反应自发性的判断
自由能变化公式
自由能变化公式
- 在恒温、恒压下，化学反应的吉布斯自由能变化（Δ G）与反应的焓变（Δ H）、熵变（Δ S）和温度（T）之间的关系为：Δ G=Δ H - TΔ S。
- 公式意义。
- Δ H表示反应的焓变，它反映了反应过程中的热效应。
如果Δ H<0，反应为放热反应；如果Δ H>0，反应为吸热反应。
- Δ S表示反应的熵变，熵是体系混乱度（或无序度）的量度。
如果Δ S>0，表示反应后体系的混乱度增加；如果Δ S<0，表示反应后体系的混乱度减小。
- T为热力学温度，单位为开尔文（K）。
- Δ G可以用来判断反应的自发性：
- 当Δ G<0时，反应在该条件下能自发进行。
- 当Δ G = 0时，反应处于平衡状态。
- 当Δ G>0时，反应在该条件下不能自发进行，但其逆反应能自发进行。
2. 在化学教材中的位置（人教版）。
判断题及答案【范本模板】
判断题3.下列说法是否正确，请解释.（1)放热化学反应都能自动进行。
(2）自动过程的熵值都会增加。
（3)化学反应自发进行的条件是吉布斯函数变（Δr G m )小于零.(4)稳定单质的f m H ∆Θ= 0，f mG ∆Θ= 0，所以其规定熵m S Θ= 0。
（5）化学反应时,若产物分子数比反应物多，则反应的mr S ∆Θ一定为正值。
解：(1)不正确。
化学反应的自发性由反应的焓变和熵变共同决定。
(2)不正确。
只有在孤立体系中，自动过程的熵值一定增加。
(3）不正确。
“化学反应自发进行的条件是吉布斯函数变(Δr G m )小于零"的前提条件是:恒温恒压不作非体积功的反应体系.（4）不正确。
在298。
15K 及标准状态下，参考状态的单质其标准摩尔熵m(B)S Θ并不等于零，这与标准状态时参考状态的单质其标准摩尔生成焓mf (B)=0H ∆Θ不同。
（5）不正确。
化学反应的熵变与各物质在反应时的状态以及反应前后的分子数都有关。
4。
某体系由状态1沿途径A 变到状态2时从环境吸热314.0J ，同时对环境作功117.0J.当体系由状态2沿另一途径B 变到状态1时体系对环境作功44.0J ，问此时体系吸收热量为多少？解:(1） 状态1→状态2,因:Q 1 = 314。
0J ，W 1 = —117.0J则 ΔU 体系1 = 314。
0 + （-117.0）（2） 状态2→状态1，因：W 2 = -44.0J,ΔU 体系2=—ΔU 体系1则 ΔU 体系2 = Q 2 + (—44.0) = -［ 314。
0 + （-117.0）］Q 2 = —153.0J1.判断题(正确的在括号内填“√”,错误的的在括号内填“×”）（1)稳定单质的f m G ∆Θ、f mH ∆Θ和m S Θ均为零. （2)热力学温度为零时,所有元素的熵为零。
(3)因为ΔH = Q P ,ΔU = Q V ,所以Q P 、Q V 均是状态函数。
化学反应进行的方向及判断依据
课题：化学反应进行的方向及判断依据设计者：浙江省磐安中学周岚岚 2010年6月1日设计意图：让学生先从生活中的自发过程实例出发，展示有关情境图片，指出自发过程是“在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的过程。
”从中得出自发过程能发生的规律：1、能量趋于“最低”的趋势2、“有序”变为“无序”的规律。
然后请学生找能自发进行的反应，同时介绍几个吸热反应，从所举的例子中找到影响化学反应自发进行因素：1、能量降低-放热反应（焓变△H<0）2、混乱度增大（熵变△S<O）。
最后得出利用综合判据（△H -T△S）来判断化学反应的方向，培养学生良好的思维品质和科学素养。
使学生逐渐体会化学反应原理中的方向、速率与限度之间的辩证与统一。
教学目标：1、知识与技能：（1）理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；（2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、过程与方法：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。
学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工，构建新知识。
3、情感态度与价值观：通过本节内容的学习，使学生体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题。
