第二章第四节 化学化学反应进行的方向
化学选修4第2章第4节化学反应进行的方向(共83张PPT)
例1、正误判断 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( ) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数( ) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动( ) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化( ) (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度( ) (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应 的反应热( )
常数表达式为Kp＝ pNp22N·pH33H 2。
三、化学反应原理在物质制备中的调控作用
1、化学反应方向的判定 (1)自发反应 在一定条件下
就能自发进行的反应称为自发反应。
(2)熵和熵变的含义 ①熵的含义
熵是衡量一个体系
的物理量。用符号 表示。同一条件下，不同物质有
不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是
mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)
c始/mol·L－1 a
b
c转/mol·L－1 mx
nx
c平/mol·L－1 a－mx b－nx
0
0
px qx
px qx
K＝a－mpxxpm··qbx－q nxn
Hale Waihona Puke 2、明确三个量的关系 (1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。 (2)关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
思考：一个可逆反应进行的程度与平衡状态时各物质的浓度有何关系？
H2(g ) + I2(g) ⇌2HI(g)，根据平衡时的数据分析出中的规律。
序
起始时浓度mol/L
号
c0 (H2)
c0(I2)
高二化学人教版选修四第二章第4节《化学反应进行的方向》知识点总结
第4节化学反应进行的方向1.自发过程和自发反应(1)自发过程①定义自发过程是指在一定条件下不需要外力作用就能自动迚行的过程.非自发过程是指在一定条件下,需要外界做功才能迚行的过程,比如利用水泵可以将水从低处抽向高处,通电可将水分解为氢气和氧气.②特征自发过程有明确的方向性,要逆转必须借助外界做功;具有做功的本领;自发变化的最大限度是体系的平衡状态.③实例a.自然界中的水由高处往低处流,而不会自动从低处往高处流.b.物理学中研究的电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动.c.日常生活中,气温一升高,冰雪自动融化.(2)自发反应在给定的一组条件下,一个反应可以自发地迚行,就称为自发反应.例如镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿的空气中会生锈、甲烷或氢气与氧气的混合气体遇明火就燃烧、Zn与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等,这些反应都是自发的,其逆过程就是非自发的.【说明】:反应的自发性也受到外界条件的影响.比如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳的反应是非自发的,但在1273K时,这一反应就是自发反应.2.反应的焓变与反应方向自发过程的体系总是趋向于从高能量状态转变为低能量状态(这是体系会对外部做功或释放能量),表现为焓变2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)但在较高的温度下CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)但也有很多吸热反应能自发迚行,因此,只根据焓变来判断反①能量判据也称为焓判据.②自发过程有趋向于最低能量状态的倾向.③对于封闭体系,在恒压和不做功的情况下发生变化,吸收或放出的热量等于体系的焓变.3.熵变与反应方向(1)熵与熵变①熵:在密闭条件下,体系自发地从有序转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素称为熵.熵是衡量一个体系混乱度的物理量,符号为S,单位是J/(mol∙K).熵值越大,体系的混乱度越大.【规律】影响物质熵值大小的因素:①同一条件下,不同的物质熵值不同;②同一种物质的熵值与其聚集状态以及外界条件有关,气态时熵值越大,液态时次之,固态时最小;③物质的量越大,分子数越多,熵值越大.∆.②熵变:发生化学反应时物质熵的变化,符号为S(2)熵增加原理①熵增加原理自发过程的体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,叫做熵增加原理,也是反应方向判断的熵判据.②常见的熵增加过程固体的溶解过程、气体的扩散过程、水的汽化过程以及墨水的扩散过程都是体系混乱度增大的过程,即熵增加的过程.③常见的熵增加反应产生气体的反应以及气体物质的量增大的反应,熵变通常都是正值,为熵增加反应.比如以下反应:∆= +169.6J/(mol∙K)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) S∆= +133.8J/(mol∙K)C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S(3)反应的熵变与反应方向∆= +57.6J/(mol∙K)①熵增加的反应大多能在常温常压下自发迚行.如2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) S②有些熵增加的反应在常温常压下不能自发迚行,但在较高温度下可自发迚行.如CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g) S ∆= +169.6J/(mol ∙K)③有些熵减小的反应(S ∆<0)在一定条件下也可以自发迚行.