鲁科版选修四《化学反应原理》2.1 化学反应的方向 课件 (共21张PPT)
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优课系列高中化学鲁科版选修4 2.1 化学反应的方向 课件(共23张)
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)= 4Fe(OH)3 (s) △H(298K)= -444.3 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H(298K)= -890.6 kJ·mol-1
H2(g)+F2(g)=2HF(g)
△H(298K)= -546.6 kJ·mol-1
例1：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=-39.4 J·mol-1·K-1
例2：工业上用浓氨水检验氯气管道是否漏气 3Cl2(g)+8NH3(g)=N2(g)+6NH4Cl(s) △S<0
熵变是与反应能否自发进行有关的又一因素，但也 不是唯一的因素。
三、焓变和熵变对反应方向的共同影响
放热以后得到的生成物能量更低，更加稳定
一、反应焓变与反应方向
【科学验证】 将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合后，用玻璃
棒搅拌，比较前后的温度变化并判断反应是否自发进行。
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l) △H>0
的联系。
沙漏
建立自 发过程
气体的 影响
熵的 提出
焓变的 影响
熵变的 影响
△H－T△S
理论与实践
12 3
宇宙最大的奥秘，竟 是它含有一些不变的法则 ，能让人类去了解它。
12 3
【思考一】 针对判据△H－T△S，△H和△S在
取何种符号时反应永远自发进行和反 应永远不能自发进行？
△H<0和△S>0,反应永远自发 △H>0和△S>0,反应永远不自发
高二化学鲁科版选修4课件：2-1 化学反应的方向
解析
一个反应的ΔH－TΔS<0则是自发的，可看出ΔH和ΔS
都对反应有影响，不只是由单方面决定。
3．(填一填) (填“>0”或“<0”)： (1)溶解少量蔗糖于水中， ΔS_____________________________________________； (2)纯碳和氧气反应生成CO(g)，
减小 的反应。
3．熵变与反应方向 (1)熵 增加 有利于反应的自发进行。 (2)某些熵 减小 的反应在一定条件下也能自发进行。
结论：反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，
但 唯一因素。 不是
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1．反应方向的判据 (1)ΔH－TΔS (3)ΔH－TΔS 是向ΔH－TΔS 0 < 反应能自发进行。
2．(选一选)下列关于焓变和熵变的说法正确的是
(
与反应的方向无关
)
A．化学反应的焓变与反应的方向有关，化学反应的熵变
B．化学反应的焓变直接决定了化学反应的方向，化学反
应的熵变不能决定化学反应的方向 C．焓变为负的反应都能自发进行，熵变为正的反应也都
能自发进行
D．化学反应的焓变和熵变都不是决定化学反应能否自发 进行的唯一因素 答案 D
(3)不稳定性物质向稳定性物质的转化。
(4)符合复分解反应条件下的溶液中的反应。
2．用焓变和熵变判断反应的方向 判断一定温度、压强条件下反应的方向时，应同时考虑
焓变与熵变两个因素，用ΔH－TΔS作为判据。在温度、
压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS<0的方向 进行，直至达到平衡状态。若ΔH－TΔS＝0，表明反应 已达到平衡状态，若ΔH－TΔS>0，表明反应不能自发进 行。
鲁科版选修4 第二单元第一节 化学反应的方向 课件(18张) (共18张PPT)
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月15日星期三2021/9/152021/9/152021/9/15 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/152021/9/15September 15, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/15
反应物的总能量高
放
热 反
△H＜0
应
生成物的总能量低