教学重点、难点：焓减和熵增与化学反应方向的关系。
教学过程【课的引入】展示黄河壶口瀑布图片，引出水从高处流往低处，【设问】水能从低处流往高处吗？可以，用抽水机。
但是如果抽水机停止工作水就不能从低处流往高处。
【设问】水在任何时候都能从高处流往低处吗？展示黄河壶口瀑布2003年01月08日遇的“冷冬”冻成一片“安静”的冰瀑图片.说明水自发的从高处流向低处也得在一定的条件下，从而引出自发过程的定义。
【学生归纳】自发过程：在一定条件下，不需要外界作功就能自动进行的过程。
【收集实例】生活中你接触的自发过程有哪些？1、室温下开水变凉2、冰室温时溶解3、蹦极4、学生下课使得无序场面……【探究】这些自发过程为什么能进行，有什么规律？【学生讨论】1、能量趋于“最低”的趋势（自发过程取向于最低能量状态的倾向）2、“有序”变为“无序”的规律（自发过程取向于最大混乱度的倾向）【探究】我们的化学反应中也有这类自发过程，叫自发反应。
高二化学化学反应进行的方向试题答案及解析
高二化学化学反应进行的方向试题答案及解析1.对于①需加热才发生的反应、②放热反应、③熵增加的反应，可能属于自发反应的是A．只有②B．只有③C．只有②③D．①②③【答案】D【解析】任何反应发生都需要在一定的条件下进行，所以需加热才发生的反应可能是自发反应，也可能是非自发反应。
自发反应一定是熵增加的放热反应。
所以放热反应及熵增加的反应都是自发反应。
因此正确选项为D。
【考点】考查自发反应与反应条件的关系的知识。
2.判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定自发进行的是A．ΔH>0，ΔS>0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH>0，ΔS<0D．ΔH<0，ΔS<0【答案】B【解析】体系的自由能ΔG=ΔH-T·ΔS。
若ΔG<0，即ΔH<0，ΔS>0反应一定能自发进行；若ΔG>0，ΔH>0，ΔS<0，反应一定不能自发进行。
对于ΔH>0，ΔS>0 或ΔH<0，ΔS<0反应能否发生取决于温度和焓变的相对大小。
选项为：B。
【考点】考查判定反应能否自发进行的判据知识。
3.判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定自发进行的是（）A．ΔH>0，ΔS>0B．ΔH<0，ΔS<0C．ΔH>0，ΔS<0D．ΔH<0，ΔS>0【答案】D【解析】由ΔG=ΔH－TΔS可知，当ΔH<0，ΔS>0：反应一定自发；当ΔH>0，ΔS>0、ΔH<0，ΔS<0：反应可能自发；当ΔH>0，ΔS<0：反应一定不自发。
【考点】化学反应的自发性。
4.关于冰融化为水的过程判断正确的是]A．ΔH＞0，ΔS＞0B．ΔH＜0，ΔS＞0C．ΔH＞0，ΔS＜0D．ΔH＜0，ΔS＜0【答案】A【解析】冰融化为水的过程需要吸收热量，△H＞0；固体变为液体的过程是熵增大的过程；△S ＞0；故A正确。
热力学稳定性和反应的自发性
平衡常数K与反应的标准自由焓变化△rGmθ有如下关系式： △rGmθ＝－RTlnK 因此，△rGmθ的大的正值，意味着非常小的平衡常数，对于产 物的生成来说，反应物是热力学稳定的，因为达到平衡时，仅有 非常少量的产物生成。相反，△rGmθ大的负值意味着大的平衡常数， 这样一来，必须消耗相当量的反应物去生成产物才能达到平衡， 所以反应物是不稳定的。若△Gθ＝0，K＝1，意味着体系处于一种 特定的状态，反应物和产物的量都不再随时间而改变。 一个反应的△rGmθ可通过以下关系式求得。
热力学稳定性和动力学稳 定性之间没有必然的联系。
催化剂可以改变反应的历程,亦即能改 变反应的活化能,因此,催化剂可以增加或 降低动力学稳定性, 但催化剂不能改变热 力学的稳定性或不稳定性。因为催化剂并 不改变反应的始态和终态，换言之，热力 学指出不能自发进行的反应是不能通过使 用催化剂而使其发生的。
一般地，关于物质的稳定性，不外乎其本身是否容易分解， 该物质能否与环境中的某物种发生化学反应。所以在讨论物质的 稳定性时， 首先要列出该物质的所有可能的分解反应。如分解成单质、 分解成简单化合物、化合物的歧化； 其次还要考虑该物质是否能与大气中常见组分发生化学变化。 最后，由各物质的标准生成自由焓算出一切可能的化学反应 的自由焓变。 与大气中组分的反应 分解成单质 △G＝？ 物质 分解成简单化合物 歧化 如果所有的可能反应的△G>0，就说该物质是稳定的；如果 有一个或多于1个反应的△G< 0，即该物质对该反应是自发的，因 而该物质是不稳定的。
