化学反应进行的方向(知识点总结)
第四节化学反应进行的方向(2012)
化 学 反 应 第 进 四 行 节 的 方 向
一、化学反应原理的重要组成部分∶ 反应的快慢程度 化学反应原理 化学反应的限度 反应进行的方向 如何判断反应能否发生？
柳西 东北师大附中高中部化学组
高 山 流 水
冰雪消融
柳西 东北师大附中高中部化学组
花开花谢
电流总是从电势高的地方向电势低的地方流动；
铁生锈
△H= -57.3 kJ· -1 mol
Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) △H= -181.75 kJ· -1 mol 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ· -1 mol
铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)； △H= -824 kJ· -1 mol
柳西 东北师大附中高中部化学组
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。
柳西 东北师大附中高中部化学组
自由能变化
自由能（吉布斯自由能）变化 （△G、单位：kJ/mol）
△ G=△H—T △S
焓变
熵变
H<0 H>0 H<0 H>0
S>0 S<0 S<0 S>0
化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行
低温自发,高温不自发 低温不自发,高温自发
柳西 东北师大附中高中部化学组
△S
△H
柳西 东北师大附中高中部化学组
小结：
化学反应的方向
化学反应的方向和限度
化学反应的方向和限度规律和知识点总结：1.可逆反应和不可逆反应：(1)可逆反应：在同一条件下，同时向正、逆反应方向进行的化学反应。
(2)判断一个反应是不是可逆反应就看是不是在同一条件下向正、逆反应方向同时进行。
2.化学反应的方向：(1)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成为自发反应。
无需外界帮助≠在一定条件下才能进行或者不能进行完全的反应，例如：酒精的燃烧需要点燃，铁粉和硫粉的反应需要加热，植物的光合作用需要光照等等的反应，都是自发反应。
因为在所需的条件下，反应一旦发生便能自发进行下去。
因而，自发反应与反应条件没有必然联系。
(2)能量判据：∆H < 0多数能自发进行的化学反应是放热的。
并且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应约完全。
规律：①一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的。
②自发反应和非自发反应是可能相互转化的，某一条件下的自发反应可能在另一条件下是非自发反应。
例如2NO + O2＝ 2NO2，在常温下是自发反应，在高温下，其逆反应是自发反应。
③吸热的自发过程或者自发反应：a. 室温下冰块融化b. 硝酸铵的溶解c. N2O5和(NH4)2CO3的分解(3)熵增加判据：∆S > 0常见的熵增加反应：(1)产生气体的反应：例如双氧水的分解(2)高温下能够自发进行的反应：例如碳酸钙高温下分解(4)化学反应方向的判据：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向∆H - T∆S < 0的方向进行。
3.化学平衡状态：(1)研究对象：可逆反应(2)概念：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应物各组分浓度保持不变的状态。
(3)化学平衡需要注意的几点：①前提是“一定条件下的可逆反应”②实质是“正反应速率和逆反应速率相等”③标志是“反应混合物中各组分浓度保持不变”(4)化学平衡状态的特征：①逆：可逆反应②等：v正＝ v逆 > 0③动：动态平衡④定：各组分浓度保持不变⑤变：外界条件改变时，化学平衡被破坏，并在新条件下建立新的化学平衡。
化学反应进行的方向
化学反应进行的方向一、自发过程和自发反应1、自发过程：在一定条件下，外力作用就能自动进行的过程；如：热由高温物体传向低温物体2、自发反应：在一定条件下，借助人为作用自动进行的过程。
如锌和硫酸铜反应、氯气和溴化钾反应注意事项（1）自发过程的共同特点是体系从状态转向状态（2）非自发反应要想发生，则必须对他，如利用水泵是使水从低处流向高处（3）许多自发反应在常温常压下进行，但并不意味着在一定条件下才能进行的反应就不是自发反应如：铁和硫的反应需要加热，植物的光合作用需要阳光等都是自发的反应二、反应的焓变与反应方向1、放热的自发反应(1)甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802.3 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=-571.6 kJ/mol放热反应过程中，体系能量，因此，科学家以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（能量判据）△H<0说明：放热反应具有自发进行的倾向，但并不是所有放热反应都是自发反应。
研究表明，放热反应都能自发进行，且放出的热量越多体系能量降低的越多，反应越。
练习：已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：①C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol②C(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2、吸热的自发过程(1)室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。
(2)N2O5分解：2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/mol(3) 碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol 结论：运用能量判据焓变（△H）的确是一个与反应能否自发进行的因素，但不是决定反应能否自发进行的。
化学反应进行的方向
