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1、貴州省興義中學(xué) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)組：李德光 貴州省興義中學(xué) 1791年人們就在金紅石的礦物（主要成分TiO2，含 量 9 5 %）中 發(fā) 現(xiàn) 了 鈦 元 素，而 第 一次制得純凈的鈦卻是在1910 年。猜想：從鈦元素的發(fā)現(xiàn)到金屬鈦的制備為什么經(jīng)歷了這么長的時間 貴州省興義中學(xué) 原 來，科 學(xué) 家 設(shè) 計了如下的反 應(yīng) 制 備 金 屬鈦 ：T iO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2( g ) ，T i C l4(l)+2Mg(s)=Ti(s)+2MgCl2( s ) 。但 是，第 一 步 反 應(yīng) 就 難 住了 科 學(xué) 家，因為這個反應(yīng)在任何溫度下都不能發(fā)生。 貴州省興義中學(xué)

2、1.自發(fā)反應(yīng)我們通常所說的自發(fā)反應(yīng)是指在一定條件下，不借助外部力量即能進(jìn)行，或具有發(fā)生的可能性的反應(yīng)。提醒：反應(yīng)的自發(fā)性并不能確定過程發(fā)生的速率。 貴州省興義中學(xué) 2.化學(xué)反應(yīng)的方向的判據(jù)自然界中很多現(xiàn)象都具有方向性的，即自發(fā)的，你能舉出一些例子？那化學(xué)反應(yīng)為什么能自發(fā)？他們都具有什么特點？ 能量從高到低 貴州省興義中學(xué) 燃燒反應(yīng)：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=890KJ/mol 中和反應(yīng)：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H(298K)=57.3KJ/mol 其它反應(yīng)：4Fe(OH) 2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s) H=

3、444.3KJ/mol NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H=176.9KJ/mol 貴州省興義中學(xué) 通過科學(xué)家的大量實驗證明，放熱反應(yīng)在一定條件下是自發(fā)的。也就是說在一定溫度和壓強(qiáng)下，化學(xué)反應(yīng)趨向于向著焓減小的方向自發(fā)進(jìn)行。在一定溫度和壓強(qiáng)下，化學(xué)反應(yīng)一定不能向著吸熱的方向自發(fā)進(jìn)行嗎？2.1焓判據(jù) 貴州省興義中學(xué) Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H=+178.2kJ/mol C(S墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+126.1kJ/mol由此說明焓變是影響反應(yīng)方向的因素但不是唯一因素，

4、還有什么因素在影響反應(yīng)的方向呢？ 貴州省興義中學(xué) 你能發(fā)現(xiàn)這些看似不相干的自發(fā)事件之間的內(nèi)在聯(lián)系嗎？ 貴州省興義中學(xué) 2.2熵判據(jù) 德國科學(xué)家克勞修斯引入新的物理量熵，即描述體系混亂度的物理量。符號：S 單位：J/(mol.K)體系有著自發(fā)向混亂度 增 加（即 熵 增）的 方 向的 傾 向，這 是自然 界 的 普 遍 規(guī)律。 貴州省興義中學(xué) 分析下面數(shù)據(jù)物質(zhì)氣態(tài)水液態(tài)水冰1 molH2 2 molH2鐵石墨熵（單位:J/(mol.K)）1 6 9 6 9 .9 2 2 1 3 0 2 6 0 2 7 .3 5 .7結(jié)論一：同一物質(zhì)，S(g)S(l)S(s)結(jié)論二：反應(yīng)生成氣體越多，S越大 貴州

5、省興義中學(xué) Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3是吸熱反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H=+178.2kJ/mol C(S墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+126.1kJ/mol由于熵值增大拉動反應(yīng)為什么這些反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)? 貴州省興義中學(xué) 工業(yè)利用工業(yè)上制備金屬鉀的方法是于850時用鈉還原熔融態(tài)氯化鉀：Na(l)+KCl(l)=K(g)+NaCl( l)， H 0。金屬活動性看，鈉略弱于鉀，但鉀比鈉容易揮發(fā)，沸點分別為756.5、881，在該溫度下鉀為氣態(tài)，即正 向 是 熵 增 過 程，反 應(yīng) 得 以 進(jìn) 行。 貴州省

6、興義中學(xué) 請分析下列反應(yīng)的熵變（S），得到什么結(jié)論？在一定的溫度、壓強(qiáng)下，下列反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行：N H3(g)+HCl(g)=NH4C l ( s ) ，A g+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)。 貴州省興義中學(xué) 2.3復(fù)合判據(jù)自由能（G）歷史上有一位美國化學(xué)家吉布斯，他發(fā)現(xiàn)在一定溫度、壓強(qiáng)下：G=H-TS0時反應(yīng)自發(fā)，G=H-TS0時反應(yīng)非自發(fā)， 貴州省興義中學(xué) 考一考化學(xué)反應(yīng)HS自發(fā)性2 H2 O2 （l）=2 H2 O（l）+O2 （g）00N2 （g）+3 H2 （g）=2 NH3 （g）00CaCO3 （s）=CaO（s）+CO 2 （g）002 H 2 O（l）+O2（g）=

7、2 H 2 O2（l）00任何條件自發(fā)低溫自發(fā)任何條件自發(fā)高溫自發(fā) 貴州省興義中學(xué) T iO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2( g ) ，這個反應(yīng)在任何溫度下都不能發(fā)生的原因是什么？H=+1 6 1 . 9k Jmo l-1， S=-38.4Jmo l-1K-1后來科學(xué)家們向二氧化鈦與氯氣的反應(yīng)體系中加 入 石 墨 ，T i O2(s)+2Cl2( g ) + 2 C（石墨，s） =TiCl4( l ) + 2 C O ( g )， H=-59.1kJmol-1S=141.0Jmol-1K-1但為什么化學(xué)家要使用1100K的溫度？使化學(xué)反應(yīng)速率更快 貴州省興義中學(xué)課堂練習(xí)導(dǎo)學(xué)案 貴州省興義中學(xué) 課堂小結(jié)1.自發(fā)反應(yīng)-注意自發(fā)反應(yīng)不一定快速反應(yīng)2.化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)2.1焓判據(jù)2.2熵判據(jù)2.3復(fù)合判據(jù)-恒溫恒壓下的系統(tǒng)判據(jù) 貴州省興義中學(xué)課后作業(yè)固學(xué)案 貴州省興義中學(xué)