化学反应的方向及判断依据(好)
气体少变成气体多 ④CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) 固体变液体 ⑤NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(l)+ CO2(g) 固体变液体和气体 ⑥ Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) = BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) 固体变液体和气体
∆G < 0
反应是自发的，能正向进行；
∆G > 0 ∆G = 0
反应是非自发的，能逆向进行 反应 处于平衡状态。
△G ＝ △H－T△S
①△H ①△H＜0， △S>0，△G＜0 S>0， 在所有温度下， 在所有温度下，反应都能正向自发进行
例：C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(g)
绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。 绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。 原因：反应放热，体系能量下降， 原因：反应放热，体系能量下降，能量越低越稳定 反应放热越多，体系能量降低得越多， 反应放热越多，体系能量降低得越多，反应越完全 反应的焓变是制约反应能否发生的重要因素之一 反应的焓变是制约反应能否发生的重要因素之一
二、判断化学反应方向的依据 △G ＝ △H－T△S
类型 ∆H 1 2 3 4 － + － +
∆S
+ － － +
∆G 永远是－ 永远是－ 永远是+ 永远是 受温度影响 受温度影响
反应的自发性 永远自发 永远非自发 温度低时自发 温度高时自发
【课堂巩固练习】 课堂巩固练习】 巩固练习
例1．下列说法正确的是 ． （ ） A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的 ．凡是放热反应都是自发的， 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 ．自发反应一定是熵增大， C．自发反应也需要一定的条件 ． D．自发反应在任何条件下都能实现 ．
浅谈化学反应的方向与自发性
浅谈化学反应的方向与自发性现行教材人教版高二化学课本中，涉及到化学反应的方向与自发性，对于初学者而言，这是一个比较复杂的问题。
为此，结合自身实际，现将有关学习体会总结如下：一、化学反应方向的判定1、速率比较法：当V正>V逆时，平衡正向移动。
当V正=V逆时，反应处于平衡状态。
当V正逆时，平衡逆向移动。
2、平衡常数法：对于吸热反应，升高温度，K值增大，平衡正向移动。
对于吸热反应，降低温度，K值减小，平衡逆向移动。
对于放热反应，升高温度，K值减小，平衡逆向移动。
对于放热反应，降低温度，K值增大，平衡正向移动。
简而言之：改变温度，若K值增大，平衡正向移动。
改变温度，若K值减小，平衡逆向移动。
注意：若温度不变，虽化学平衡发生移动，但K值依然不变。
3、比较K与浓度商（QC），判定反应的方向。
当QC＜K，反应正向进行。
当QC＝K，反应达到平衡。
当QC＞K，反应逆向进行。
4、勒夏特列原理判定法：改变一个条件，化学平衡总是朝着能减弱这种改变的方向移动。
若增大某物质浓度，平衡就朝能减小该物质浓度的方向移动；若增大压强，平衡就朝能减小压强的方向移动；若升高温度，平衡就朝能降低温度的方向移动。
5、根据具体物质实际量判定反应的方向如生成物增加，则反应在正向进行中；如生成物减少，则反应在逆向进行中。
如反应物增加，则反应在逆向进行中；如反应物减少，则反应在正向进行中。
二、化学反应自发性的判定1、自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就可以自动进行的过程。
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，就称为自发反应。
3、焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家由此提出用焓变来判断反应进行的方向，这就是所谓的焓判据。
但是，有些吸热反应也可以自发进行，例如，在25。