能量判据：自发过程的体系倾向于从高能 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。
能量判据又称焓判据，即△H＜0(放热)的反 应有利于反应自发进行，焓判据是判断化学 反应的方向的判据之一。
这两个过程的能量变化如何？
【归纳小结】
1、自发过程：在一定条件 下，不借助外部力量
（光、电等）就能自动进行的过程。
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，或具有自发可能性的
反应，就称为自发反应。(自发反应从属于自发过 程)
3、非自发反应：在一定条件下，需持续借助人为 作用才能进行的过程。
室温下，氢气和氧气反应生成水是自发反应吗？
反应物的总能量高
放
热 反
△H＜0
应
生成物的总能量低
能量判据：自发过程的体系倾向于从高能 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。
能量判据又称焓判据，即△H＜0(放热)的反 应有利于反应自发进行，焓判据是判断化学 反应的方向的判据之一。
这两个过程的能量变化如何？
【归纳小结】
1、自发过程：在一定条件 下，不借助外部力量
（光、电等）就能自动进行的过程。
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，或具有自发可能性的
反应，就称为自发反应。(自发反应从属于自发过 程)
3、非自发反应：在一定条件下，需持续借助人为 作用才能进行的过程。
室温下，氢气和氧气反应生成水是自发反应吗？
高中化学鲁科版化学反应原理课件：2.1 化学反应的方向(30张)
个因素，但不是唯一因素。
归纳总结 化学反应方向与焓变、熵变的关系 (1)从焓变(能量)角度：ΔH___ < 0，有利于反应自发进行。 (2)从熵变角度：ΔS___ > 0，有利于反应自发进行。 (3)在实际的化学反应中，若ΔH与ΔS符号相同时，对化学反应的方向的影 响作用出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时， 不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论。
ΔH－TΔS___ ＝ 0 反应达到平衡状态
ΔH－TΔS___ > 0 反应不能O(g)===N2(g)＋2CO2(g)在298 K、101 kPa的条
能 件下，其ΔH＝－113.0 kJ· mol－1，ΔS＝－145.3 J· mol－1· K－1。该反应____
(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为 答案
解析
该反应的ΔH－TΔS＝－69.7 kJ· mol－1<0，说明该反应在理论上可自发进行 。 ________________________________________________________________
ΔH－TΔS＝－113.0 kJ· mol－1－298 K×(－145.3×10－3 kJ· mol－1· K－1)＝
活学活用
3.已知反应：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列 说法正确的是 答案 A.低温下是自发反应 B.高温下是自发反应 C.低温下是非自发反应，高温下是自发反应 D.任何温度下都是非自发反应
解析
因为碳的不完全燃烧是放热反应，故该反应是吸热反应，且是熵减反
应，在任何温度下都是非自发反应。
多情况下用不同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果。
鲁科版高中化学选修四选修四课件2 1化学反应的方向共21张
二、反应焓变与反应方向 反应焓变是一个与④_反__应__能__否__自__发__进__行__有关的因素。多数 能自发进行的化学反应是⑤_放__热__反__应__。但是,有不少吸热 反应也能⑥_自__发__进__行__,还有一些吸热反应在室温条件下不 能⑦_自__发__进__行__,但在较高温度下则能⑧_自__发__进__行__。因此, 反应焓变是与⑨_反__应__能__否__自__发__进__行__有关的一个因素,但不 是⑩_唯__一__因素。
ΔS 能否自发进行
<0
化学反应
ΔH
ΔS
能否自发进 行
① CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
>0
不能
② 2Mg(s)+O2(g) 2MgO(s) <0 <0
能
③
2Na(s)+2H2O(l) 2NaOH(aq)+H2(g)
<0 >0
能
④ 2CO(g) 2C(s)+O2(g)
不能
1 对于同一种物质,三种状态转变时熵值的大小顺序如何?