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(能量变化)来判断反应进行的方向，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：用熵变来判断反应进行的方向。
3．复合判据过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一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，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。
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．天然气的燃烧C．铁在潮湿的空气中生锈D．水在室温下结冰2．实验证明，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．所有的放热反应都是自发进行的B．所有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．焓变是决定反应是否具有自发性的惟一判据1．对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是( )A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行B．温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向C．反应焓变是决定反应能否进行的惟一因素D．固体的溶解过程与熵变无关2．下列说法错误的是( )A．NH4NO3溶于水是自发过程B．同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时最小C．借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态D．由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程化学反应进行方向的判据3．碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，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，根据能量判据不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解4．摩尔熵是单位物质的量的物质在一定条件下所具有的熵。
1化学反应进行的方向
1．化学反应方向与焓变的关系
(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应．
例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发
的，反应放热：
4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH(298 K)＝－444.3 kJ/mol (2)有不少吸热反应也能自发进行， 例如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=== CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) ΔH(298 K)＝＋37.30 kJ/mol
一、判断化学反应进行方向的判据
科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于 最低 和
由 “有序” 变为 “无序” 的自然现象，为最终解决化 学反应的方向问题，提出了相互关联的判据．
(1)自发过程和自发反应 自发过程：在一定条件下 不用借助外力 就能自动 进行的过程． 自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自
考查点二 [例2]
焓判据和熵判据的综合应用
(2010· 杭州学军中学第四次月考)250℃和
1.01×105 Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.76 kJ/mol，自发进行的原因是 ( 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
从液体和气体分子的排布和运动的角度来看，气体
与液体比较，分子自由活动的程度增大了，也就是 说气体的混乱度比液体大，所以随着液体的蒸发， 尽管是吸热，但由于分子存在的状态增大了混乱度， 因而仍可自发进行．
(3)熵值大小的比较
同种物质不同状态时熵值大小为S(g) ＞ S(l) ＞ S(s)．
熵判据 熵增加，∆S>0,一般（不一定）可以自发进行
化学反应进行的方向知识点整理
《化学反应进行的方向》知识点整理《化学反应进行的方向》知识点整理(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。
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：Jmol-1K-1 。
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。
在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是熵变和焓变共同影响的结果，反应的判据是：DH-TDS(T为热力学温度，均为正值)。
DH-TDS<0，反应能自发进行; DH-TDS=0，反应达到平衡状态; DH-TDS>0，反应不能自发进行。
第二章化学反应进行的方向和限度大学化学总结
结论应是什么？
因得到的Δr Gθm远大于0，其转变温度将近17300K， 实际是不能用的。
3. 结
论
在T、P一定的条件下，用ΔG确实可以判断化学
反应的方向。
由公式ΔG=ΔH-TΔS还很容易看出，如果一个反
应的ΔH，ΔS是-，+型的，则该反应在任何温度下都
能自发进行； 如是+，-型的，则在任何温度下都不能自发进行。 表2.1给出了ΔH，ΔS及T 对反应自发性的影响。即由 ΔH，ΔS的符号即可判断反应的方向。
行。由这一个例子可以看出，在等温、等压条件下，应该
从能量和混乱度两方面综合考虑一个化学反应的方向。
例6. 计算反应 2NH3（g）＝N2（g）+3H2（g）的
标准熵变。查表可知 Sθm/J· mol-1· K-1 192.3 则Δr Sθm＝198.7 J· mol-1· K-1>0 Δf Hθm/kJ· mol-1 -46.1 0 0 191.5 130.6