C和1.01×105Pa时，2N2O5（g）===4NO2（g）+ O2（g）ΔH===+56.7kJ/mol(NH4)2CO3（s）===NH4HCO3（s）+ NH3（g）ΔH===+74.9kJ/mol上述两个自发反应都是吸热反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。
高中化学选修4讲义专题2第二单元第一课时 化学反应的方向Word版含答案
第二单元⎪⎪ 化学反应的方向和限度第一课时 化学反应的方向————————————————————————————————————— [课标要求]1．了解自发反应与非自发反应的含义 。
2．了解熵的基本含义及能量判据和熵判据的基本内容。
3．能依据化学反应的焓变与熵变判断反应进行的方向。
1．自然界变化的方向性(1)自然界的变化具有方向性。
(2)实例①室温下，冰会融化成水，而水不能结成冰；②水总是从高处流向低处，而不会自动从低处流向高处。
2．化学反应的方向性自动进无法进行，而其逆反应自动(1)化学反应具有方向性，许多化学反应的正反应能行。
(2)写出下列反应的化学方程式，并判断是否能自动进行：自发反应：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应。
[特别提醒](1)自发反应可被利用来完成有用功。
例如：1．在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应称之为自发反应。
2．同种同量物质的熵值：S (g)>S (l)>S (s)。
有气体生成的反应，固体溶于水的过程是熵增加的过程。
3．大多数放热反应都能自发进行；大多数熵增的反应都能自发进行。
4．焓减(ΔH <0)、熵增(ΔS >0)反应在所有温度下都能自发进行。
焓增(ΔH >0)、熵减(ΔS <0)反应在任何温度下都不能自发进行；焓减、熵减反应在低温下自发进行；焓增、熵增反应在高温下能自发进行。
自然界变化的方向性与化学反应的方向性①甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功； ②锌与CuSO 4溶液反应可设计成原电池。
(2)非自发反应要想发生，则必须对它做功。
例如： ①通电将水分解成H 2和O 2；②植物在光照下，能将CO 2和H 2O 转化成C 6H 12O 6和O 2。
1．下列过程非自发进行的是( )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 ．室温下水结成冰解析：选D 水由高处向低处流，天然气的燃烧，铁在潮湿的空气中生锈均属自发过程；室温下，水结冰属非自发过程。
判断能否自发反应的公式
判断能否自发反应的公式要判断一个反应能否自发发生，可以使用热力学的概念和公式来进行分析。
热力学研究能量转化与传递的规律，通过对系统的热力学性质进行计算和分析，可以得出反应的自发性。
以下是一些用于判断反应自发性的公式：1. Gibbs自由能变化（ΔG）：Gibbs自由能是描述系统的可用能量的能力。
Gibbs自由能变化可以用来判断反应的自发性。
对于任何反应，ΔG的计算公式为：ΔG=ΔH-TΔS其中，ΔH是反应的焓变，T是系统的温度，ΔS是反应的熵变。
如果ΔG为负，则反应是自发的，如果ΔG为正，则反应是不自发的，如果ΔG等于零，则反应处于平衡状态。
2.反应的平衡常数（K）：反应的平衡常数可以用来判断反应的自发性。
反应的平衡常数可以通过反应的浓度或压力表达式计算得出。
对于一个反应aA+bB⇌cC+dD，平衡常数K的计算公式为：K=([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b)其中，[C]、[D]、[A]、[B]分别表示反应物和生成物的浓度。
如果K 大于1，则反应朝着生成物的方向自发发生，如果K小于1，则反应朝着反应物的方向自发发生，如果K等于1，则反应处于平衡状态。
3.熵变（ΔS）：熵是描述系统无序度的性质。
熵变可以用来判断反应的自发性。
ΔS=ΣnSf-ΣmSs其中，Sf是生成物的摩尔熵，Ss是反应物的摩尔熵，n和m分别是生成物和反应物的摩尔数。
如果ΔS为正，则反应是自发的，如果ΔS为负，则反应是不自发的，如果ΔS等于零，则反应处于平衡状态。
需要注意的是，以上公式只能在一定条件下使用，如恒定的温度和压力，理想气体或理想溶液等。
此外，还需要考虑反应的速率、动力学因素以及反应机制等。