比如铝热反应:2Al(s)+Fe 2O 3(s)=Al 2O 3(s)+2Fe(s) S ∆= -39.35J/(mol ∙K)结论:事实证明,熵变是反应能否自发迚行的又一个因素,但也不是唯一的因素,只根据熵变来判断反应迚行的方向也是不全面的.4.化学反应方向的判断方法(1)化学反应方向的判断焓变(H ∆)和熵变(S ∆)都与反应的自发性有关,却又都不能独立地作为反应自发性的判据.因此要判断反应迚行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变.体系的自由能变化(G ∆,kJ/mol)是由能量判据和熵判据组合成的复合判据.它不仅与H ∆、S ∆有关,还与温度T 有关,其表达式为G ∆=H ∆-T S ∆,G ∆是恒温、恒压下判断化学反应自发性的判据,其规律是:(1)由不稳定物质向稳定物质转变2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O(稳定性:Na 2CO 3>NaHCO 3)(2)对于复分解反应类型的离子反应,一般是由易电离的物质向难电离的物质转变,或向离子浓度减小的方向转变. ①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变.Na 2SO 4+CaCl 2=CaSO 4↓+2NaClCaSO 4+Na 2CO 3=CaCO 3+Na 2SO 4所以溶解度大小为:CaCl 2>CaSO 4>CaCO 3.②由强酸(碱)向弱酸(碱)转变.HCl+CH 3COONa=CH 3COOH+NaCl2CH 3COOH+Na 2CO 3=2CH 3COONa+CO 2↑+H 2O所以酸性的强弱为:HCl>CH 3COOH>H 2CO 3.(3)由难挥发性(高沸点)物质向易挥发性(低沸点)物质转变.①由难挥发性酸向易挥发性酸转变.H 2SO 4(浓)+NaCl=====△NaHSO 4+HCl ↑(H 2SO 4(浓)比盐酸难挥发).②由高沸点的金属向低沸点的金属转变. 2RbCl+Mg −−→−熔融MgCl 2+2Rb ↑(沸点:Mg>Rb). (4)由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质转变.2FeCl 3+2KI=2FeCl 2+2KCl+I 2 2FeCl 2+Cl 2=2FeCl 3所以氧化性强弱为:Cl 2>FeCl 3>I 2.。
第2章 第4节 化学反应进行的方向
3．熵判据 (1)大多数自发反应有向体系混乱度_____ 导致体系的熵 增大 的方向进行的趋向， _____ 增大 。 (2)局限性 少数熵减小的反应，在一定条件下也可以自发进行，如－10 ℃的液态水会 自动结冰成为固态， 就是熵减的过程(但它是放热的)； 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s) ＋2Fe(s) ΔS＝－39.35 J/(mol· K)，该反应是熵减过程，但在高温时能自发进行。
低能 状态。 高能 状态转变为_____ 2．体系趋向于从_____
3．体系趋向于从_____ 有序 体系转变为_____ 无序 体系。
[ 探究· 升华] [ 思考探究] 点燃 已知：2H2＋O2=====2H2O 2NH4Cl＋Ba(OH2)· 8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 均为自发反应。 问题思考： (1)自发反应不需要任何条件就能自发进行吗？
[ 题组· 冲关] 1．下列过程是非自发的是( A．水由高处向低处流 ) B．煤炭的燃烧
C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰 【解析】 自然界中水由高处向低处流、煤炭的燃烧、铁在潮湿空气中生
锈、室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。 【答案】 D
2．下列过程是自发进行的吸热反应的是( A．NaOH 与 HCl 反应 B．CO 与 O2 点燃 C．消石灰与氯化铵晶体的反应
含义 特征
不能自发进行 逆方向在该条件下肯定_____________
钢铁生锈 (1)可被用来完成有用功。如 H2 燃烧可设计成原电池 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为 H2 和 O2
举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 应用
教材整理 2
自发过程的规律Байду номын сангаас
e第四节 化学反应进行的方向
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： ① C(金刚石、s)+O2(g)=CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 下列说法正确的是 AC A.金刚石转化成石墨是自发过程 B.石墨转化成金刚石是自发过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低
练习4
下列反应中，在高温下不能自发进行 的是 D 熵增 A.(NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) 熵增 C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) 熵增 D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 熵减
(1) 反应2H2O2 (l) = 2H2O(l) + O2 (g) H = 196.5 kJmol-1 < 0 (放热) S = 160.8 J K-1 mol-1 > 0 H2O2 分解反应任何温度下都是自发 的,因为它受到H及S两因素推动. (2) 反应CO(g) = C +1/2O2 (g) H = 110 kJmol-1 > 0 (吸热) S = 189.72 JK-1mol-1 CO不管在任何温度下都不会自发地 生成C和O2,这一反应无任何推动力