三、反应熵变与反应方向 对于一个由 11 _大__量__粒__子__组成的体系,人们定义一个物理量— —熵来描述体系的 12__混__乱__度_,符号为S。熵值越大,体系混乱 度13 __越__大_;在同一条件下,不同物质的熵不同;而同一物质的 熵与其14 _聚__集__状__态__及外界条件有关,如对同一物质来说, 15__S_(_g_)_>_S_(_l_)_>_S_(_s_)_。 反应熵变ΔS= 16 _反__应__产__物__总__熵___- 17_反__应__物__总__熵___。 熵 18_增__加__有利于反应的自发进行,有些熵减小的反应在一定 条件下也可以 19__自__发__进__行__。
鲁科版化学选修四：2.1 化学反应的方向ppt课件
1．熵 混乱度 的一个物理量。 (1)概念：描述体系_______
S。 (2)符号：__
J·mol-1·K-1 。 (3)单位：____________ 越大 。 (4)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值_____
(5)影响因素：
＞ ＞
＞
2．反应熵变
反应产物 总熵与_______ 反应物 总熵之差。 (1)概念：_________ ΔS 。 (2)符号：____
2．反应焓变与反应方向 放热 反应。 (1)多数能自发进行的化学反应是_____ 吸热 反应也能自发进行。 (2)有些_____ 焓变 是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不 (3)反应的_____ 是惟一因素。
二、反应熵变与反应方向 (1)什么是熵变？
(பைடு நூலகம்)体系的熵变与哪些因素有关？
(3)任何熵增加的反应都能自发进行吗？
1.凡是焓变小于零的反应都能自发进行。( × ) 分析：焓变小于零有利于反应自发进行，但焓变小于零的反应
不一定能自发进行。
2.凡是需要加热的反应都不能自发进行。( × ) 分析：反应条件是否需要加热与反应能否自发进行无关。 3. 一定条件下水由气态变为液态是熵增加的过程。( × ) 分析：同一种物质的熵：气态>液态>固态。
(3)熵增加和熵减小的判断：
①固体的溶解、水的汽化、墨水在水中的扩散以及气体的扩 散过程都是熵增加的过程； ②产生气体的反应、气体的物质的量增大的反应，为熵增加 的反应。
3．熵变与反应方向
增加 有利于反应的自发进行。 (1)熵 _____
减小 的反应在一定条件下也能自发进行。 (2)某些熵_____ (3)熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一
高中化学鲁科版选修4 2.1 化学反应的方向 课件(19张)
当温度低于466K时反应逆向进行。
11
【例2】在298 K时，下列反应的ΔH依次为：
C8H18(g)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH1＝5512.4 kJ•mol –1
C(s，石墨)＋O2(g)＝CO2(g)
ΔH２＝－393.5kJ•mol –1
H2(g)＋O2＝H2O(l)
ΔH3＝－285.8 kJ•mol –1
• 第1节 化学反应的方向
1
• 一、反应的焓变与反应方向
• 1．自发过程
外力
• 在一定条件下，不借助 就能自动进行的过程
。反之称为非自发过程。
放热
• 2．反应的焓变与反应方向
• (1)多数能自发进行的化学反应是 反应。
• (2)有些吸热反应也能自发进行。
• (3)反应的焓变是与反应能否自发进行有关2的
4
• 2．熵变
• (1)概念：生成物 总熵与反应物 总熵之差。
• (2)符号：ΔS 。
• (3)计算式：ΔS＝S(产物)－S(反应物) 。
• (4)正负判断依据
• ①气体物质的量增大的反应，熵变通正值常都是
，是熵
增大
反应。
•
②气体物质的量减小的反应，熵变通常都是
，是熵
反应。
负值
减小
5
• 3．熵变与反应方向
件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别 为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1；ΔS＝－6.61 J·mol －1·K－1)( )
• A．会变
B．不会变
• C．不能确定 会变
D．升高温度才
14
• 解析：在等温、等压条件下，自发反应总是向 着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状 态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不 会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡→灰 锡的ΔH－TΔS的问题。ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－ 376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变 为灰锡。
11
【例2】在298 K时，下列反应的ΔH依次为：
C8H18(g)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH1＝5512.4 kJ•mol –1
C(s，石墨)＋O2(g)＝CO2(g)
ΔH２＝－393.5kJ•mol –1
H2(g)＋O2＝H2O(l)
ΔH3＝－285.8 kJ•mol –1
• 第1节 化学反应的方向
1
• 一、反应的焓变与反应方向
• 1．自发过程
外力
• 在一定条件下，不借助 就能自动进行的过程
。反之称为非自发过程。
放热
• 2．反应的焓变与反应方向
• (1)多数能自发进行的化学反应是 反应。
• (2)有些吸热反应也能自发进行。