总结起来，要判断一个反应能否自发发生，可以使用Gibbs自由能变化、反应的平衡常数和熵变等公式进行计算和分析。
通过对这些热力学性质的考虑，可以得出反应的自发性。
然而，需要注意的是，热力学的判断只是从能量角度上考虑反应的自发性，还需要结合动力学因素进行综合判断。
A 第一章 化学反应基本规律 3节资料
D) △U
8. 按热力学上通常的规定，下列物质中标准 摩尔生成焓为零的是（ A) C(金刚石) C) O3(g) ）
√ B) P4(白磷)
D) I2(g)
前面的学习发现，化学反应的自发性与ΔH 或ΔS 都有关系，但究竟是怎样的关系？
二、吉布斯函数变与化学反应进行的方向
利用“水往低处流”这一自发过程，可 以发电，做了非体积功——电功。
5. 在一定温度下，下列反应的ΔrSmӨ>0的是（ A. 2C(s) + O2(g) → 2CO(g)
）
√
B. CH3COOH(l) → CH3COOH(s)
C. CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(g)
D. Al(s) + 3/2 Cl2(g) → AlCl3(s)
6. 下列反应的标准摩尔焓变等于生成物的标
ΔfGmӨ(T) 标准摩尔生成吉布斯函 数：T, 由参考态单质生成1mol化 合物B的标准摩尔生成吉布斯函数 变 单位：kJ· mol-1
ΔfGmӨ(参考态单质, T) = 0
ΔfHmӨ(参考态单质, T) = 0
3
吉布斯函数变的计算
（1）标准态，298K下 ΔrGmӨ(298K)的计算 aA + bB → gG + dD
D Ag+(aq)+Br-(aq)→ AgBr(s)
2. 已知
CuCl2(s)+Cu(s)→2CuCl(s)
Cu(s)+Cl2(g) → CuCl2(s) A.36 B. -36
ΔrHmӨ(1) =170kJ· mol-1
ΔrHmӨ(2) =-206kJ· mol-1
则ΔfHmӨ （CuCl,s）应为（ ）kJ.mol-1
高中化学关于化学反应进行的方向详解
高中化学关于化学反应进行的方向详解在化学的学习中，学生会学习到很多的化学反应方程式，下面店铺的小编将为大家带来高中化学的关于化学反应进行的方向介绍，希望能够帮助到大家。
高中化学关于化学反应进行的方向的介绍(一)自发过程与非自发过程：不借助外力可以自动进行的过程称为自发过程，而必须在外力的作用下才能进行的过程为非自发过程。
说明：1、体系有着趋于从能量高的状态变为能量低的状态的过程，此时体系对外界做功或放出能量?D?D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。
2、多数能自发进行的化学反应是放热反应。
即反应物的总能量大于生成物的总能量。
但并不是放热反应都能自发进行，也不是讲吸热反应就不能自发进行。
某些吸热反应也能自发进行，如氯化铵与氢氧化钡晶体的反应，还有一些吸热反应在高温下也能自发进行。
3、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
?D?D混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
熵是热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S，单位为：J?mol-1?K-1 。
?D?D体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大。
4、在相同条件下，不同物质的熵值不同，同一物质在不同状态时的熵值大小也不一样，一般而言：固态时熵值最小，气态时熵值最大。
5、熵变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在混乱度的变化，叫做熵变，符号：△S △S=S产物-S反应物。
在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向?D?D熵增6、自发过程的熵判据：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，是判断化学反应方向的另一判据?D?D熵判据。
7、判断某一反应能否自发进行，要研究分析：焓判据和熵判据对反应方向的共同影响。
(二)化学反应进行的方向：在一定的条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应的焓变有关，又可能与反应的熵变有关。