练习2 知道了某过程有自发性之后，则 A A.可判断出过程的方向 B.可确定过程是否一定会发生 C.可预测过程发生完成的快慢 D.可判断过程的热效应
一些特例: 两种理想气体的混合可顺利自发进 行,无须借助外力 N2O5分解:2N2O5(g) =4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol
例:试估算反应3H2(g)+2N2(g)=2NH3(g)的 S 的正负,并用计算加以验证. 解 : 由于反应 3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) 是气 体分子数目减少的反应,S应是负值：
高二化学选修四第二章-第四节-化学反应进行的方向
第四节化学反应进行的方向一、自发过程与自发反应1．自发过程(1)含义：在确定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程。
(2)特点：①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。
2．自发反应在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度。
二、化学反应进行方向的判据1．焓判据(能量判据)放热反应过程中体系能量降低，因此具有向最低能量状态进行的倾向，科学家提出用焓变(能量改变)来推断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。
2．熵判据(1)熵：用来度量体系混乱程度的物理量。
熵值越大，混乱程度越大。
符号为S。
单位：J·mol－1·K －1。
(2)熵值大小的比较：同一种物质在不同状态时的熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。
(3)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)大于零。
(4)熵判据：用熵变来推断反应进行的方向。
3．复合判据过程的自发性只能用于推断过程的方向，不能确定过程是否确定会发生和过程发生的速率。
综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，将更适合于全部的过程，只依据一个方面来推断反应进行的方向是不全面的。
学问点一自发过程与自发反应1．下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．自然气的燃烧C．铁在潮湿的空气中生锈D．水在室温下结冰答案 D解析自然界中水由高处向低处流、自然气的燃烧、铁在潮湿的空气中生锈、冰在室温下溶化，都是自发过程，其逆过程都是非自发过程。
2．试验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。
对此说法的理解正确的是()A．全部的放热反应都是自发进行的B．全部的自发反应都是放热的C．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素D．焓变是确定反应是否具有自发性的惟一判据答案 C解析多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是全部能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是惟一因素。
高考化学 第二章 第四节 化学反应进行的方向课件 4
解析：自发进行只能用来判断过程的方向，不能判断反应 的热效应，A 项错误；高温高压的条件下，低能量的石墨转化 为高能量的金刚石，是一个非自发的化学反应，B 项错误；同 一种物质的固、液、气三种状态中，气态的混乱度最大，熵值 最大，D 项错误。
答案：C
判断化学反应进行的方向
【例 2】已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为 ΔH－TΔS<0 反应能正向自发进行 ΔH－TΔS＝0 反应达到化学平衡 ΔH－TΔS>0 反应不能自发进行
N2(g)＋3H2(g)
高温、高压 催化剂
2NH3(g)
与焓 很多吸热反应也 变的 能在常温、常压 关系 下自发进行(ΔH>
0)
2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g) NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)
H2O(l)＋CH3COONH4(aq)＋
CO2(g)
续表 定义 放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸 热反应能自发进行，因此反应焓变是与反应进行的方 结论 向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的 唯一因素
自发反应与非自发反应的理解 【例 1】下列关于反应的说法正确的是( )。 A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 C.自发反应在恰当条件下才能实现 D.自发反应在任何条件下都能实现
名师点拨：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有 些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，也可能减小，也 可能不变；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实 现还要看具体的条件。
答案：A
3.对于化学反应方向的确定，下列说法中正确的是( D )。 A.放热的熵减小的反应一定能自发进行 B.熵因素决定正反应能否发生，焓因素决定逆反应能否发生 C.化学反应能否发生的唯一判据是焓变 D.固体的溶解、参与反应的过程与熵变有关
人教版高二化学选修四化学反应进行的方向(荐)
• 在自然科学领域，化学反应是按熵增 的方向进行的；在生命科学领域，动植 物的生命发展是按熵增方向进行的；在 社会科学领域，人类社会的发展进步是 按熵增方向进行的。
熵与环境
熵增就是污染
熵与生命：
熵与社会
熵增就是社会混乱
生命的基本特征是新陈代谢，从熵的角度看新陈
