第二章化学反应的方向部分作业的提示

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第二章化学反应的方向﹑速率和限度

第二章化学反应的方向﹑速率和限度思考题解析1(2-1) 下列说法正确与否?⑴ 质量作用定律适用于任何化学反应。

⑵ 反应速率常数取决于反应温度，与反应物﹑生成物的浓度无关。

⑶ 反应活化能越大，反应速率也越大。

⑷ 要加热才能进行的反应一定是吸热反应。

解：⑴错。

⑵对。

⑶错。

⑷错。

2（2－2）以下说法是否恰当，为什么？ ⑴ 放热反应均是自发反应。

⑵rm S 为负值的反应均不能自发反应。

⑶ 冰在室温下自动熔化成水，是熵增起了主要作用。

解：⑴ 不一定。

因为0rm S <的放热反应，在高温时0r m G >，为非自发反应。

⑵不一定。

因为0rm H <的熵减反应，在常温下能自发进行。

⑶是。

3（2－3）由锡石（SnO 2 ）生产金属锡，要求温度尽可能低。

可以单独加热矿石（产生O 2)，或将锡石与碳一起加热（产生CO 2 ），或将锡石与氢气一起加热（产生水蒸气）。

根据热力学原理，应选用何种方法？解：根据热力学原理，反应自发进行的条件是：0r m r m rm G H TS ΘΘΘ=-<通过计算可知：锡石与氢气一起加热产生H 2O(g)的反应所需温度最低(840.7K)，可考虑选用。

4（2－4）已知下列反应的平衡常数：22()()()H g S s H S g + 1K Θ22()()S s O SO g + 2K Θ问：反应2222()()()()H g SO g SO g H S g ++的平衡常数是下列中的哪一个？(1)12K KΘΘ- (2)12K KΘΘ⋅(3)12K KΘΘ (4)12K K ΘΘ解：应为（4）12K K ΘΘ5（2－6）评论下列陈述是否正确： ⑴ 因为()rm G T RTΘ=-㏑K Θ，所以温度升高，平衡常数减少。

⑵()(298.15)ir m f m vG T G K ΘΘ≈∑（生成物）+(298.15)if m vG K Θ∑（反应物）⑶ CaCO 3 在常温下不分解，是因为其分解反应为吸热反应；在高温(T>1173K)下分解，是因为此时分解放热。

大学化学2-化学反应进行的方向和限度

ΔrSΘm＝-24.9 J· -1· -1 <0 mol K
从ΔrHΘm<0来看，该反应应该可以自发进行，但从ΔrSΘm<0来看，该反应又应是不能自发进行。下面从ΔrGmΘ值的计算来看总的结果。如用标准生成吉布斯函数来计算，则应查表，找出三种物质的标准生成吉布斯函数。
2NO（g）＝ N2（g）+O2（g）
(3) 了解化学反应的方向是非常有用的。例如，高炉炼铁中的主要反应是 Fe2O3+3CO=2 Fe+3CO2，能否用类似反应在高炉炼铝？又如，汽车尾气中同时含有CO和NO，能否利用二者相互反应生成无毒的N2和CO2等问题，都是需要知道反应方向的问题。
第二章化学反应进行的方向和限度
19世纪中叶，在热化学发展的基础上，曾提出一个经验规律：在没有外界能量的参与下，反应（或变化）总是朝着放热更多的方向进行。那么在等温、等压下，用反应热能否判断变化的方向呢？
2KMnO4(s)+H2SO4(l)=K2SO4(l)+Mn2O7(l)+H2O(l)， 2Mn2O7(l)＝4MnO2(s)+3O2(g), C2H5OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H20(l)

由上述各步反应，可得总反应为： 4KMnO4（s）+2H2SO4（l）+C2H5OH（l） = 2K2SO4（s）+4MnO2（s）+5H2O（l）+2CO2（g）该总反应的标准焓变ΔrHθm ＝-2034.25 kJ· -1<0，放出 mol 大量热，所以点燃了酒精灯。说明，放热反应确实可以自发进行。但是否对所有反应都是如此呢？上面的实验就是最原始火柴的翻版。当时的硫酸火柴是用蔗糖、KClO3、阿拉伯树胶调和在一起，涂在小木棒的一端，经干燥后浸入硫酸即可燃烧起来。