此反应虽然混乱度是增加的，但它是吸热反应，即 ΔrH θm>0 ，总的结果是ΔrG θm >0，即在298Ｋ时该反应 不能自发进行。
但我们知道该反应在高温下是能自发进行的，其转变温
度如何求？
ห้องสมุดไป่ตู้
从不自发到自发，应经过Δr Gθm＝0点，
根据吉布斯方程此时应有Δr Hθm-TΔr Sθm＝0，
则转换温度 T＝Δr Hθm/Δr Sθm， 即 T＝92.2 kJ· mol-1/0.1987 kJ· mol-1· K-1＝464K 故只要温度大于464K时，该反应就可以自发进行。
（2）例3.计算反应
2NO（g）＝N2（g）+O2（g） 191.5 205.0
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
化学反应的方向知识点
化学反应的方向知识点化学反应的方向是指在化学反应中，反应物转化为生成物的过程中，反应物和生成物的相对浓度变化的方向。
化学反应的方向受到一系列因素的影响，包括温度、浓度、压力和催化剂等。
温度是影响化学反应方向的重要因素之一。
根据化学动力学理论，温度的升高能够增加反应物的活动能，使反应物分子具有更高的能量，从而增加反应发生的可能性。
因此，在一般情况下，温度的升高会促进反应向生成物的方向进行。
但是，对于某些反应而言，温度的升高可能会导致生成物分解，从而使反应向反应物的方向进行。
浓度也是影响化学反应方向的重要因素之一。
原理上，浓度的增加会增加反应物分子之间的碰撞频率，从而增加反应发生的可能性。
因此，在一般情况下，浓度的增加会促进反应向生成物的方向进行。
然而，对于一些反应而言，浓度的增加可能会导致生成物之间的反应，从而使反应向反应物的方向进行。
压力是影响化学反应方向的因素之一，尤其对于气体反应。
根据气体的压力与体积的逆关系，增加压力可以减小反应体系的体积，从而增加分子之间的碰撞频率，增加反应发生的可能性。
因此，在一般情况下，增加压力会促进反应向生成物的方向进行。
但是，对于某些反应而言，增加压力可能会导致生成物分解，从而使反应向反应物的方向进行。
催化剂是另一个影响化学反应方向的因素。
催化剂能够降低化学反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂本身不参与反应，因此在反应结束后可以从反应体系中分离出来。
催化剂的加入可以改变反应的平衡位置，使反应向生成物的方向进行。
在实际应用中，化学反应的方向可以通过控制温度、浓度、压力和催化剂等因素来实现。
例如，通过控制温度和浓度，可以使反应朝着需要的方向进行，从而提高反应的产率和选择性。
此外，通过选择合适的催化剂，也可以改变反应的方向和速率，实现所需的化学转化。
总结起来，化学反应的方向是受到多种因素的影响的。
温度、浓度、压力和催化剂等因素可以通过改变反应体系的条件来控制反应的方向。
《化学反应进行的方向》(课标)详解
2.熵判据：反应熵变与反应方向
• 1.衡量一个体系混乱度的物理量称为熵。
• 2.符号：用S表示。
• 3.单位：J·mol－1·K－1 T(K)=273+t(℃)
• 4.熵值S越大，体系混乱度越大。
同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。 5.大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的应体系提供能量。“帮助” 并不是指提供反应发生的温度和压强等反应条件，也不是点燃、 使用催化剂等等。一定的温度、一定的压强是反应所需要的条件。 很多场合下,提高温度,往往是为了加速反应。合成氨反应在常温常 压下，△G<0,是放热的自发反应。但是，常温常压下实际上无法 觉察到反应的发生，只有在高温、高压、催化剂存在下，才有实 际的应用价值。又如，硝酸铵NH4NO3的分解反应， △H<0 △S>0，在任何温度下都能自发进行。在常温常压下，反应速率慢， 难以观察到反应的发生。但加热到高温，或受猛烈撞击，发生爆 炸性分解：2NH4NO3=N2↑+O2↑+4H2O。撞击或加热大大提高反 应速率，发生剧烈分解。氢气氧气化合成水的反应在常温下也是 自发的。常温下将H2与O2混合，不能观察到有明显现象，在氢氧 燃料电池中，反应在常温下就能进行。在钯粉催化下H2与O2的混 合气体也能快速生成水。点燃氢气氧气，能迅速化合成水，也只 是加速了反应速率。
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△H >0 △S>0 高温可行
反应总是在一定条件下进行的。要讨论反应的自发性， 也要指明反应条件。如果没有交代反应条件，只讲“某 某反应不自发”“某某反应自发”，实际上是指在常温 常压下进行的反应。“一定条件”指“一定的温度一定 压强”。例如，反应 CaCO3== CaO + CO2↑ 在常温常 压是非自发的，而在高温下则是自发发生的。 用吉布提 自由能计算公式（△G=△H-T△S）来判断反应能否自发 进行时，可以看到T对△G的值有影响，在某些情况下， 可能决定△G是大于0还是小于0；式中△H 是一个与温 度、压强有关的物理量。因此，讨论△G是大于0还是小 于0，实际上也是在一定温度与压强下进行的。
2.4化学反应进行的方向
练习：判断下列反应熵变大小：
1、N2+3H2=2NH3
2、2C+O2=2CO
△S＜0 △S>0 △S＞0
3、CaCO3=CaO+CO2
【探究】下列自发过程熵变的特点 1、冰→ 液态水 → 水蒸气 2、氯化钠晶体溶于水
3、自发进行的吸热反应：
N2O5分解：
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g)
交流 研讨
19世纪，化学家们曾认为决定化 学反应能否自发进行的因素是反 应热：放热反应可以自发进行， 而吸热反应则不能自发进行。你 同意这种观点吗？请举例说明。
举例：
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2· 2O(s)=BaCl2(s)+2NH3(g) +10H2O(l) 8H
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)
化学反应的方向
一、自发过程、自发反应
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.