• (3)反应的焓变是与反应能否自发进行有关2的
4
• 2．熵变
• (1)概念：生成物 总熵与反应物 总熵之差。
• (2)符号：ΔS 。
• (3)计算式：ΔS＝S(产物)－S(反应物) 。
• (4)正负判断依据
• ①气体物质的量增大的反应，熵变通正值常都是
，是熵
增大
反应。
•
②气体物质的量减小的反应，熵变通常都是
，是熵
反应。
负值
减小
5
• 3．熵变与反应方向
件下白锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别 为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1；ΔS＝－6.61 J·mol －1·K－1)( )
• A．会变
B．不会变
• C．不能确定 会变
D．升高温度才
14
• 解析：在等温、等压条件下，自发反应总是向 着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状 态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不 会变为灰锡的问题就转化为求算反应白锡→灰 锡的ΔH－TΔS的问题。ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－ 376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变 为灰锡。
2.1化学反应的方向课件(鲁科版选修4)
3．(原创题)下列说法不 正确的是( ．
)
A．放热反应有利于反应的自发进行 B．熵增加的反应有利于反应的自发进 行 C．ΔH<0，ΔS<0 时反应在低温下能自 发进行 D．ΔH>0，ΔS<0 时反应在高温下能自 发进行
解析：选D。ΔH<0，ΔS>0对ΔH－TΔS<0都 有贡献，有利于反应的自发进行；当ΔH与 ΔS的符号相同时，反应方向与温度有关， ΔH<0，ΔS<0时，在低温时，ΔH－TΔS<0， 反应能自发进行；当ΔH与ΔS的符号相反时， 反应方向与温度无关，ΔH<0，ΔS>0时，ΔH －TΔS恒小于零，在任何温度下反应都能自 发进行；ΔH>0，ΔS<0时，ΔH－TΔS恒大于 零，在任何温度下反应都不能自发进行。
(3)正负判断依据
①气体体积增大的反应，熵变通常都是____， 正值 是熵增大的反应。
②气体体积减小的反应，熵变通常都是____， 负值 是熵减小的反应。
3．熵变与反应方向
增加 (1)熵____有利于反应的自发进行。 减小 (2)某些熵____的反应在一定条件下也能自发 进行。
熵变 (3)____是与反应能否自发进行有关的一个因 素，但不是惟一因素。
【解析】 根据 ΔH－TΔS＝0 为平衡状态， ΔH ΔH －TΔS<0 为自发状态， 故 T> 时该反应能自 ΔS ΔH 发 进 行 。 用 C 作 还 原 剂 时 T1> ＝ ΔS － 233.8 kJ· mol 1 用 H2 作还原剂 －1 － 1＝838.0 K； 0.279 kJ· mol · K －1 98 kJ· mol ΔH 时 T2> ＝ －1 － 1＝679.6 K。 ΔS 0.1442 kJ· mol · K 故用 H2 作还原剂时，反应自发进行的温度较 低。
鲁科版高中化学选修四课件2.1化学反应的方向 (2)
C.由焓判据和熵判据组合而成的复合判据,更适合于所有的过程
D.碳酸氢铵固体加热分解是一个熵减小的过程 【解析】选C。反应能自发进行的判据是ΔH-TΔS＜0。碳酸氢
△
铵固体加热分解的反应为NH4HCO3NH ==== 3↑+H2O+CO2↑，是
一个熵增加的过程。
4.250℃和1.01×105Pa时，反应
2．反应焓变与反应方向 放热 反应。 (1)多数能自发进行的化学反应是_____ 吸热 反应也能自发进行。 (2)有些_____ 焓变 是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不 (3)反应的_____ 是惟一因素。
二、反应熵变与反应方向 (1)什么是熵变？
(2)体系的熵变与哪些因素有关？
(3)任何熵增加的反应都能自发进行吗？
(3)熵增加和熵减小的判断：
①固体的溶解、水的汽化、墨水在水中的扩散以及气体的扩 散过程都是熵增加的过程； ②产生气体的反应、气体的物质的量增大的反应，为熵增加 的反应。
3．熵变与反应方向
增加有利于反应的自发进行。 (1)熵_____
减小 的反应在一定条件下也能自发进行。 (2)某些熵_____ (3)熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一
2.五点说明
(1)很多情况下，简单的只用焓变和熵变中一个因素来判断同 一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们在判断反应 的方向时，应该同时考虑焓变和熵变这两个因素，用Δ H－ TΔ S作为判据。
(2)Δ H－TΔ S只适用于温度、压强一定的条件下的化学反应
的判断，不能用于其他条件(如温度、体积一定)的反应的判断。
汽车尾气处理原理的探究 城市中越来越多的汽车造成严重的空气污染，为了减轻大气污
染，人们提出用以下反应来处理汽车尾气：
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（1）多数能自发进行的化学反应是放热 反应； （2）有不少吸热反应也能自发进行；
N2O5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
（3）有一些吸热反应在室温条件 下不能自发进行，但在较高温度下 则能自发进行。 CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) △H(298K) = +178.2kJmol-1 △H(1200K) = +176.5kJmol-1
