人教版化学选修4第二章第四节 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)
《化学反应进行的方向》人教版高二化学选修4PPT课件
判据之一
３、复合判据： △G=△H - T ·△S
焓判据结合熵判据
①当△G<0时，反应自发进行； ②当△G>0时，反应不自发进行； ③当△G=0时，可逆反应到达平衡状态
课堂练习
C 1、 下列说法中正确的是（ ）
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.熵增加且放热的反应一定是自发反应 D.非自发反应在任何条件下都不能实现
总之：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。
1.从能量判断（焓判据）
墨水溶解扩散
火柴散落有趋向于最大混乱度的倾向
1.从能量判断（焓判据）
克劳修斯（德国）
S
熵：用来量度体系混乱度的一个物理量，符号：S
2、反应自发进行的熵判据
（1）熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度，符号用S表示,单 位： J•mol-1•K-1 （2）在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向称为熵增。 （3）体系混乱度越大越稳定，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。
2、反应自发进行的熵判据
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？
两个反应都是混乱度增大的反应。
2、反应自发进行的熵判据
人教版高中化学选修4（高二）
第二章 化学反应速率和化学平衡
第4节 化学反应进行的方向
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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
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。
人教版高中化学选修4第2章第4节《化学反应进行的方向》ppt课件
●典例透析
(2015·经典习题选萃)下列过程均为自发过程的 是( ) ①铵盐的溶解 ②烧碱与盐酸反应 ③Zn与稀H2SO4反应 ⑥铝热反应 ⑦ ⑤ Mg在空气中燃烧 B．⑤⑥⑦⑧ D．①②③④⑤⑥⑦
④氢气在氧气中燃烧
墨水在水中的扩散
A．①②③④ C．②④⑥⑧
⑧电解熔融的氯化钠
【解析】
行，不能自发。 【答案】 【点评】
②熵变大小规律
对于有气体参与的化学反应 ( 气体参与反应时气体既可以
是反应物也可以是产物 ) ，气态物质的物质的量增大的化学反 应，其熵变通常是正值，是熵增大的反应；反之，气态物质的 物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，是熵减小的反 应。所以离子反应的条件之一是有气体产生，即为熵值增大的 反应。 当然物质在发生三态变化时，由固态到液态、由液态到气 态或由固态到气态(升华)过程都是熵增加过程。
4硝酸铵溶于水为什么吸热？
提示：体系具有向熵值变大的方向进行变化的倾向，因此 硝酸铵溶于水首先要进行扩散，而扩散过程是一个吸热过程， 一般情况下，含铵根离子的化合物，溶解于水时扩散过程表现 得更为剧烈所以明显吸热，离子需要从溶剂中吸收热量来完成 自己的扩散过程。所以溶液温度降低是离子扩散过程，不是溶 液吸热。就是说铵根从水中带走热量，所以水温降低，溶液温 度降低。
②熵值大小的比较
> 同 一 种 物 质 不 同 状 态 时 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 大于 零。 __________ ，即熵变(符号△S)__________ ④熵判据
增大 熵增 体系有自发地向混乱度 __________( 即 __________) 的方向 熵变 来判断反应进行的方向。 转变的倾向，因此可用______
新人教版化学选修4第二章第四节化学反应进行的方向课件
食盐放入水中会自发溶解；
酸碱混合会自发中和。 火柴盒中的火柴棒散落出来 会自发混乱等；
电 流
一、自发过程和自发反应
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，不需外界持久帮助就
能自动进行的反应，称为自发反应 。
阅读课本P34 然后交流与讨论：
(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s) + NH3(g) △H＞ 0 NH HCO (s) ＝NH (g) + H O(l)+ CO (g) △H＞
4 3 3 2 2
0
观 察 与 思 考
2NH4Cl(s) + Ba(OH)2· 8 H2O(s)
＝NH3(g) + BaCl2(aq) + 10H2O(l)
共同特点：△H＜O
即放热反应一般具有自发进行的倾向
放热反应使体系能量降低，能量越低越 稳定，△H＜O 有利于反应自发进行。
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，放热过程中体系能量降 低，因此有自发进行的倾向，且放出的热量 越多，体系能量降低越多，反应越完全。
1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 2、固体的溶解过程、品红扩散过程和气体扩散过程。 3、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应。