代谢实际上是生命体汲取低熵排出高熵物质的过程。 当系统的总熵变小于零时，生命处在生长、发育的阶 段，向着更加高级有序的结构迈进。当总熵变为零时， 生命体将维持在一个稳定、成熟的状态，而总熵变大 于零的标志则是疾病、衰老、死亡。
(2)熵变：用△S表示。 △S=S生成物总熵－S反应物总熵
(3)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。
在与外界隔离的体系中，自发过程将 导致体系的熵增大（ △S＞0） ，这个 原理叫做熵增原理。又称为熵判据。
➢ 物质熵值的特点
低温对此类反应有利 高温对此类反应不利
NH4Cl(s) == NH3(s) + HCl(g)
H > 0
S > 0
高温对此类反应有利 低温对此类反应不利
➢ 知识回顾
化学反应与能量的变化 (焓判据) △H < O有利于反应自发进行
化学反应与熵值的变化 (熵判据) △S > O有利于反应自发进行
“焓”与“熵”共同对化学反应的自发性产生影响
(3) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (4) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
△H ﹥ O 吸热反应
结论：△H < O有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要△H < O
高中化学人教版选修4 化学反应原理 第二章 第四节 化学反应进行的方向
首页 重难点一 重难点二
X 新知导学 D答疑解惑
INZHIDAOXUE
AYIJIEHUO
S随堂检测
典例引领
UITANGJIANCE
情景导入
知识点拨
自发过程和自发反应 1.自发过程:在一定条件下,不需要外力作用就能自动进行的过程。 2.自发反应是自发过程的一种,在给定的一组条件下,一个反应可 以自发地进行到显著程度。 3.非自发过程:在一定条件下,需持续借助人为作用才能进行的过 程。
首页 重难点一 重难点二
X 新知导学 D答疑解惑
INZHIDAOXUE
AYIJIEHUO
S随堂检测
典例引领
UITANGJIANCE
情景导入
知识点拨
化学反应进行方向的判据 以下过程均为自发反应或自发过程:
①甲烷燃烧:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.31 kJ· mol -1 ②氢气和氧气反应:2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ· mol-1 ③钠与水反应:2Na(s)+2H2O(l) 2NaOH(aq)+H 2(g) ΔH=-368 kJ· mol-1
第四节 化学反应进行的方向
-1-
首页
X 新知导学 D答疑解惑
INZHIDAOXUE
AYIJIEHUO
S随堂检测
UITANGJIANCE
学 习 目 标 思 维 脉 络 1.了解放热反应的 自发性和某些吸热 反应的自发性。 2.通过“有序” 和 “无 序”的对比,理解熵 的概念。 3.初步了解焓变和 熵变对化学反应方 向的影响,能用焓变 和熵变说明化学反 应的方向。
首页 自主阅读 自主检测
高中化学人教版选修四第二章第四节 化学反应进行的方向
低温可行
高温可行
18
CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)
小结
∆G=∆H-T∆S ∆H﹤0,∆S﹥0 ∆H﹥0,∆S﹤0 ∆H﹤0 ,∆S﹤0 ∆H﹥0, ∆S﹥0 反应能自发进行 反应不能自发进行 低温时自发，高温时非自发 高温时自发，低温时非自发
19
注意
指持续性 干扰
1.在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时
16
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
1.体系自由能变化（符号∆G，单位为kJ/mol） ∆G=∆H-T∆S
2.反应进行方向的判断方法（恒温、恒压）
∆G =∆H-T∆S﹤0 (即∆H﹤0,∆S﹥0)反应能自发进行。 ∆G =∆H-T∆S=0 反应达到平衡状态。 ∆G =∆H-T∆S﹥0 (即∆H﹥0,∆S﹤0)反应不能自发进行。
21
1．下列说法中，正确的是 (
AB
)
A．化学反应总是伴随着能量的变化
B．能够自发进行的反应不一定都是放热反应
C．只有放热反应才能够自发进行 D．能够自发进行的反应就一定能够发生并完成
22
2.下列说法正确的是（
D）
A.放热反应一定是自发进行的反应 B.吸热反应一定是非自发进行的
C.自发进行的反应一定容易发生
时体系会对外部做功或释放热量)。
能量判据又称焓判据，即∆H﹤0的反应有自发进行的倾向， 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，
且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全
7
(1)甲烷燃烧：
CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g) ∆H=-802.3 kJ/mol
选修4 第二章 第四节 化学反应进行的方向111
第四节化学反应进行的方向1、识记焓和熵的概念，能够体会到化学反应方向的规律性2、通过学习教材，理解焓变与熵变对化学反应方向进行的共同影响3、学会应用能量判据和熵判据分析化学反应进行的方向一、自发过程和自发反应（一）自发过程：在一定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程如：水往低处流、冰在常温下自动熔化、气体分子的自由扩散、电流从电压高的地方流向电压低的地方、蔗糖溶于水得均一的溶液（二）自发反应：在给定的条件下，能自发地进行到显著程度的反应如：铁在潮湿的空气中缓慢腐蚀、生石灰溶于水生成熟石灰、酒精的燃烧、铁粉与硫粉混合加热生成硫化亚铁（需点燃，但一旦发生就能自发地进行下去）、钠与水的反应等自发的放热反应：甲烷燃烧、铁生绣、H2与O2反应、H2与Cl2反应等（三）非自发反应：不能自发地进行，必须借助于某种外力才能进行的反应如炽热的炭与水蒸气生成CO与H2（四）自发的吸热过程和反应：①室温下冰的融化、硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程②在25℃、101kPa时，N2O5和碳酸铵的分解都是自发的吸热过程2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) △H=＋56.7kJ·mol－1(只要是从分子数小的到分子数大的反应，都是自发的过程，)熵增加原理(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3＋NH3△H=＋74.9kJ·mol－1（五）既不吸热也不放热的自发过程如图分别装有A、B两种气体，打开活塞，则A、B会运动，使得最终两种气体均匀混合并占据这两个瓶子，此自发过程既不吸热也不放热。