高中化第2章化反应的方向、限度与速率第1节化反应的方向作业鲁科4

第2章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向基础巩固1．下列说法正确的是（)A．放热反应不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D．反应速率快的一定是自发进行的2．ΔH－TΔS作为化学反应方向的判据，它适用的条件是（）A．温度、压强一定 B．压强一定C．温度、体积一定 D．体系中物质的状态一定3．下列反应中，在高温下不能自发进行的是( )A．CO(g）===C(s，石墨）＋12O2（g)B．2N2O5（g）===4NO2(g）＋O2(g)C．(NH4)2CO3（s)===NH4HCO3(s)＋NH3（g）D．MgCO3（s）===MgO(s）＋CO2（g)4．以下自发反应可用能量判据来解释的是（）A．硝酸铵自发地溶于水B．2N2O5(g)===4NO2（g)＋O2（g)ΔH＝56.7 kJ·mol－1C．（NH4)2CO3（s）===NH4HCO3（s）＋NH3(g）ΔH＝74。

9 kJ·mol－1D．2H2（g)＋O2（g）===2H2O（l）ΔH＝－571.6 kJ·mol－15．碳酸铵在室温下就能自发地分解产生氨气,下面对其说法正确的是（)A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量C．碳酸铵分解是吸热反应,根据焓判据不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解6．有A、B、C、D四个反应:________；另两个反应中，在温度高于________K时可自发进行的反应是________;在温度低于________K时自发进行的反应是________。

能力提升7．下列有关反应的方向说法正确的是（)A．放热的自发过程都是熵值减小的过程B．吸热的自发过程常常是熵值减小的过程C．水自发地从高处流向低处，是趋向能量最低状态的倾向D．只根据焓变来判断化学反应的方向是可以的8．能用能量判据判断下列过程的方向的是( ）A．水总是自发地由高处往低处流B．放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行C．有序排列的火柴散落时成为无序排列D．多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大9．对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是（）A．若ΔH＜0,ΔS＞0，任何温度下都能自发进行B．若ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行C．若ΔH＞0,ΔS＞0，低温时可自发进行D．若ΔH＜0，ΔS＜0,低温时可自发进行10．已知“凡气体分子总数增大的反应一定是熵增加的反应”.下列反应不可能自发进行的是( )A．2O3(g）===3O2(g）ΔH＜0B．2CO（g)===2C(s)＋O2(g）ΔH＞0C．N2（g)＋3H2(g)===2NH3（g) ΔH＜0D．CaCO3（s)===CaO(s)＋CO2（g）ΔH＞011．已知100 kPa、298。

第二章化学反应的方向

无机化学电子教案
广西大学化学化工学院
2、混乱度因素、 (1)、概念、混乱度指系统中质点排列和运动的无序表示。性。用Ω表示。 A、 Ωg>Ωl>Ωs；、 Ω Ω B、T↗，则Ω↗；、 ↗ C、对气体系统，P↗，则Ω↘。、对气体系统， ↗
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第二章化学反应的方向
四平大衡
无机化学电子教案
目录
基本要求 §2-1 化学反应的自发性 §2-2 熵、熵变及规律 §2-3 吉布斯自由能变和化学反应的方向小结习题精选
无机化学电子教案
广西大学化学化工学院
基本要求：基本要求：
1、了解自发过程的特征及遵循的规律。、了解自发过程的特征及遵循的规律。 2、了解混乱度和熵的概念，掌握反应熵、了解混乱度和熵的概念，变的计算及变化规律。变的计算及变化规律。 3、了解吉布斯自由能的定义及其与吉布、亥姆霍兹方程的关联。斯-亥姆霍兹方程的关联。亥姆霍兹方程的关联 4、掌握吉布斯自由能判据公式并训练应、用其判断反应的方向。用其判断反应的方向。 5、掌握标准吉布斯自由能变的计算。、掌握标准吉布斯自由能变的计算。
任何温度下反应非自发任何温度下反应均自发低温下反应非自发高温下反应自发低温下反应自发高温下反应非自发
低温：－低温：<0 －高温：>0 高温：
例2-2：：
例2-3：：
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小结
一、熵
1、概念、 2、特点、 3、规律
二、标准熵变的计算标准熵变的计算

