题
生产的效率问题
生产的产率问题
1.自发过程
在温度和压强一定的条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。
一：自发反应和非自发反应
墨水扩散
高山流水
2.自发反应：在给定的条件下,可以自发进行到显著程度的化学反应,就称为自发反应。
3.非自发反应
：不能够自发地进行，需要做功。
需要太阳能、通电持续做功
点燃、加热等用于启动反应后不需要持续进行，不当做外力作用
【思考】
1.从能量角度分析这些自发过程有什么共同特点？
对外做功或释放热量
高能状态
低能状态
2.什么样的化学反应能自发进行？
释放能量向着能量降低的方向进行
ΔH < 0
推动
放热反应
焓减
二：自发反应--焓判据
吸热就一定不自发吗？
吸热反应
推动
？？？
混乱度大
探究二 化学反应方向与熵变的关系
自发过程进行的方向还与“混乱度”有关
有序
状态
无序
状态
自发地转化为
混乱度小
三：自发反应--熵判据
熵(S)
熵是度量体系混乱程度的物理量，符号：S
混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大
特点
同一物质：S(g) > S(l) > S(s)
熵
判断以下反应的熵变
Zn(s) + H2SO4(aq) = ZnSO4(aq) + H2(g)
2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g)
2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)
4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O(l) = 4Fe(OH)3(s)
△S<0
△S<0
△S>0
△S>0
所有的自发反应一定是熵增加的反应吗？
自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变又都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。怎么办？
焓减 ΔH< 0
熵增 ΔS>0
化学反应
推动
有利
【资料】1976年，吉布斯综合了焓变和熵变判断反应的自发性
ΔG=ΔH-TΔS， 当ΔG<0时反应能自发进行
四：吉普斯自由能
请同学们结合公式?G= ?H-T?S，分析讨论反应进行的方向与温度的关系
ΔH
ΔS
O
ΔH>0
ΔS>0
ΔH<0
ΔS>0
ΔH<0
ΔS<0
ΔH>0
ΔS<0
所有温度下反应都能自发进行
低温下反应能自发进行
高温下反应能自发进行
所有温度下反应都不能自发进行
正正高温
正负皆停
负正皆行
负负低温
第三节
化学反应的方向
焓判据
自发过程与自发反应
放热过程（?H﹤0）常常是容易自发进行
熵判据
熵增过程（?S﹥0）常常是容易自发进行
复合判据
?G=?H-T?S
?G﹤0 反应能自发进行
?G =0 反应达到平衡状态
?G﹥0 反应不能自发进行
总结
①CO2(g) + 3H2(g) → CH3OH(g) + H2O(g)
②CO2(g) + 2H2O(g) → CH3OH(g) + 3/2 O2(g)
ΔH=-48.97KJ·mol-1 ΔS=-77.16J·mol-1·K-1
ΔH=+676.48KJ·mol-1 ΔS=-43.87J·mol-1·K-1
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任何温度下都能自发进行
任何温度下都不能自发进行
低温下能自发进行
高温下能自发进行
1、判断下列4个反应能否自发进行，如能，需要在什么条件下？
课堂练习
2、下列有关化学反应方向及其判据的说法中正确的是( )
A. 非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应
B. 高温高压下石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C. 由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D. 反应 ????????????(????)+????????????(????)=????????????????????(????) 在低温下能自发进行，说明该反应的 ????????>????
?
C
ΔH>0
课堂练习
3、已知：△G＝△H﹣T△S，当△G＜0，反应能自发进行，△G＞0反应不能自发进行。生产合成气的反应：C(s)+H2O(g) ═ CO(g)+H2(g)在高温时才能自发进行。
下列对该反应过程的△H、△S判断正确的是（ ）
A．△H＞0，△S＜0 B．△H＜0，△S＜0
C．△H＞0，△S＞0 D．△H＜0，△S＞0
4、下列说法不正确的是( )
A. 反应 ????????????(????????)????(????)+????????????????(????)+????????(????)=????????????(????????)????(????) 常温下能自发进行，该反应的 ????????B. 反应 ????????????(????)+????????????(????)=????????????(????)+????????????(????) 在一定条件下可自发进行，且 ????????????
C. 反应 ????????(????)+????????????(????)=????????????????(????)+????????(????) 在常温下不能自发进行，说明该反应的 ????????>????
D. 反应 ????????????????(????)+????????(????)=????????(????)+????????????(????) 必须在高温下反应才能发生，则 ????????>????

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