结论：反应熵变是与反应能否自发进行 有关的又一个因素，但也不是唯一因素。
小结： 化学反应自发进行的方向
1、物质具有的能量趋于降低
H(焓变) <0
放热反应 熵(S)判据 熵增原理 焓(H)判据
2、物质的混乱度趋于增加
S(熵变)>0
凡是能使反应体系焓减小、熵增加的反应 方向，就是化学反应自发进行的方向。 注意：过程的自发性只用于判断过程的方 向，不能确定是否一定会发生和过程发生 的速率。
信息：体系自由能变化（ G ）综合考虑了焓变
和熵变对反应体系的影响： G= H-TS（Ｔ为 热力学温度）。在恒温、恒压下，用G判断化学 反应自发进行的方向显得更为科学（当G <0时 可自发进行）［吉布斯自由能］。
H
＜０ ＞０ ＞０ ＜０
Ｓ
＞０ ＜０ ＞０ ＜０
Ｇ
3.化学反应自发进行的方向
焓变 熵变
H<0 H>0 H<0 H>0
S>0 S<0 S<0 S>0
化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断
练习3 碳铵[(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、碳铵分解是因为生成了易挥发的气 体，使体系的熵增大。 B、碳铵分解是因为外界给予了能量 C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据 不能自发分解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
二、反应方向的焓判据
1.焓判据： 自发过程的体系趋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。 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。
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
第二章 第一节
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
——
?
化学反应进行的方向/
思考与交流
生活中的自发过程
(1)自然界中水由高处往低处流，而不会 自动从低处往高处流； (2) 铁器暴露在潮湿空气中会生锈，这个过 程是自发的，其逆过程是非自发的。 这些现象将向何方向发展，我们非常 清楚，因为它们有明显的自发性——其 中是否蕴藏着一定的科学原理？
结论：反应焓变是与反应能否自发进行 有关的一个因素，但不是唯一因素。
三、反应方向的熵判据 1.混乱度与熵 混乱度：表示体系的不规则或无序状态。 混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
熵： 热力学上用来表示混乱度的状态函数， 符号为“S”.单位： J•mol-1•K-1 体系的无序性越高，即混乱度越高，熵 值就越大。
自主学习
自发过程和自发反应； 化学反应进行方向的判据； 化学反应进行的方向。
一.自发过程与自发反应 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。
非自发过程：在一定条件下，需持续借助 某种外力作用才能进行的过程。 2.自发反应：在给定的一组条件下，一个 可以自发地进行的反应。
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： 2Fe(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—— 放热反应 ? △H<0
2、熵、熵增原理、熵判据
1．熵：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，即熵变（符号 △S）大于零，这 体系混乱度有增 个原理叫做熵增原理。在用来判断化学反应方向时 加的倾向 就称为熵判据。 体系混乱度越大，熵值越大； 体系混乱度越小，熵值越小。 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。 S（g）﹥S（l）﹥S（s）。
3.自发反应与熵变的关系
（1）许多熵增加的反应在常温常压下可以 自发进行； （2） 有些熵增加的反应在常温常压下不能 自发进行，但在较高温度下可以自发进行；
CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g)
（3）少数熵减小的反应，在一定条件下 也可以自发地进行。
HCl(g) +NH3(g) ==NH4Cl(s) 2Al(s)+Fe2O3(s)==Al2O3(s)+2Fe(s)
练习4 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)
熵增
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) 熵增
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s) 熵增
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 熵减
科学视野
自由能变化Ｇ
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
练习2
Байду номын сангаас
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 ？
2.自发反应与焓变的关系
N2O5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