（六）自发过程和自发反应的应用1、用来完成有用功如向下流动的水可推动机器、汽油燃烧可在内燃机中被用来做功、可将氢气设计成燃料电池2、一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。
非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高处、通电可将水分解二、判断反应进行方向的焓判据(能量判据)自发过程的体系总是趋向于从高能量状态转变为低能量状态（这时反应体系对外部做功或释放能量），表现为焓变△H＜0，这一经验规律就是能量判据，即焓判据判断反应进行的方向依据的是焓变，即焓判据规律：1、对于密闭体系，在恒压和不做其他功的条件下发生变化，吸收或放出的热量等于体系的焓的变化2、实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热反应，即△H＜0C3H8的燃烧、Na在Cl2中点燃、H2与F2的反应等均是因为它们是放热反应而能自发进行，并且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应进行得越完全3、但是，不少吸热过程和吸热反应也能自发进行如硝酸铵溶于水吸热、NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) △H=＋37.30kJ·mol－1还有一些吸热反应在较低的温度下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碘酸钙的分解：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) △H(298K)=＋178.2kJ·mol－1△H(1200K)=＋176.5kJ·mol－14、焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素只是根据焓变来判断反应进行的方向是不完全的三、判断反应进行的熵判据在密闭条件下，体系有从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。
第二章第四节化学反应进行方向
复合判据：△G = △H - T△S
H ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ Ｓ ＞０ ＜０ ＞０ ＜０ Ｇ 反应在该状况下能否 自发进行 自发进行
＜0
＞0 低温时能____0 ＞ 高温时能___0 ＜ 低温时能____ ＜ 0 高温时能____ ＞0
不自发进行
低温不自发,高温能 自发 低温能自发,高温不 自发
熵增
熵增 熵增 熵减
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 (g)
总结：自发过程的两大判断依据： 1、焓判据：自发过程的体系能量趋于减小，焓减 （ △H＜0 ）的反应有利于反应自发进行, 判断化学反应进行方向的判据之一。 2、熵判据：自发过程混乱度趋于增大，熵增 （ △S>0 ）有利于反应自发进行， 判断化学反应进行方向的判据之一。
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。 熵判据：用来判断化学反应方向 ①当ΔS>0时，反应为 熵增反应，在一定条件下 能 自发 进行。 ②当ΔS<0时，反应为 熵减 反应，在一定条件下不能自 发进行。
问题：在一定温度和压强下，化学反应一 定不能向着熵减少的方向自发进行吗？
例如：-10℃的液态水会自动结冰成为固态， 就是熵减的过程（但它是放热的）。 结论：△S>O有利于反应自发进行,自发反应不 一定要△S>O
不是 决定反应能否自发进行的唯一因 熵变______ 素。
1、下列反应中，在高温下不能自发进行的是( D )
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)
化学反应自发进行的方向
焓变
必修四_ 第二章 第四节化学反应进行的方向
组巴 东 三 中 高 二 化 学 备 课
本章知识点组成
一、化学反应原理的重要组成部分∶
化学反应原理
反应的快慢程度 化学反应的限度 反应进行的方向
水总是自发地由 高处往低处流
T2 > T1 Q
P2 > P1 气体
h2 > h1 液体
墨滴 扩散
根据以上几个例子，思考什么 是自发过程？
放热反应过程中体系能量降低,因此具有 自发进行的倾向,------- 焓（△H）判据
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： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是 AC 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
Company Logo
课堂小结：
化学反应的方向
共同影响
知 识 总 结
温度
影响因素： 反应焓变 反应熵变
吸热
放热
熵增
熵减
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
4、熵变和熵增原理
• （1）熵变（△S）∶化学反应中发生物质的变化戒物 质状态的变化，因此存在着熵变。 • △S=S产物－S反应物 • 产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反 应，熵变一般都是正值（ △S ＞0），为熵增加的反 应。 • （2）在不外界隔离的体系中，自发过程将导致体系 的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判 断过程的方向的又一个因素，