（1）铁器暴露在潮湿的空气中会生锈 （2）可燃物的燃烧
（3）酸碱中和反应
自发过程中变化趋势： 共同点：高能向低能转化。 自然界中水总是从高处往地处流；电流总是从电位高 的地方向电位低的地方流动；
总结：自发过程的两大变化趋势： （1）能量趋于减小(焓减） （2）混乱度趋于增大（熵增）
举例：
2KClO3(s)= 2KCl(s)+3O2(g) △H=-78.3kJ/mol △S=494.4J/mol/K 一定能自发反应
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)。
专题2化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳
专题2 化学反应速率与化学平衡第二单元化学反应的方向和限度知识点复习一、化学反应方向（一）自发过程和自发反应自发过程具有的特点：①能量角度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混乱度角度体系趋向于从有序状态转变为无序状态。
（二）化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系1.自发反应与焓变的关系多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的焓判据放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向焓变与反应自发性的关系若该反应为放热反应，即ΔH＜0，一般能自发进行；若该反应为吸热反应，即ΔH＞0，一般不能自发进行局限性有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
2.化学反应进行的方向与熵变的关系(1)熵的概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。
体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为S。
熵值越大，体系的混乱度越大。
(2)影响熵大小的因素①同一条件下，不同的物质熵值不同。
②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。
③气态物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。
(3)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，即熵变(符号ΔS)大于零，这个原理叫做熵增原理。
在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。
①当ΔS>0时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。
如2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)在常温下能自发进行。
②当ΔS<0时，反应为熵减反应，在一定条件下不能自发进行。
但如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)也能自发进行。
(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
《化学反应进行的方向》 知识清单
《化学反应进行的方向》知识清单一、自发反应与非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称为自发反应；反之，不能自动进行，必须借助某种外力才能进行的反应则为非自发反应。
例如，铁器在潮湿空气中生锈是自发反应，而将铁锈还原为铁则是非自发反应。
二、判断化学反应方向的依据1、焓变（ΔH）焓变是指化学反应中能量的变化。
对于多数放热反应（ΔH ＜0），在一定温度和压强下是自发的。
因为体系能量降低，有自发向稳定状态转变的趋势。
但有些吸热反应（ΔH ＞ 0）在一定条件下也能自发进行，所以焓变不是判断反应自发的唯一依据。
2、熵变（ΔS）熵是用来描述体系混乱度的物理量。
熵变则是反应前后体系熵的变化。
对于多数熵增的反应（ΔS ＞0），在一定条件下是自发的。
例如，固体溶解为溶液的过程，体系的混乱度增加，熵增大。
然而，熵减的反应（ΔS ＜ 0）在某些情况下也可能自发。
3、综合判断（ΔG ＝ΔH TΔS）吉布斯自由能（ΔG）是判断化学反应自发方向的最常用、最准确的依据。
当ΔG ＜ 0 时，反应在该条件下能自发进行；当ΔG ＝ 0 时，反应处于平衡状态；当ΔG ＞ 0 时，反应在该条件下不能自发进行。
这里的 T 表示热力学温度。
三、常见的自发反应和非自发反应1、常见的自发反应（1）酸碱中和反应：强酸与强碱的中和反应通常是自发的，且放热较多。
（2）燃烧反应：物质的燃烧一般是自发的，且释放大量的热。
（3）多数化合反应：例如，氢气和氧气生成水的反应。
2、常见的非自发反应（1）分解反应：一些需要在高温、高压等特定条件下才能发生的分解反应，如碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳。
（2）还原反应：将金属氧化物还原为金属单质的反应，通常需要提供能量。
四、影响化学反应方向的因素1、温度温度对反应的自发性有重要影响。
对于ΔH ＜ 0，ΔS ＞ 0 的反应，任何温度下都能自发进行；对于ΔH ＞ 0，ΔS ＜ 0 的反应，任何温度下都不能自发进行；对于ΔH ＜ 0，ΔS ＜ 0 的反应，在低温下能自发进行；对于ΔH ＞ 0，ΔS ＞ 0 的反应，在高温下能自发进行。
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化学反应进行的方向【学习目标】1、了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性；2、能用焓变和熵变判断化学反应的方向。
【要点梳理】要点一、自发过程与自发反应1、自发过程①含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。