（3）有一些吸热反应在室温条件 下不能自发进行，但在较高温度下 则能自发进行。 CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) △H(298K) = +178.2kJmol-1 △H(1200K) = +176.5kJmol-1
结论：反应熵变是与反应能否自发进行 有关的又一个因素，但也不是唯一因素。
小结： 化学反应自发进行的方向
1、物质具有的能量趋于降低
H(焓变) <0
放热反应 熵(S)判据 熵增原理 焓(H)判据
2、物质的混乱度趋于增加
S(熵变)>0
凡是能使反应体系焓减小、熵增加的反应 方向，就是化学反应自发进行的方向。 注意：过程的自发性只用于判断过程的方 向，不能确定是否一定会发生和过程发生 的速率。
信息：体系自由能变化（ G ）综合考虑了焓变
和熵变对反应体系的影响： G= H-TS（Ｔ为 热力学温度）。在恒温、恒压下，用G判断化学 反应自发进行的方向显得更为科学（当G <0时 可自发进行）［吉布斯自由能］。
H
＜０ ＞０ ＞０ ＜０
Ｓ
＞０ ＜０ ＞０ ＜０
Ｇ
3.化学反应自发进行的方向
焓变 熵变
H<0 H>0 H<0 H>0
S>0 S<0 S<0 S>0
化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断
练习3 碳铵[(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、碳铵分解是因为生成了易挥发的气 体，使体系的熵增大。 B、碳铵分解是因为外界给予了能量 C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据 不能自发分解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
二、反应方向的焓判据
1.焓判据： 自发过程的体系趋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。 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。
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
第二章 第一节
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
——
?
化学反应进行的方向/
思考与交流
生活中的自发过程
(1)自然界中水由高处往低处流，而不会 自动从低处往高处流； (2) 铁器暴露在潮湿空气中会生锈，这个过 程是自发的，其逆过程是非自发的。 这些现象将向何方向发展，我们非常 清楚，因为它们有明显的自发性——其 中是否蕴藏着一定的科学原理？
结论：反应焓变是与反应能否自发进行 有关的一个因素，但不是唯一因素。
三、反应方向的熵判据 1.混乱度与熵 混乱度：表示体系的不规则或无序状态。 混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
熵： 热力学上用来表示混乱度的状态函数， 符号为“S”.单位： J•mol-1•K-1 体系的无序性越高，即混乱度越高，熵 值就越大。
自主学习
自发过程和自发反应； 化学反应进行方向的判据； 化学反应进行的方向。
一.自发过程与自发反应 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。
非自发过程：在一定条件下，需持续借助 某种外力作用才能进行的过程。 2.自发反应：在给定的一组条件下，一个 可以自发地进行的反应。
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： 2Fe(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—— 放热反应 ? △H<0
2、熵、熵增原理、熵判据
1．熵：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，即熵变（符号 △S）大于零，这 体系混乱度有增 个原理叫做熵增原理。在用来判断化学反应方向时 加的倾向 就称为熵判据。 体系混乱度越大，熵值越大； 体系混乱度越小，熵值越小。 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。 S（g）﹥S（l）﹥S（s）。
3.自发反应与熵变的关系
（1）许多熵增加的反应在常温常压下可以 自发进行； （2） 有些熵增加的反应在常温常压下不能 自发进行，但在较高温度下可以自发进行；
CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g)
（3）少数熵减小的反应，在一定条件下 也可以自发地进行。
HCl(g) +NH3(g) ==NH4Cl(s) 2Al(s)+Fe2O3(s)==Al2O3(s)+2Fe(s)
练习4 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)
熵增
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) 熵增
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s) 熵增
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 熵减
科学视野
自由能变化Ｇ
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
练习2
Байду номын сангаас
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 ？
2.自发反应与焓变的关系