【高中化学】选修四第二章第四节化学反应进行的方向
选修四第二章第四节化学反应进行的方向一、教材分析在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学反应的限度之后，教材安排了难度较大的化学反应进行的方向的内容。
对于自由能知识，仅限于达到知道、了解的层次即可。
事物的发展、变化常常受多种因素的制约，通过焓变、熵变的介绍，力图使学生学会全面分析问题。
二、教学目标1．知识目标：(1)、通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性；（2）、通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念；（3）、通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。
2．能力目标：（1）、通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据；（2）学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识3．情感、态度和价值观目标：通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学与日常生活是息息相关的。
三、教学重点难点重点：熵判据难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系四、学情分析学生在学习了化学反应速率、化学平衡及其影响因素的基础上，抽象思维能力提高很多，本节降低难度后，学生应该能掌握重点内容。
五、教学方法1．启发教学2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1．学生的学习准备：填写学案。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师：汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？教师：上述问题是化学反应的方向的问题。
化学反应进行的方向ppt课件
13
反应能否自发还与温度有关
3、复合判据（自由能变化科）学 视 野
自由能变化：△G ＝ △14H－ T·△S
当△H＜0 ，△S＞0时， △G＜0 反应自发进行；
当△H＞0 ，△S＜0时， △G ＞ 0 反应不能自发进行；
1.气体扩散、火柴散落过程1混0 乱度如何变化？ 增大
2.从混乱度角度分析它为什么可以自发发生？
（二）熵判据
混乱度越大越稳定
1.熵：混乱（或无序）的程度，符号为S；
——体系的无序性越高，即混乱度越高，
熵值就越大。
2.熵判据：
【归纳与总结】
自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增 大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵 判据
二、能否自发进行的判据
1、焓判共据同特点：△H < O 即放热反应
下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自
发进行的主要原因吗？
C3H8(放g)热+反5O应2(使g)体= 系3C能O2(量g)降+低4，H2O能(l量) 越低越 稳定，△△HH<= O-2有21利7.5于k反J·应mol自-1发进行
反应物的总能量高
1、焓判据
放
热 反
△H＜0
应
生成物的总能量低 思考：是不是所有自发进行的化学
反应都是放热的？ 6
观察与思 考
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)
化学反应进行的方向课件课标
• B、其分解是因为外界给予了能量；
• C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解； D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
D • 3.下列说法正确的是∶（
）
• A、放热反应一定是自发进行的反应；
• B、吸热反应一定是非自发进行的；
• C、自发进行的反应一定容易发生；
∆G =∆H—T∆S<0 T> ∆H/ ∆S T> -402000J.mol-1/345.7J/mol.K=-1163K
3．下列说法中，正确的是 (AB)
A．化学反应总是伴随着能量变化的
B．能够自发进行的反应不一定都是放 热反应
C．只有放热反应才能够自发进行
D．能够自发进行的反应就一定能够发 生并完成
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△H >0 △S>0 高温可行
典例剖析∶
D • 1. 下列过程是非自发的是∶（ ）
• A、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧；
• C、铁在潮湿空气中生锈；D、室温下水结成冰
• 2. 碳酸铵〔(NH4)2CO3〕在室温下就能自发地分解
AC 产生氨气，对其说法中正确的是∶（ ）
A、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发 性的
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减 小或不变
C、自发反应在恰当条件下才能实现。 D、自发反应在任何条件下都能实现。
6.水在273 K、1．01×105Pa时可转化为固态， 在373 K时则又可转化为气态。若分别用S(g)、 S(1)、S(s)表示水的气、液、固三种状态的熵 值，则下列表达式中，正确的是 ( B )
高一化学 人教选修4课件 第2章 第4节 化学反应进行的方向
教
2KClO3=M=△n=O==22KCl＋3O2↑；固＋液―→气：CaCO3＋ 当
学
堂
方
双
案 设
2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。