第二章化学反应的方向和吉布斯函数变要点

规定：单质的ΔfGmB(T) =0， ΔfGmB(H+,aq,T) =0
2.反应的标准摩尔吉布斯函数变
某一温度下，各物质处于标准状态时化学反应的摩尔吉布斯函数的变化。符号：ΔrGm(T)；单位：kJ.mol-1
通式： ΔrGm(T)= ΣBνBΔfGm,B(T)
3.298.15K时反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算
（1）利用△fGθ(298.15K)计算 △rGθ(298.15K)=Σ{△fGθ(298.15K)}生成物
- Σ{△fGθ(298.15K)}反应物（2）利用△Hθ(298.15K)和△Sθ(298.15K)计算 △rGθ(298.15K)=△rHθ(298.15K)- 298.15△rSθ(298.15K)
186.264 205.138
ΔrHm(298.15K)=-74.81+0-(-238.66)=163.85kJ.mol-1 ΔrSm(298.15K)=205.138×1/2+186.264-126.8=162J.mol-1.K-1
根据吉-亥方程ΔrGm(T)≈ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K) 反应自发进行，要求ΔrGm(T) <0 ，那么 ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K)<0， T>ΔrHm(298.15K)/ΔrSm(298.15K) =1011.42K(984.27℃)
这些过程的特点可归纳为：能量下降，即过程自发地趋向能量最低状态。自发过程不能逆向进行。
对于化学反应，自发过程的判据是什么？是“ΔH <0 自发”吗?
1. 反应的焓变
例1 C(s)+O2(g) → CO2(g)
ΔrHm= -393.5kJ.mol-1<0

作业题解(第2章化学反应的方向和程度)

12.反应PCl5(g) ⇌ PCl3(g) +Cl2(g)在523K和 1.01325×105Pa下达平衡时，其分解百分率为80%，求该条件下反应的平衡常数Kp。
12.解：设开始时PCl5为1mol PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g) 起始时物质的量/mol 1 0 0
KC
x / 152
2
11. 在某温度时，反应 CO (g) + H2O(g) ⇌CO2(g)+ H2(g) 的Kc=1.0，问2mol CO与多少 mol H2O(g) 在密闭容器中反应，才能使50%（摩尔分数）的CO转变为CO2 。
解：设有x mol H2O(g),设密闭容器体积为V dm3。 CO (g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) 起始浓度/ mol· dm-3 2/V x/V 0 0 平衡浓度/ mol· dm-3 1/V (x-1)/V 1/V 1/V 1 1 c(CO2 ) c ( H 2 ) KC V V 1 x 1 c(CO ) c( H 2O ) V V 1 1.0 x 1 解得： x 2.0mol
第二章化学反应的方向和程度习题解答
• 1.不用查表，指出下列各组物质中熵值由大到小的顺序。 • (1) O2(l), O3( g), O2(g) • (2) K(s) , KCl(s) , Na(s) • 解：（1）S(O3,g)> S(O2,g)> S(O2,l) • （2） S(KCl,s)> S(K,s)> S(Na,s)
=(-635.09 ) +(-393.50 ) - (-1206.92 ) =178.33 kJ· mol-1

