2020-2021学年高中化学新教材鲁科版选择性必修1：第2章 第1节 化学反应的方向

＋110.5
－89.4
ΔG 一定 大于 0
任何温度下 都不能正向 自发进行
4Fe(OH)2(s)＋ 2H2O(l)＋O2(g)=== 4Fe(OH)3(s) CaCO3(s)=== CaO(s)＋CO2(g)
－444.3 －280.1 ＋178.2 ＋169.6
低温时 低温下能 ΔG＜0 正向自发进行
高山流水，自由落体，冰雪融 举例
化
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 应用 (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
2．反应焓变与反应方向的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是 ΔH_<__0 的反应。 (2)有些 ΔH_>__0 的反应也能自发进行。 (3)不能仅用反应焓变来判断反应能否_自__发__进行。
2．用 ΔG＝ΔH－TΔS 判断反应自发进行的可能性
化学反应
ΔH/
ΔS/
ΔG 的大小
(kJ·mol－1) (J·mol－1·K－1) (与 0 比较)
能否正向 自发进行
2KClO3(s)= ==2KCl(s) ＋3O2(g)
－78.03
＋494.4
ΔG 一定小
于0
任何温度 下都能正 向自发进行
CO(g)=== C(s，石墨) ＋21O2(g)
高温时 高温下能 ΔG＜0 正向自发进行
注：假设反应的焓变、熵变不随温度的改变而变化。
3．ΔH－TΔS 判据的局限性 (1)只能用于判断等温、等压条件下的反应，不能用于判断其他条 件(如等温、等容)下的反应。 (2)只能用于判断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下 反应_正__向__自__发__进__行__的__趋__势__，并不能说明在该条件下可能正向自发进 行的反应能否_实__际__发__生__。 微点拨：在 ΔH 和 ΔS 确定的情况下，温度有可能对反应的方向 起决定作用。
二、反应熵变与反应方向 1．熵 (1)概念：描述体系_无__序__程__度___的一个物理量，符号为_S__，单位 是 J·mol－1·K－1。 (2)特点：体系无序程度越大，体系的熵值就_越__大__。
(3)影响因素 ①同一物质：S(高温)＞S(低温)，S(g)_＞__S(l)_＞__S(s)。 ②不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越 复杂，熵值越大。 ③S(混合物)_＞__S(纯净物)。
三、用焓变与熵变综合判断反应方向 1．综合判断 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的 方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为_Δ_H__－__T_Δ_S___。
(1)判断方法
(2)文字表述 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总
是向着Δ__H_－__T__Δ_S_＜__0___的方向进行，直至达到平衡状态。
() (5)一个反应的 ΔH－TΔS＝0，则该反应处于平衡状态。( )
提示：(1)× CaCO3 分解反应是一个气体物质的量增多的反应， 故为熵增过程。
(2)× －10 ℃的水结成冰是一个熵减过程，该过程能自发进行， 应用焓变的判据解释，即 ΔH＜0 是该过程自发进行的主要原因。
(3)× 当 ΔH＞0、ΔS＞0，温度越高越可能使 ΔH－TΔS＜0，即 有利于反应自发进行。
(4)√ (5)√
2．水的三态的熵值的大小关系正确的是( )
A．S(s)＞S(l)＞S(g)
B．S(l)＞S(s)＞S(g)
C．S(g)＞S(l)＞S(s)
D．S(g)＞S(s)＞S(l)
C [熵是量度体系无序(或有序)程度的物理量。同一物质，S(g)
＞S(l)＞S(s)。]
3．下列说法完全正确的是( ) A．自发进行的反应均是 ΔH＜0 的反应 B．ΔS 为正值的反应均能自发进行 C．物质的量增加的反应，ΔS 为正值 D．如果 ΔH 和 ΔS 均为正值，当温度升高时，反应可能自发进 行
D [有些吸热反应也可以自发进行，如(NH4)2CO3(s)=== NH4HCO3(s)＋NH3(g)，故 A 错；熵变与反应的自发性有关，但不能 独立地作为自发性的判据，故 B 错；物质的量增加的反应，其混乱度 不一定增加，即 ΔS 不一定为正值，如 2H2S(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋ 2S(s)，故 C 错；当 ΔH 和 ΔS 均为正值时，升高温度 ΔH－TΔS 可能 会小于 0，所以反应可能自发进行，故 D 正确。]
一、反应焓变与反应方向
1．自发过程与自发反应
自发过程
自发反应
在一定条件下，不借助外部 在给定的条件下，可以自发 含义
力量就能自发进行的过程 进行到显著程度的化学反应
具有_方__向__性__，即过程的某个方向在一定条件下自发进行， 特征
而该过程逆方向在该条件下肯定_不__能__自__发__进__行__
关键 能 力 核心 突 破
化学反应方向的判断
(素养养成——变化观念与平衡思想)
以下过程均为自发反应或自发过程： ①甲烷燃烧：CH4(g)＋2O2(g)―→CO2(g)＋2H2O(g)
1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。) (1)CaCO3(s)高温,CaO(s)＋CO2(g)是一个熵减过程。( ) (2)－10 ℃的水结成冰，可用熵变的判据来解释该变化过程的自 发性。( ) (3)吸热且熵增加的反应，温度越低反应越可能自发进行。( ) (4)由焓变和熵变组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程。
2．反应熵变
3．反应熵变与反应方向 (1)二者关系
(2)结论：不能仅用反应_熵__变__来判断反应能否自发进行。
微点拨：
熵变正负的判断
(1)物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵
变为正值，是熵增加通常都是正值，是熵增加的反应。
(3)气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。
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
发展目标 1.通过对日常生活中自发进行的 过程的认知，知道化学反应是有 方向的，知道化学反应的方向与 反应的焓变和熵变有关。 2．认识焓判据和熵判据的局限 性，会用 ΔH－TΔS 判断反应正 向自发进行的趋势。
体系构建
必备 知 识 自主 预 习