基 达
计
(2)有些熵减的反应也可以自发进行。例如
标
Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)
课
前
综上所述，单独使用熵判据也是不全面的。
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
新课标 ·化学 选修4
教
学 目
3．复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS
课 堂 互
标 分 析
体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ/mol)综合考
动 探
究
虑了焓变和熵变对体系的影响，可用作化学反应自身进行
教 的判据，ΔG＝ΔH－TΔS。
当
学
堂
方
基 达
计
标
C．仅在高温下自发进行
D．仅在低温下自发进行
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
新课标 ·化学 选修4
教
课
学
堂
目
互
标 分 析
【解析】 要使反应能够自发进行，则ΔH－TΔS<0，
动 探
究
代入数据可得：－122 kJ·mol－1－T×(－0.231 kJ·mol－1·K－
教 1)<0，解得当T<528 K时，反应可自发进行，即反应仅在低 当
当
学 方
B．是放热反应
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
△G=△H-T△S
焓变与熵变对反应方向的共同影响 当△G<0时，反应为自发反应 当△G>0时，反应为非自发反应
△S
△G=△H-T△S
△H
判断下列反应能否自发进行
2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)
0℃=298K
△H = -78.03 kJ· -1 mol △S = 494.4 J· -1· -1 mol K
7、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)
8、某化学反应其△H= -122 kJ· -1，∆S= mol 231 J· -1· -1，则此反应在下列哪种情况下 mol K 可自发进行 ( A ) A．在任何温度下都能自发进行 B．在任何温度下都不能自发进行 C．仅在高温下自发进行 D．仅在低温下自发进行
2、碳酸铵〔(NH4)2CO3〕在室温下就能自发地分解产生 氨气，对其说法中正确的是 （ A ） A. 其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B. 其分解是因为外界给予了能量 C. 其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解 D. 碳酸盐都不稳定，都能自发分解
3、下列说法正确的是 （ C ） A. 凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自 发的 B. 自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少 或不变 C. 自发反应在恰当条件下才能实现 D. 自发反应在任何条件下都能实现 4、自发进行的反应一定是 （ D ） A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 熵增加反应 D. 熵增加或者放热反应
混乱度越大越稳定，△S > 0 有利于反应 自发进行。
自发反应一定是熵增加的反应吗？
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) 结论：△S > 0有利于反应自发进行， 自发反应不一定要△S > 0
熵变是反应能否自发进行的一个因素,但 不是唯一因素。
思考与交流： 根据你已有的知识和经验,分析下列过 程的焓变、熵变与反应方向 焓变 熵变 能否自发 能 ＜0 ①NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(判据可判断自发进行的倾向，但 ① 不能确定过程是否一定会发生； ② 不能预测过程发生完成的快慢。
思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？
观 察 与 思 考
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2· H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 8 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)
9、过程的自发性的作用是 A．判断过程的方向 B．确定过程是否一定会发生 C．判断过程发生的速率 D．判断过程的热效应
( A )
10、对于反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝ 4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3kJ· －1 mol ΔS＝－280.1J· －1· －1在常温、常压下反应能 mol K 自发进行，对反应的方向起决定性作用的是 ( D ) A．熵变 B．温度 C．压强 D．焓变
一、反应方向的焓判据 （能量判据）
反应物的总能量高 放 热 反 应
△H＜0
生成物的总能量低
问 题 与 思 考
能量判据：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)，这一经验规律就是能量判据。 高能态→低能态+能量 （释放热量或对外做功） 能量判据又称焓判据，即△H＜0的反应有自发 进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向 的判据之一。
CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g)
△H = 110.5 kJ· -1 mol △S = -89.36 J· -1· -1 mol K