无机化学第二章化学反应的方向、速率和限度--

ΔrSm(298.15K)＝ iSm(生成物，298.15K)
+ iSm(反应物，298.15K) ΔrGm (298.15K) ＝ ΔrHm(298.15K)－ 298.15×ΔrSm(298.15K)
注意单位： kJmol-1 kJmol-1 Jmol-1 K-1
(3) 利用吉布斯自由能状态函数的加和性如果反应(1)＝反应(2) ＋反应(3)
第二章化学反应的方向、
速率和限度
本章教学要求
1、了解标准摩尔熵、标准摩尔生成吉布斯自由能的概念，掌握反应的标准摩尔熵变、标准摩尔吉布斯自由能变的简单计算。 2、掌握ΔrGm 与ΔrHm 和ΔrSm 的关系，学会用ΔrGm 判断标准状态下反应进行的方向。 3、理解反应速率、基元反应和反应级数的概念及速率方程式的表达，掌握活化能、活化分子的概念并能用其说明浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。 4、掌握可逆反应与化学平衡的概念、标准平衡常数和平衡组成的有关计算，熟悉标准平衡常数和标准吉布斯自由能变的关系。 5、熟悉反应商判据和吕·查德里原理，掌握浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及其有关计算。
任一温度(T),并测量此过程的熵变
量(ΔS), 则该纯物质在T K时的熵
ΔS ＝ST - S0 ＝ ST - 0 ＝ ST
标准摩尔熵定义：某单位物质的量的纯物质在标准态下的
熵值称为标准摩尔熵。
符号：Sm
单位：J·mol-1·K-1
影响熵值的因素
1.温度升高，物质的熵值增大。
2. 同一物质在气态的熵值总是大于液态的熵值，而后者又大于固态的熵值。
则
ΔrGm (1) ＝ ΔrGm (2) ＋ ΔrGm (3)
TiO2(s) ＋ 2Cl2(g) ＝ TiCl4(l) ＋ O2(g) ΔrG m ＝ 173.2 kJ·mol–1

化学反应的方向及判断依据

1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
➢ 如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + 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)
3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
鲁科版选修<<化学反应原理>>
第二章化学反应的方向,限度与速率
第一节化学反应的方向
五莲县叩官中学刘兆月
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？
水总是自发地由高处往低处流
①自然界中水总是从高处往低处流； ②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； ③室温下冰块自动融化； ④墨水扩散； ⑤食盐溶解于水； ⑥火柴棒散落等。
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。
Байду номын сангаас
一、焓变与反应方向—焓判据或能量判据
◎能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ＜ 0）。
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。
—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。

第二章化学反应的方向和限度

1）体系趋向于取得最低能量。 2）体系趋向于取得最大混乱度。
例如：一盒排列整齐的积木从高处落下，一方面它会从高处下落，使系统势能降低；另一方面它们会变得混乱无序，系统混乱度增加。即一个过程除了自发的向体系能量减少的方向进行，还自发的向着体系混乱度增加的方向进行。那么，用什么物理量来衡量体系的混乱度呢？这就是熵(entro876年吉布斯在康乃狄格科学院院报上发表了《论多相物质的平衡》的第一部份，这篇论文于1878年完成，由此奠定了化学热力学的基础。他的第二个重要贡献是在统计力学方面，他写了《统计力学基本原理》(1901)，将热力学建立在了统计力学的基础之上，对统计力学有着永久性的影响，今天人们仍在学习它。
再根据吉布斯公式：
G298 H 298 T S298
178.83 298 160.5 10 3 130.48KJ mol1
★ 如果反应温度不是298K，该如何计算呢？一般情况下，温度变化对焓变和熵变的影响可以忽略，而都用 298K时的焓变和熵变数据代替，但公式中的T 不能再代298K，而应代题目所要求的温度。
（二）化学反应的熵变
1．熵（S ）熵是体系内部质点混乱度的量度。熵值越大，混乱度越大。物质变化的趋势是向熵增加的方向进行。在一定条件下，处于一定状态的物质和整个体系都有各自的确定的熵值。体系的混乱度越大，它的熵值就越大。熵是一种状态函数。只与变化的始态和终态有关，而与变化的途径无关。自然界中一切变化的方向，除了倾向于能量最低状态外，还有一个规律，就是倾向于取得最大的混乱度。
以此推断其它离子的标准生成吉布斯函数参考书附录中第三列就是常见物质的标准生成吉布斯函数的值。测定温度为298K。
对于任一化学反应

高中化学选修化学反应原理第二章第1节化学反应的方向

△ 高温
D. 2CO(g)====2C(s)＋O2(g)
3.(2016·天津高考节选)氢气可用于制备H2O2。已知: H2(g)+A(l) ==B(l) Δ H1 O2(g)+B(l)== A(l)+H2O2(l) Δ H2 其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则 H2(g)+O2(g)== H2O2(l)的Δ H < 0(填“>”、“<” 或“=”)。
结论：△H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O
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。
[探讨]固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠与蔗都能溶于水，它们溶解的过程与焓变有关么？这些过程的共同特点是什么？是什么因素决定它们能自发进行？
3.反应熵变
（1）符号：△S
( 2 )表达式:△S = S总和(生成物) – S总和(反应物)
( 3 )正负判断：
①气体体积增大的反应，△S>0,熵增加反应 ②气体体积减小的反应，△S<0,熵减小反应
【思考与交流】
火柴散落、墨水扩散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？【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，是反应
共同点： △H＜0 焓减小放热反应焓减小有利于反应自发进行
（4）NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)＝ CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l) △H=+37.3 kJ/mol （5）碳酸钙分解（高温下自发）
CaCO3 (S) = CaO（s）+ CO2（g）