高二化学化学反应进行的方向试题答案及解析
高二化学化学反应进行的方向试题答案及解析1. 在25 ℃、1．01×105 Pa 下，反应2N 2O 5(g)4NO 2(g)+O 2(g) ΔH=+56．7 kJ·mol -1能自发进行的合理解释是( ) A ．该反应是分解反应B ．该反应的熵增效应大于焓变效应C ．该反应是熵减反应D ．该反应是放热反应【答案】B【解析】该反应是吸热反应。
不能只用焓判据来判断反应进行的方向，该反应过程中熵增大，是熵增反应。
该反应能够自发进行，说明该反应的熵增效应大于焓变效应。
【考点】化学反应进行的方向2. 有A 、B 、C 、D 四个反应：则在任何温度下都能自发进行的反应是 ；任何温度下都不能自发进行的反应是 ；另两个反应中，在温度高于 ℃时可自发进行的反应是 ；在温度低于 ℃时可自发进行的反应是 。
【答案】C B 77 A -161．6 D【解析】放热的熵增反应在任何温度下都能自发进行，吸热的熵减反应在任何温度下都不能自发进行。
放热的熵减反应在低温下能自发进行，吸热的熵增反应在高温下可以自发进行，具体温度可以根据ΔH -TΔS=0计算出来。
【考点】化学反应进行的方向3. 下列有关说法正确的是A ．铅蓄电池在放电时，两极质量均增加B ．钢铁在中性溶液中主要发生析氢腐蚀C ．在室温下能自发进行的反应，其△H 一定小于0D ．0.1 mol·L －1Na 2S 溶液加水稀释时，n(Na +)/n(S 2－)值将减小【答案】A【解析】A 项铅蓄电池在放电时，负极：Pb→PbSO 4，正极：PbO 2→PbSO 4，两极质量均增加，正确；B 项钢铁在中性溶液中主要发生吸氧腐蚀，错误；C 项在室温下能自发进行的反应，也可能是熵增，其△H 大于0的反应，错误；D 项在Na 2S 溶液中加水稀释时，促进S 2－的水解，n(Na +)/n(S 2－)值将增大，错误。
【考点】考查化学反应原理。
△G判断自发反应
△G判断自发反应曾鹏主治医师赣州市第三人民医院三甲擅长：熟悉常见内科疾病诊断和治疗，如，脑梗塞，脑出血，老年痴呆，高血压，糖尿病，胃炎，胃出血，贫血提问化学反应的自发性的判断：1、自发过程：在一定的条件下，不需要外力就可以自动进行的过程。
2、焓变判断：一个自发的过程，体系趋向是由能量高的状态向能量低的状态转化。
对化学反应而言，放热反应有自发的倾向。
但是，吸热反应也有自发的，发热反应也有不自发的。
3、熵变判断：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增加。
4、自由能变△G的的判断方法△G＝△H－T△S△G＜0，反应正向自发进行。
△G＝0，反应处在平衡状态。
△G＞0，反应逆向自发进行。
①一个放热的熵增加的反应，肯定是一个自发的反应。
△H＜0，△S＞0，△G＜0②一个吸热的熵减少的反应，肯定是一个不自发的反应。
△H＞0，△S＜0，△G＞0③一个放热的熵减少的反应，降低温度，有利于反应自发进行。
△H＜0，△S＜0，要保证△G＜0，T要降低。
③一个吸热的熵增加的过程，升高温度，有利于反应自发发生。
△H＞0，△S＞0，要保证△G＜0，T要升高得足够高。
扩展资料：在反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等。
判断一个反应是否为化学反应的依据是反应是否生成新的物质。
根据化学键理论，又可根据一个变化过程中是否有旧键的断裂和新键的生成来判断其是否为化学反应。
化学热力学指出，熵增加，焓减小的反应必定是自发反应。
自发反应不一定是快速反应。
如无钯作催化剂常温常压下氢氧混合气可长期保持无明显反应。
在同等条件下，自发反应的逆反应都是非自发的，须给予外力对之作功才能进行。
恒温恒压下：当△H<0，△S>0时，反应自发进行；当△H>0，△S<0时，反应不自发进行；当△H>0，△S>0时，需要在较高温度的条件下，才能自发进行。
当△H<0，△S<0时，需要在较低温度的条件下，才能自发进行。
化学反应方向的判断
∆ = ∆ − ∆
反应实例
ΔH
ΔS
① H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)
—
+
②2CO(g) = 2C (s) + O2(g)
+
—
③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s)
+
+
可正可负 高温自发
④N2(g) + 3H2(g) =2NH3(g)
—
—
