(化学反应的方向及判断依据)详解

3
4
—
—
在高温+ 在低温— 在高温— 在低温+
+
+
注意
1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能 确定反应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。 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。

说明：
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应 （2）有不少吸热过程也能自发进行 如：硝酸铵溶于水
2 NH4Cl ( s ) Ca( OH )2 ( s ) 2 NH3 ( g ) CaCl2 ( s ) 2 H 2O( l )
（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 如： CaCO3 (s)高温CaO(s) CO2 ( g )
练习:
1.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
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
规律方法总结
自发反应中的焓变和熵变的关系
1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应 一定能自发进行 2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应 一定不能自发进行 3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬 殊，可能某一因素占主导地位 4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可 能对反应的方向起决定性作用 5、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。

4. 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。


一、自发反应
自发反应：在一定条件下，无需外界
帮助就能自动进行的反应
（P35 交流与讨论）
化学反应中的自发过程
共同特点：△H＜0，即体系趋向于从高能状态转变 为低能状态
二、焓变与反应方向

能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状
态（△H ＜ 0）。

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 焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之 一，但不是唯一因素。

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。
正确判断一个化学反应 是否能够自发进 必须综合考虑反应的焓变和熵变 行
恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 △H ＜0 △S>0
自发 非自发 不一定 不一定
△H >0
△ H ＜0 △H >0
2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；

3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行

4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行

温度对反应自发性的情况
类 型
△H
△S +
△ H— T△S
反应的自发性
1 2
—
永远是—
在任何温度都是自发反 应
+
—
永远是+
在任何温度下都是非自发 反应 在低温是自发反应 在高温是非自发反应 在低温是非自发反应 在高温是自发反应
高温可行
四、焓变和熵变对反应方向的共同影响
判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行
1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；

如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g) 如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l) 如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) 如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g) （P42 交流与讨论）

Fra Baidu bibliotek
5.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。 6. 自发进行的反应一定是∶（ ） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应；D、熵增加或放热反应。
△ S ＜0
△ S ＜0 △S>0
吉布斯自由能判断反应自发进行的方向
△G= △H -T△S
｛
△G ＜0,自发进行 △G >0，非自发进行
△G＝0，可逆反应
判断这两个反 应什么条件下 自发进行
NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
△ H ＜0 △ S ＜0 △H >0 △S>0
低温可行
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
有序
混乱
三、熵变与反应方向

研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一
因素——体系的混乱度（熵S）


熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。 对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s） 熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。 △S=S生成物总熵－S反应物总熵
反应的△S越大,越有利于反应自发进行
化学反应的方向
及判断依据
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 化学反应进行的方向 ——能量判据和熵判据 化学反应的限度 ——化学平衡
水往低处流
化学反应的方向及判断依据
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；这些过程都 是自发的，其逆过程就是非自发的。 这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清 楚，因为它们有明显的自发性。
2.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)
3. 下列过程是非自发的是∶（D ） 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。
D
7.250C和1.01×105Pa时，反应2N2O5（g） =4NO2（g）+O2（g）； △H=＋56.76kJ/mol， 自发进行的原因是∶（ ） D A、是吸热反应； B、是放热反应； C、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应。
小结：
化学反应的方向
共同影响
影响因素：
反应焓变
反应熵变