教材P35【学与问】 发生离子反应的条件之一 是产生气体，请你利用熵判椐进行解释？由此 你对于理论的指导作用是否有新的体会？ 由于反应中生成气体是熵增大的过程，所以增 大了反应的自发性。与之类似的如用浓磷酸与食 盐固体反应制取HCl气体，对复分解反应来说看 似矛盾，但生成了HCl气体，是熵增大的过程， HCl脱离反应体系，使得反应得以正常进行。在 熔融态，用金属钠与KCl反应制取钾，把反应温 度控制在金属钾的沸点以上，使钾以气体形式产 生，既是熵增大的过程，又是减少生成物浓度平 衡向正反应方向移动的过程等，都是利用理论知 识来解释使看似不能发生的反应得以进行。
高中化学人教选修四课件：第2章 第4节 化学反应进行的方向(共62张PPT)
【答案】都不一定,应根据复合判据进行分析。
①自动进行 ②自发地 ③降低 ④焓变 ⑤混乱程度 ⑥大 ⑦ S ⑧> ⑨> ⑩增大 大于 增大 增 熵变 是否一定会发生 发生的速率
1.下列有关化学反应的说法中正确的是( A.自发反应都是放热反应 B.自发反应都是熵增加的反应 C.自发反应一定能实现 D.非自发反应在一定条件下能够实现
3.下列说法正确的是( )。 A.所有自发进行的化学反应都是放热反应 B.高温、高压下使石墨转化为金刚石是自发的化学反应 C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有 的过程 D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
【解析】有些吸热反应也可以自发进行,如 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)是吸热反应,又是熵增的反应,所以 A 项不正确;高温、 高压使石墨转化为刚石,要向体系中输入能量,本质仍然是非自发 的,所以 B 项不正确;同一物质,气态时的熵值最大,液态时次之,固 态时熵值最小,所以 D 项不正确。 【答案】C
)。
A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小 B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大 C.与外界隔绝的体系,自发过程将导致体系的熵减小 D.一定条件下水由气态变为液态是熵减小的过程
【解析】同种物质气态时熵值最大,固态时最小,A 项正确;体系 越有序,熵值越小,越混乱,熵值越大,B 项正确;与外界隔绝的体系, 自发过程将导致熵增大,C 项错误;水由气态变为液态,熵减小,D 项 正确。 【答案】C
)。
【解析】 有些自发反应是放热反应,有些自发反应是吸热反应,A 项错误;自发反应有些是熵增加的反应,有些是熵不变或熵减小的反 应,B 项错误;自发反应在一定条件下才能发生,C 项错误;对于非自 发反应,通过改变条件可使其发生反应,D 项正确。 【答案】D
【化学】人教版选修4 第二章 第四节 化学反应进行的方向
向弱转变，也能自发进行。
答案：B
【变式训练】 1．已知 CuSO4 溶液分别与 Na2CO3 溶液、Na2S 溶液的反应 情况如下：
(1)CuSO4＋Na2CO3：
－ Cu2＋＋CO2 3 ＋H2O===Cu(OH)2↓＋CO2↑(主要) － Cu2＋＋CO2 3 ===CuCO3↓(次要)
(2)CuSO4＋Na2S： Cu2 ＋S2 ===CuS↓(主要)
(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。 例如：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)； C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)。 (3)在一定条件下，一些熵减小的反应，也可以自发进行。 如 ：高温下 ， 2Al(s) ＋ Fe2O3(s)===Al2O3(s) ＋ 2Fe(s) ； Ba(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)。 焓变和熵变都是影响和决定化学反应进行方向的因素，但 都不是唯一因素。
第四节 化学反应进行的方向
1．自发过程 (1)含义：在一定条件下，________________________ 就可 不用借助于外力 以自动进行的过程。 (2) 特 点 ： ① 体 系 趋 向 于 从 ____________ 状态转变为 高能 ________ 或者________ 低能 状态(体系对外部________ 做功 释放 热量)。②在
系的熵________ 增大 ，即熵变(符号ΔS)________ 大于 零。
③熵值大小的比较：同一种物质不同状态时熵值大小为 S(g)______ S(l)____ > > S(s)。 ④熵判据：体系有自发地向混乱度________( 即________) 增加 熵增 的方向转变的倾向，因此可用________ 来判断反应进行的方向。 熵变
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。
【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。
人教版化学选修四第二章第四节化学反应进行的方向最新课件
还有一类自发过程与能量状态的高低无关
1、室温下冰块自动融化； 2、墨水扩散； 3、食盐溶解于水； 4、火柴棒散落等。
有序
交流与讨 论
混乱
既不吸热也不放热的自发过程
两种理想气体的混合可顺利自发进行
H2 O2
O2 H2
熵—在化学上用熵(符号S)来量度这种混 乱(或无序)的程度。
即在密闭条件下，体系有从有序自发地转 变为无序的倾向，即熵增加（△S＞0）有 利于自发进行。
上述这些反应在一定条的件下都能自发进行， 你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？
共同特点：△H＜O
即放热反应一般能自发进行
放热反应使体系能量降低，能量越低越 稳定，△H＜O 有利于反应自发进行。