第二章化学反应进行的方向和限度总结

在等温变化过程中：
G G2 G1 ( H 2 TS 2 ) ( H1 TS1 ) ( H 2 H1 ) T ( S 2 S1 ) H-TS
G H TS
(Gibbs Helmholtz 方程)
Gibbs函数变与变化过程方向

在恒温恒压和不做非体积功的条件下，反应的自发性可以用ΔG判断：
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)
f Hm /(kJ mol1 )
0
0
-285.8
r H m 285.8kJ mol1
放热、自发反应,但是反应速率很慢，难察觉
例2.3 试计算反应2NO(g)=N2(g)+2O2(g)的标准焓变。
解：对于题给反应，查表可得 2NO(g)=N2(g)+O2(g)
r Sm vi Sm(生成物 ) - vi Sm(反应物 )

2NO(g)=N2(g)+O2(g)
r S m (298K ) vi S m (生成物 ) - vi S m (反应物 )
[Sm ( N 2 , g ) Sm (O2 , g )] 2 S m ( NO, g )

注意：
1) 气体计量系数增加的反应，熵增；气体计量系数减小的反应，熵减；气体计量系数不变的反应，熵变值总是很小的。 2) 凡涉及气体计量系数变化的反应，压力对熵变有明显影响，所以压力条件必须强调。 3) 温度对化学反应熵变的影响不大，因为物质的熵虽随温度升高而增大，但当温度升高时，生成物和反应物的熵都随之增大，
ΔG= ΔH-TΔS
类型放热 ΔH – – – 吸热 + + ΔS + T 任意温度 T<Tc T>Tc 任意温度 T>Tc T<Tc ΔG 自发性 – – + + – + 正向自发正向自发逆向自发逆向自发正向自发逆向自发

化学反应的方向及判据知识点

一、知识点反应条件对化学平衡的影响（1）温度的影响：升高温度，化学平衡向吸热方向移动；降低温度，化学平衡向放热方向移动。

（2）浓度的影响：增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。

（3）压强的影响：增大压强，化学平衡向气体分子数减小的方向移动；减小压强，化学平衡向气体分子数增大的方向移动。

（4）催化剂：加入催化剂，化学平衡不移动。

二、知识梳理考点1：反应焓变与反应方向1.多数能自发进行的化学反应是放热反应。

如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H（298K）==－444.3kJ·mol—12.部分吸热反应也能自发进行。

如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H （298K）==+37.30kJ·mol—1。

3.有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。

如碳酸钙的分解。

因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。

考点2：反应熵变与反应方向1.熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·mol—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。

2.化学反应的熵变（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。

3.反应熵变与反应方向的关系（1）多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。

产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。

（2）有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。

如碳酸钙的分解。

（3）个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。

如铝热反应的△S==—133.8J·mol—1·K—1，在点燃的条件下即可自发进行。

考点3：熵增加原理以及常见的熵增过程1.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，这一经验规律叫熵增加原理，也是反应方向判断的熵判据。

《普通化学》第2章作业题解(化学反应的方向和程度)

