这些过程都是在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程,叫做自发过程，其逆过程就是非自发过程。,自然界中水总是从高处往低处流； 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 室温下冰块自动融化； 铁器暴露在潮湿空气中会生锈； 煤气与空气点燃就燃烧；,具有什么特点的过程才能自发进行？,天马行空官方博客：http:/t.qq.com/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632,第四节,化学反应进行的方向,天马行空官方博客：http:/t.qq.com/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632,化学反应中的自发过程,(1)甲烷燃烧： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=802.3 kJ/mol,(2)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol,(3)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol,共同点 ?,E反 E生, H0,放热反应,自然界中水总是从高处往低处流； 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,一、自发过程与焓判据,共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。,1、焓判据：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。,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)+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,有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用焓判据却无法解释清楚，例如：,两种理想气体的混合可顺利自发进行,（1）既不吸热也不放热的自发过程,H2,O2,O2 H2,（2）吸热的自发过程,室温下冰块的融化； 硝酸盐类的溶解； 常温常压下N2O5的分解 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)； H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解 (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); H=+74.9 kJ/mol,二、熵、熵增原理、熵判据,1熵（混乱度）：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。,2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。,3同一物质在不同状态时熵值大小：在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。,体系混乱度有增加的倾向,三、焓判据和熵判据的应用,焓判据中，自发过程取向于最低能量状态的倾向。,熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的倾向。,化学反应进行的方向判据：体系总是要向着使自身能量降低（焓减）、混乱度增大（即熵增）（由有序趋向无序）的方向转变,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？,自然界中水总是从高处往低处流； 室温下冰块自动融化； 煤气与空气点燃就燃烧；,(4)甲烷燃烧： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=802.3 kJ/mol,(5)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-824 kJ/mol,(6)氢气和氧气反应： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6 kJ/mol,（7）两种理想气体的混合可顺利自发进行,H2,O2,O2 H2,（8）室温下冰块的融化； （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); H=+74.9 kJ/mol,小结,一、化学反应进行方向的判据,1焓判据,2熵判据,二、理解熵的含义和熵的变化,1、放热的自发过程可能是熵减小的过程， 如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等,2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。,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？,1过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。,注意,2在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。 例如：石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。,