可正可负 低温自发
。
解：查得298.15K时各物质的热力学数据为
N2 g + 3H2 g = 2NH3 g
ѳ
−1
∆f m 298.15 K /kJ � mol
0
0
- 45.9
ѳ
m
298.15K / J � K −1 � mol−1 191.6 130.7
192.8
ѳ
−1
∆f m 298.15 K /kJ � mol
1876年美国物理化学家吉布斯提出：判断
反应自发性的判据是它做有用功的能力。
Josiah Willard Gibbs
(1839-1903)
= −
等温等压下：
吉布斯—亥姆霍兹公式
∆ = ∆ − ∆
ΔG中包含了ΔH（能量）和ΔS（混乱度）两方面的影响。
由热力学第二定律
为该物质的标准摩尔生成吉布斯自由能，单位为kJ � mol−1 。
稳定态单质的标准摩尔生成吉布斯自由能为零。
当反应进度为1 mol时，该反应的标准吉布斯自由能变称为该反应的标准摩尔反应
ѳ
吉布斯自由能变，用符号 ∆r m
()表示，单位为kJ � mol−1 。
专题7 化学平衡常数及反应自发性
专题7 化学平衡常数及反应自发性【知识预习】 一、化学平衡常数1.概念：在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值，用符号K 表示。
2.表达式：对于一般的可逆反应：m A (g )＋n B (g )p C (g )＋q D (g )，在一定温度下达到平衡时：K ＝()()()()p q m n c C c D c A c B 。
3.注意事项：（1）表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度，不是起始浓度也不是物质的量。
（2）对于一个具体的可逆反应，平衡常数K 只与温度（T ）有关，与反应物或生成物的浓度无关。
（3）正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。
（4）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度看视为常数，是固定不变的，不能代入平衡常数表达式中。
（5）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
（6）稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写在平衡常数表达式中。
4.化学平衡常数K 的应用（1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。
K 值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越高。
反之，则相反。
一般地，K ＞105时，该反应就进行得基本完全了。
可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
（2）可以利用K 值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。
（Q ：浓度积）对于可逆反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：()()()()p q m n c C c D c A c B ＝Q c，Q c ⎩⎪⎨⎪⎧＜K 反应向正反应方向进行，v 正＞v 逆＝K 反应处于化学平衡状态，v 正＝v 逆＞K 反应向逆反应方向进行，v 正＜v 逆。
化学反应的方向及判断依据
反应的△S越大,越有利于反应自发进行
.
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三、自发过程的熵判据 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，是判断化学反应方 向的另一判据——熵判据。
.
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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。
化学反应的方向及判断依据
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1
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
.