0 -393.50
S298⊖/J·K-1·mol-1 52.3 5.740 51.55 213.64
ΔH298⊖ = 0 - 393.50 - (-580.7 ) - 0 = 187.2 kJ·mol-1 ΔS298⊖ = 51.55 + 213.64 - 52.3 - 5.740
= 207.15 J·K-1·mol-1
= 204.28 J·K-1·mol-1
ΔG ⊖
2021/1/14T
=
ΔH298⊖-
TΔS298⊖
<
0
⇒
T
H
298
S
298
580 .7 1000 204 .28
2843 K
(2)
SnO2 (s) + C(s) ≜ Sn(s) + CO2 (g)
ΔfH298⊖ /kJ·mol-1 -580.7 0
ΔGT⊖ = ΔH298⊖ - TΔS298⊖ < 0 ⇒
T
H
298
S
298
187.2 1000 207.15
903.7K
2021/1/14
(3)
SnO2 (s) + 2H2(g) ≜ Sn(s) + 2H2O(g)
ΔfH298⊖ /kJ·mol-1 -580.7
0
0 -241.82
S298⊖/J·K-1·mol-1 52.3 130.574 51.55 188.72
= 39.75 + 213.64 - 92.9 = 160.49 J·K-1·mol-1 T=298 K时， ΔG⊖ = ΔH298⊖ - TΔS298⊖
= 178.33 - 298×160.49×10-3 = 130.50 kJ·mol-1

22第二章22化学反应的方向

38
二、标准平衡常数
化学反应达到平衡时，体系中各物质的浓度不再随时变化，我们称这时的浓度为平衡浓度。
相对浓度 c(B)/cθ 相对分压 p(B)/pθ
从上式看出，不论温度多高，△rGmθ > 0，反应不能进行。因而有人企图利用CO分解的途径来消除汽车尾气中的CO将是徒劳无益的。
29
【例3】计算下列反应的△rSmθ ，并说明温度多高时，此反应才不能自发进行？
CaO(s) + SO3(g) = CaSO4(s)
已知：△rHmθ = -402.0 kJ·mol-1
化学反应等温式（可通过热力学推导而得到）： △rGm = △rGmθ + RTlnQ Q称为反应商
对于气相反应
aA(g）+ bB(g)
gG(g) + dD(g)
则Q = (p (G)/ pθ)g(p (D)/ pθ)d /{ [(p (A)/
pθ) a(p (B)/ pθ)b]}
（pθ= 1 atm = 1.01325×105 Pa）

= －0.189 kJ·mol-1·K-1
∵△rGm θ (298.15K) < 0
∴室温下自发进行。

要使反应不能自发进行，则△rGmθ (T) = △rHmθ －
T△rSmθ > 0
∴ -402.0 + 0.189T >0
∴T > 2130K
31
3 非标准态下反应的摩尔吉布斯自由焓变的计算
35
化学反应中，逆反应比较显著时，整个反应不能正向进行到底。如373K时，将 0.100 mol无色N2O4气体放入1L抽真空的密闭容器中，立刻出现红棕色。

第2章化学反应的方向、速率限度

分析：标准状态下、常温反应的自发性判断，求出DrGm；
方法一：由物质的标准生成自由能计算方法二：由Gibbs公式DrGm = DrHm – TDrSm 计算
解题步骤：1、写出反应方程式（注明状态）； 2、由书附录查出相应物质的标准生成自由能、标准生成焓以及标准熵。
注意点：1、注意物质的状态
• 定义：在热力学标准态下，由稳定单质生成1 mol 纯物质时反应的自由能变化叫该物质的标准生成自由能，用符号DfGm，单位：kJ.mol-1。
在热力学标准态下，稳定单质的生成自由能为零。即 DfGm = 0
25
例1 298.15K、标准压力下，石灰石（CaCO3）能否分解为氧化钙和二氧化碳？P31
例如：H2O(s)=H2O(l); 在101.325KPa和温度高于零度的情况下冰就可以自发地变为水。
NH4Cl(s) =NH4+(aq)+Cl-(aq); Δr HmΘ＝14.7 kJ.mol-1
8
有些吸热非自发反应在改变条件后可以自发进行的!!
一个非常明显的例子：
石灰石（CaCO3）煅烧分解反应为吸热反应， CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) Δr HmΘ＝178.32 kJ.mol-1 在常温、标准态下反应为非自发的；但在温度升高
较复杂（内部微观粒子较多）的物质的标准熵大于分子或晶
体结构较简单（内部微观粒子较少）的物质的标准熵.
298.15K
C2H4与CH4
15
• 例 1 试计算石灰石（CaCO3）热分解的反应的DrH
(298.15K) 和DrS（298.15K）并初步分析该反应的
自发性。 • 1)写出化学式 • 2）从书后面的附录中查出反应物与生成物的标准熵