能量（焓）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，放热过程中体系能量降低， 因此有自发进行的倾向，且放出的热量越多，体 系能量降低越多，反应越完全。
4Fe(OH)2(s) + O2 (g) +2H2O(l) = 4Fe(OH)3(s) △H = －444.3 kJ·mol-1
NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O(l) △H = －57.3 kJ·mol-1
H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = －546.6 kJ·mol-1
结论：△S > O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要△S > O
熵变是反应能否自发进行一个 因素, 但不是惟一因素。
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
①NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s)
高中化学 人教版选修4 课件：第二章 第四节 化学反应进行的方向(34张PPT)
2．自发过程和自发反应可被用来完成有用功：如向下
流动的水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被用来做功，
锌与 CuSO4溶液的反应可被设计成原电池，可将氢气燃烧应 设计成燃料电池等。
栏 目 链 接
3．非自发过程要想发生，则必须对它做功：如利用水
泵可使水从低处流向高处，通电可使水分解生成氢气和氧气。
第二章
化学反应速率和化学平衡
化学反应进行的方向
第四节
栏 目 链 接
1.了解自发过程和化学反应的自发性。 2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概 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。
栏 目 链 接
栏 栏 目 目 链 链 接 接
要点一
栏 栏 目 目 链 链 接 接
1．自发过程 (1)含义：在一定条件下， 不用借助于外力 ________ 就可以自动进 行的过程。 高能 状态转变为 ________ 低能 栏 (2) 特点：①体系趋向于从 ________ 目 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 ________ 无序 的倾向，即________ 熵增 原理。
栏 目 链 接
高温度下则能自发进行。
例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的 CaCO3 的分解反应 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ· mol－1，
栏 目 链 接
增加 即________) 熵增 的方向转 体系有自发地向混乱度 ________( 熵变 来判断反应进行的方向。 变的倾向，因此可用________
高中化学 人教版选修4 第二章第四节 化学反应进行的方向 教学设计、教案 、学案
第四节化学反应进行的方向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进行的方向。
自发过程与自发反应1．自发过程(1)含义：在一定条件下，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．自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应。
1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)自发过程不需任何条件就能发生(2)水由高处向低处流属于自发过程(3)铁在潮湿空气中生锈属于非自发过程(4)从高能转变为低能的过程，一定是自发过程(5)日常生活中，气温升高时冰雪自动融化属于自发过程(2)√(3)×该过程属于自发过程(4)×不一定，如4NO2＋O2===2N2O5反应放热，其不是自发过程(5)√2．自发反应一定能发生反应，而非自发反应一定不能发生反应吗？说明理由。
答案：不一定。
自发反应和非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。
例如，碳的燃烧是一个自发反应，但需要借助外界条件“点燃”反应才能发生。
1．下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．室温下水结成冰C．气体从高密度处向低密度处扩散D．煤气的燃烧解析：选B。
自然界中水由高处向低处流、煤气的燃烧、气体从高密度处向低密度处扩散、室温下冰的融化都是自发过程，其逆向都是非自发的。
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点燃条件下发生反应C．消石灰与氯化铵晶体的反应D．SO3与H2O反应解析：选C。
题中四个反应都可自发进行，但A、B、D三项中的反应都为放热反应，只有C项是吸热反应。
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
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△G = △H－T△S
＜ 0 ，一定能自发进行 ＝ 0 ，达到平衡状态 ＞ 0 ，一定不能自发进行
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
△G = △H－T△S
焓变
熵变
H＜0 H＞0 H＜0 H＞0
S＞0 S＜0 S＜0 S＞0
NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
共同点——放热反应 △H＜0
化学反应的方向 P34——你知道吗？
以上自发反应的共同点——放热反应 △H＜0
自然界中的许多自发过程，无论是 物理过程还是化学过程，都有由能量较 高状态向能量较低状态转化的倾向。
高能态→低能态+能量
（能量越低越稳定）
化学反应的方向 二 判断化学反应方向的依据
1、焓判据： 自发反应有趋向于使体系的能量降低的倾向。 即H＜0 的反应有自发进行的倾向。 且ΔH数值越大，越有利于反应的自发进行。
• 溶解的过程 溶质的分子与溶剂的分子混合到一起
• 化学反应 反应前后，气态物质的总分子数增加
CaCO3 CaO + CO2 • 温度
温度越高，混乱度越大，熵值越
问题解决
2、根据你已有的知识经验，判断下列过程 的熵变大于零还是小于零。
①H2O(s)→H2O(l)→H2O(g) ②NaOH（s）==Na+(aq)+OH-(aq)
熵变：反应前后体系熵的变化。符号：ΔS △S=S（产物）－S（反应物）
ΔS>0 ：体系的混乱度增大； ΔS<0 ：体系的混乱度减小；
二 判断化学反应方向的依据 2、熵判据： 即S>0 的反应有自发进行的倾向. 且ΔS越大，越有利于反应的自发进行。
什么情况下，混乱度会增加？
• 物质的三态 固态 < 液态 < 气态
自发反应 方向判断
△H<0(焓判断)
△S>0 (熵判断)
联系
共同决定自发进行的化学反应方向
小结：
综上所述,体系能量降低和混乱度增加都有 促使反应自发进行的倾向,即焓变和熵变共同 制约着化学反应进行的方向。
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。
5、下列说法正确的是∶（ C ）
化学反应能否自发 进行 一定自发
一定非自发 低温自发 高温自发
低温可行
高温可行
6、某化学反应其△H=-122 kJ·mol-1， ∆S=231 J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪
A 种情况下可自发进行 ( )
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 7、自发进行的反应一定是（ D）
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。
拓展视野
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，均为正值）。在恒温、恒压下，用△G判断化
化学反应进行的方向
自然界中有许多自然而然发生的现象，请同学 们联系生活知识，列举一些能自动发生的例子？
红墨水扩散
Cu和AgNO3反应
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，需持续借助人为作用 才能进行的过程。
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。
交流与讨论
“只有放热反应才可以自发进行，吸热反 应不能自发进行”，你同意这种观点吗？
自发进行的吸热反应
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
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
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
A
焓变与熵变的比较
项目
焓变
熵变
含义过程的化自学反发应性过程只中能所用释放于或判吸收断的过热程体 化的系 混 乱 程 度 的 变 方向,不能确定过程是否一定会发生
表示符号和过程发生的速率△H。由能量判断依 △S
据（焓△H判>0断时反）应和过熵程吸判热断,体依系能据量（增熵△判S>0 体 系 混 乱 度 增 断）组加合而成的复合判断将更适加合 正负判断于所有△H的<0过时反程应，过只程放根热据,体一系能个量方减面△来S<0 时 体 系 混 乱 度 判断反少应进行的方向是不全面的减。小
ΔS>0 ΔS>0
③CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) ④N2(g)+3H2（g）高温 2NH3(g)
ΔS>0 ΔS<0
3、下列反应中，在高温下不能自发进行的是
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) 熵增 熵增
D）
➢化学反应中的自发过程
(1)钠与水反应： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g)
△H=－368 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=－571.6kJ/mol
有序
交流与讨 论
混乱
除热效应外，决定化学反应能否自发进行的 另一个因素是体系的混乱度（微粒间无规则排 列程度）。大多数自发过程有趋向于体系混乱度 增大的倾向.
熵：衡量一个体系混乱度的物理量，符号：S 体系混乱度越大，熵值越大，即S值越大。
自发过程，往往是混乱度增加的过程 # 墨水在清水中的扩散 # 火柴棒散乱 # 冰的融化，水的气化 # 锌粒在盐酸溶液中反应
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) 熵增
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2(g) 熵减 D
4、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、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