②分类a．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)。
b．在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。
④实例a．自然界中，水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流。
b．物理学中，电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动。
c．日常生活中，气温升高，冰雪自动融化。
2、自发反应在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的反应。
3、自发过程和自发反应的特点①具有方向性，如果某个方向的反应在一定条件下是自发的，则其逆方向的反应在该条件下肯定不自发，如铁器暴露于潮湿的空气中会生锈是自发的，而铁锈变为铁在该条件下肯定不是自发的。
②要想使非自发过程发生，则必须对它做功，如利用水泵可使水从低处升到高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。
4、自发过程和自发反应的应用自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。
如向下流动的水可推动机器，甲烷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，可根据氢气的燃烧反应设计成燃料电池等。
要点诠释：过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。
如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
要点二、化学反应进行方向的判据1、焓判据①概念：体系总是趋向于从高能状态转化为低能状态(这时体系往往会对外部做功或释放能量)，该判据又称能量判据。
②应用：由焓判据知，放热过程(ΔH＜0)常常是容易自发进行的。
③焓判据的局限性2N2O5 (g)==4NO2 (g)+O2 (g) ΔH=+56.7 kJ·mol－1(NH4)2CO3 (s)==NH4HCO3 (s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol－1以上两个反应都是吸热反应，但是也可以自发进行。
因此焓变是影响反应自发进行的因素，但不是唯一因素。
2、熵判据①熵a．概念：表示体系的不规则或无序状态程度的物理量，熵的符号为S，单位J/(mol·K)。
b．实质：用来描述体系的“混乱度”，是物质的一个状态函数，熵值越大，体系的混乱度越大。
c．影响熵大小的因素Ⅰ．同一条件下，不同的物质熵值不同。
Ⅱ．同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关。
一般地，对同一物质而言：S (g)＞S (1)＞S (s)。
②熵判据a．熵增原理在与外界隔离的体系中，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。
在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。
b．应用：由熵判据知，熵增(ΔS＞0)的过程常常是自发进行的。
c．局限性少数熵减小的过程，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。
熵变是影响反应自发进行的又一个因素，但也不是唯一因素。
要点三、决定和影响化学反应进行方向的因素1、化学反应的方向与焓变的关系①多数能自发进行的反应是放热反应。
例如：在常温、常压下，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3的反应是自发的，反应放热4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)==4Fe(OH)3 (s) ΔH=－444.3 kJ/mol②有些吸热反应也能自发进行。
例如：NH4HCO3 (s)+CH3COOH (aq)==CO2 (g)+CH3COONH4 (aq)+H2O (1) ΔH=+37.30 kJ/mol③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。
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/molΔH(1200 K)=+176.5 kJ/mol2、化学反应的方向与熵变的关系反应的熵变ΔS为产物总熵与反应物总熵之差。
对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。
①许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。
产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加的反应。
例如：2H2O2 (aq)==2H2O (1)+O2 (g)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)高温CaO (s)+CO2 (g)C (s)+H2O (g)高温CO (g)+H2 (g)③铝热反应是熵减小的反应，它在一定条件下也可以自发进行。
2Al (s)+Fe2O3 (s)==Al2O3 (s)+2Fe (s)任何反应体系都有趋向于从高能状态转变为低能状态和从有序自发地转变为无序的倾向。
因此影响和决定化学反应进行方向的因素是焓变和熵变。
要点四、复合判据1、复合判据(自由能判据)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔG=ΔH－TΔS＜0的方向进行，直到达平衡状态。
2、复合判据与反应能否自发进行的关系ΔG=ΔH－TΔS＜0反应能自发进行ΔG=ΔH－TΔS=0反应达到化学平衡状态ΔG=ΔH－TΔS＞0反应不能自发进行3、应用4、理解复合判据应注意以下四点：①焓变与熵变共同影响一个化学反应在一定条件下能否自发进行。