知识点总结1 化学反应的方向和限度

知识点1·化学反应的方向和限度一、化学反应的方向（一）相关概念（1）自发过程：在一定温度和压强下，不需借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。

（2）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，称为自发反应。

注：自发自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应。

但自发反应一定是自发过程。

（3）自发反应与非自发反应注：a. 自发反应与非自发反应是可以相互转化的，某一条件下的自发反应在另一条件下可能是非自发反应。

如常温下，2NO + O 2 == 2NO 2是自发反应；高温下，其逆反应是自发反应。

b. 大部分自发反应在常温常压下即可自发进行且进行完全，如酸碱中和反应等。

但在一定条件下才能进行的反应也可能是自发反应，如氢气的燃烧需要点燃，但属于自发反应，所以自发反应与反应条件无必然联系。

例1-1：过程的自发性的作用是（ A ）A. 判断过程的方向B. 确定过程是否一定发生C. 判断过程发生的速率D. 判断过程的热效应例1-2：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. 铁在潮湿的空气中生锈D. 室温下水结成冰（二）化学反应方向的判据 1. 反应焓变与反应方向2. 反应熵变与反应方向（1）熵① 熵：在密闭条件下，体系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为熵。

符号：S ，单位：J ·mol -1·K -1或J/(mol ·K)。

② 实质：熵是衡量体系混乱度大小的物理量，即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量，是物质的一个状态函数。

熵值越大，体系的混乱度越大。

③ 影响熵（S ）大小的因素a. 同一条件下，不同的物质熵值不同。

b. 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一物质而言：S(g) ＞ S(l) ＞ S(s)。

c. 与物质的量的关系：物质的量越大，分子数越多，熵值越大。

（2）熵变① 熵变：反应前后体系熵的变化称为熵变，符号为：△S ，单位为：J ·mol -1·K -1或J/(mol ·K)。

《化学反应的方向》课例分析

《化学反应的方向》课例分析新课程倡导的是"一切为了学生的发展"的教学理念，强调了学生才是课堂的主体。

作为教师首先要激发学生的情感，创造良好的课堂气氛；其次课堂语言简洁明了，讲解清晰化、条理化、生动化，学生能学得容易、学得轻松、学得愉快。

下面结合《化学反应的方向》的具体实例，谈一下自己的认识。

教材：鲁科版《化学反应原理（选修）》内容：第二章第1节化学反应的方向一、教材分析在高中教材中出现熵变及化学反应方向问题具有提升学生对化学反应的认识及利用的价值。

应首先认识到这部分内容的重要性，并在教学中渗透这种意识，提高学生探究学习的积极性，才能使后面似乎"枯燥"的内容受到学生的重视，去认真对待。

二、学情分析通过初中化学和高中化学必修课程的学习，学生已经积累了关于化学反应存在方向的感性认识。

在此基础上，本节明确提出化学反应的方向问题，通过分析最常见的等温、等压条件下决定反应方向的因素，介绍判断反应在一定条件下能否发生，以及在什么条件下可以发生的意义、思路和方法。

三、课程内容标准解读新课程标准：能用焓变和熵变说明化学反应的方向解读课时目标：学生能说出熵变与焓变对化学反应方向的影响；并能根据关系式H-TS定量判断反应的方向。

通过分析关系式 H-TS ，学生能够根据反应焓变的吸热或放热、反应熵变的熵增或熵减定性分析反应焓变和反应熵变对反应方向的影响。

四、教学重难点化学反应的方向由焓变和熵变共同决定五、教学方法在教学中要使复杂问题简单化：不在"自发反应"、"熵"等概念上纠缠，充分利用教材中提供的化学反应和数据，学生通过对数据的观察和分析获得感性认识。

六、学习方法自主学习，合作探究七、教学环节及评析【图片导入】师：播放公路上成群结队汽车的图片。

为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们提出通过2NO+2CO=N2+2CO2来处理，这一方案是否可行？评析：从学生十分熟悉的汽车尾气的治理为切入点，将学生引入化学反应的方向这一主线索，体会到研究化学反应方向的意义。

必修四_ 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
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
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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，

第二章 化学反应的方向部分作业的提示

第二章 化学反应的方向﹑速率和限度