2
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。
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。
D 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、熵增加和放热反应。
.
25
7.250C和1.01×105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2 （g）+O2（g）； △H=＋56.76kJ/mol，自发进
（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。
.
5
说明：
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应
化学反应的方法及判断依据
必须综合考虑反应的焓变和熵变
恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 △H ＜0 △H >0 △H ＜0 △H >0 △S>0 △S ＜0 △S ＜0 △S>0
自发 非自发 不一定 不一定
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
• 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。
有序
混乱
• 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 • 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。
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) + H2(g) 2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行； 如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)
材研1402：刘晓东
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
化学反应中的自由能变化
化学反应中的自由能变化自由能（G）是描述化学反应系统中能量变化的重要物理量。
在化学反应中，自由能的变化可以帮助我们理解反应的方向性以及能量的转化。
本文将通过介绍自由能的概念和计算方法，探讨化学反应中的自由能变化。
一、自由能的概念自由能是热力学中的一个重要概念，通常用符号G表示，它是系统在恒温、恒压条件下可用的最大非体积功。
自由能由系统的内能（U）和对外界做功（pV）两部分组成，可以用以下公式表示：G = U + pV自由能是一个反应体系的热力学势函数，可以用来推导系统的方向性以及平衡态的判据。
在化学反应中，自由能变化可以告诉我们反应的趋势，当自由能变化为负时，反应是自发进行的；当自由能变化为零时，反应处于平衡态；当自由能变化为正时，反应是非自发进行的。
二、自由能变化的计算在研究化学反应中的自由能变化时，我们需要用到化学反应的焓变（ΔH）和熵变（ΔS）。
根据吉布斯-亥姆霍兹方程，可以计算出自由能变化（ΔG）的数值：ΔG = ΔH - TΔS其中，ΔH表示焓变，即反应过程中吸热或放热的能量变化；ΔS表示熵变，即反应过程中有序度的变化；T表示反应的温度，单位为开尔文（K）。
根据上述方程，我们可以得到三种情况下自由能变化的判断：1. 当ΔG < 0时，说明反应是自发进行的，反应是可逆的。
2. 当ΔG = 0时，说明反应处于平衡态，反应是不可逆的。
3. 当ΔG > 0时，说明反应是非自发进行的，反应是不可逆的。
三、自由能变化与化学平衡化学反应中的自由能变化与平衡态密切相关。
根据吉布斯-亥姆霍兹方程，当ΔG = 0时，反应处于平衡态，此时化学反应的正向和逆向反应速率相等。
当ΔG < 0时，说明反应具有趋势性，反应会自发进行到最低自由能的状态。
当达到平衡态时，反应虽然不再发生自发变化，但正向和逆向反应仍然在继续，速率相等。
当ΔG > 0时，反应不具有趋势性，反应不会自发进行。
反应需要外界提供能量才能促使反应发生，此时正向反应的速率大于逆向反应的速率。
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五、化学反应进行的方向
1．自发过程
(1)含义：在一定温度和压强下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。
如碳酸钙分解，中和反应等。
(2)特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．自发反应
在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
3．化学反应方向的判据
(1)焓判据
放热过程中体系能量降低，ΔH <0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。
(2)熵判据
①熵：描述体系混乱程度的物理量，符号为S 。
熵值越大，体系混乱度越大。
②常见的熵增过程
a ．如气体的扩散；
b ．不同状态的同一种物质：S(g )>S(l )>S(s )；
c ．体积增大，反应前无气体，反应后有气体产生的过程；
d ．数目增多，如反应前后都有气体，但气体的物质的量增加的反应。
③熵判据：体系的混乱度增大，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。
但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。
(3)复合判据
在温度、压强一定的条件下，化学反应方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为ΔG ＝ΔH －T ΔS 。
当ΔG ＝ΔH －T ΔS ⎩⎪⎨⎪⎧ <0时，反应能够自发进行＝0时，反应达到平衡状态
>0时，反应不能自发进行。