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s) △H = -444.3kJ· -1 mol △S = -280.1 J· -1· -1 mol K CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g) △H (298K)= 178.2 kJ· -1 mol △S (298K)= 169.6 J· -1· -1 mol K
知
识 清 单
共同特点：△H < 0 即放热反应
放热反应使体系能量降低，能量越低越 稳定，△H < 0 有利于反应自发进行。
知
识 清 单
自发过程：在一定条件下，不借助外部力量 就能自动进行的过程。 自发反应：在一定条件下,不需外界帮助就能 自动进行的反应，称为自发反应。 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。
均△H ＞ 0
(NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
结论：△H < 0有利于反应自发进行，但自发反应 不一定要△H < 0 焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一 因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
交 流 与 讨 论
有序
混乱
二、熵判据
火柴散落过程混乱度如何变化？ 从混乱度角度分析它们为什么可以自发？
食盐溶解于水；
火柴棒散落等。
自然界中水总是从高处往低处流；
能量由高到低
问 题 与 思 考
(1)什么是自发过程？(2)什么是非自发过程？ (3)这些自发过程的共同特点是什么？(从能量 角度) (1)自发过程：在一定温度和压强下，不需要外 力作用就能自动进行的过程。 (2)非自发过程：在一定温度和压强下，需持续 借助人为作用才能进行的过程。 (3)自发过程的共同特点：体系趋向于从高能状 态转变为低能状态。（体系会对外做功或者释 放热量）
②NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g) ③NH4Cl(s) === NH3(g)+ HCl(g)
加热
>0 >0
>0 >0
不能 能
反应能否自发还与温度有关 要正确判断一个化学反应能否自发进行, 必须综合考虑反应的焓变△H和熵变△S
三、自由能变化△G
科
学 视 野
自由能变化△G综合考虑了焓变和熵变对体 系的影响
1、熵是用来表示混乱程度的状态函数。 符号为：△S ——混乱程度越大，熵越大。
（混乱度：表示体系的不规则或无序状态）
知
识 清 单
2、导致混乱度增加的一些因素
① 固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。 ② 同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 ③ 反应过程中气体物质的量增加的反应。
【归纳与总结】 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导 致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理， 也就是反应方向判断的熵判据
选修4
化学反应原理
化学反应与能量 化学反应速率和化学平衡 水溶液中的离子平衡 电化学基础
化学反应原理的组成部分
化学反应进行的快慢 ——化学反应速率 化学反应的限度 ——化学平衡
化学反应进行的方向
——
?
第二章
化学反应速率和化学平衡
第四节 化学反应进行的方向
问 题 与 思 考
这些生活中的现象将向何方 电流总是从电位高的地方向电位低的地方 发展，我们非常清楚，因为它们 流动； 有明显的自发性——其中是否蕴 室温下冰块自动融化； 藏了一定的科学原理？ 墨水扩散；
6、以下自发反应可用能量判据来解释的是 ( D ) A. 硝酸铵自发地溶于水
B. 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；
△H=+56.7kJ/mol C. (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/mol
总结：
焓(ΔH)判据：放热反应过程中体系能量降低， 因此具有自发进行的倾向。 若ΔH＜0，正向反应能自发进行；若ΔH ＞ 0，正 向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。
已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学 方程式为： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是 ( AC ) 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
知 识 总
结
△G=△H - T△S
化学反应的方向
共同影响
温度
影响因素： 反应焓变 △H 反应熵变
△S
熵增 熵减
吸热
放热
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
【课堂达标测试】
1、下列过程是非自发的是 A. 水由高处向低处流 C. 铁在潮湿空气中生锈 （ D ） B. 天然气的燃烧 D. 室温下水结成冰
5、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都是放热反应。 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
你 知 道 吗
下列反应在一定条件下都能自发进行，你知 道这些反应能自发进行的主要原因吗？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ· -1 mol 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ· -1 mol 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ· -1 mol H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ· -1 mol