②焓和熵的变化都只取决于体系的始态和终态，与变化的途径无关。
③反应方向的判断与反应条件有关，不能随意将常温、常压下的结论用于其他温度、压强下的反应。
④反应发生的条件有多种，ΔH－TΔS这个判据只能用于温度、压强一定的条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。
【典型例题】类型一、自发过程与自发反应例1 下列过程属于非自发过程的是( )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【答案】B【解析】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，其逆向过程都是非自发的。
例2 过程的自发性的作用是( )A．判断过程的方向B．确定过程是否一定会发生C．判断过程发生的速率D．判断过程的热效应【答案】A【解析】大量事实告诉我们，过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。
所以A正确，B、C不正确。
放热反应常常是自发进行的过程，但是有些吸热反应也能自发进行，D不正确。
举一反三：【变式1】知道了某过程有自发性之后，则( )A．可判断出过程的方向B．可确定过程是否一定会发生C．可预测过程发生完成的快慢D．可判断过程的热效应【答案】A【变式2】运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是( )A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应B．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中C．可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底D．增大反应物浓度可加快反应速度，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率【答案】D【解析】A、吸热反应可以自发进行，△H＞0，若满足△H﹣T△S＜0，必须是熵增的反应，故A正确；B、氟化铵水解生成氟化氢，氢氟酸和玻璃中二氧化硅反应腐蚀玻璃，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中，故B正确；C、海底中天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，为可燃冰，故C正确；D、常温下铁在浓硫酸中钝化，表面形成致密氧化物薄膜阻止浓硫酸与铁反应，不能生成氢气，故D错误；故选D。
【变式3】下列不属于自发过程的是( )A．铁生锈B．NaCl溶于水后的扩散C．Zn与CuSO4溶液反应D．石墨转化为金刚石【答案】D【解析】金刚石转化为石墨是放热反应，根据化学反应的能量判据可知，金刚石转化为石墨是自发进行的，而石墨转化为金刚石则不属于自发过程。
类型二、化学反应进行方向的判据例3 以下自发反应可用焓判据来解释的是( )A．硝酸铵自发地溶于水B．2N2O5 (g)=4NO2 (g)+O2 (g) ΔH=+56.7 kJ/molC．(NH4)2CO3 (s)=NH4HCO3 (s)+NH3 (g) ΔH=+74.9 kJ/molD．2H2 (g)+O2 (g)=2H2O (1) ΔH=－571.6 kJ/mol【答案】D【解析】焓判据能够说明放热反应为自发反应，而A、B、C三个自发过程均为吸热过程，显然不能单用焓判据来解释。
只有D项可以用焓判据解释。
例4 下列反应中，熵减小的是( )A．2HI (g)=H2 (g)+I2 (g) B．NH4NO3爆炸：2NH4NO3 (s)=2N2 (g)+4H2O (g)+O2 (g)C．2O3 (g)=3O2 (g) D．4NH3 (g)+5O2 (g)=4NO (g)+6H2O (1)【答案】D【解析】化学反应中，气体物质的量增加的反应方向为熵增加的方向，反之为熵减小的方向，所以可认为A 项的熵不变，B、C项的熵增加，D项的熵减小。
例5 能用能量判据判断下列过程方向的是( )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，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率大【答案】A【解析】A项，水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向：B项，有些吸热反应也可以自发进行，例如，在25℃和1.01×105 Pa时，2N2O5 (g)=4NO2 (g)+O2 (g) ΔH=+56.7 kJ/mol，(NH4)2CO3 (s)=NH4HCO3 (s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ/mol，不难看出上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增大的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。
C项，有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。
D项，扑克牌的无序排列也属于熵判据。
举一反三：【变式1】已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C (s，石墨)+O2 (g)==CO2(g) ΔH=－393.5 kJ/molC (s，金刚石)+O2 (g)==CO2(g) ΔH=－395.4 kJ/mol关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是( )A．石墨转化成金刚石是自发进行的过程B．金刚石转化成石墨是自发进行的过程C．石墨比金刚石能量低D．金刚石比石墨能量低【答案】BC【解析】由热化学方程式可知，石墨比金刚石能量低，1 mol石墨转化为1 mol金刚石吸收1.9 kJ的热量，金刚石转化为石墨是放热反应，根据化学反应的能量判据可知该反应可以自发进行。