学习要求1、理解能量判据、熵的概念2、利用能量判据判断反应进.
熵的简单解释-概述说明以及解释
熵的简单解释-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在物理学和信息论中，熵是一种描述系统无序程度或混乱程度的数学量。
它在热力学领域中起源于对能量转化和传递过程的研究，后来被引入到通信和信息处理领域中。
熵的概念最早由克劳修斯·拜依乌斯于19世纪提出，他将熵定义为系统的热力学态的一个函数。
简单来说，熵可以视为衡量能量在系统中的分布方式的一种指标。
当系统的能量均匀分布时，熵较低；而当能量分布不均匀时，熵较高。
在信息论中，熵被引入用来度量信息的不确定性。
这里的熵可以理解为信息的平均信息量或信息量的期望。
当一个事件具有确定性时，它所携带的信息量为0；而当一个事件具有较高的不确定性时，它所携带的信息量较大。
总之，熵是一个关于系统有序性或信息不确定性的度量。
它不仅在物理学和信息论中具有重要意义，还在其他许多学科领域中有着广泛的应用，如统计学、生态学、经济学等。
在接下来的文章中，我们将探讨熵的计算方法以及它在不同领域中的应用。
文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的组织和内容进行简要介绍。
以下是对"文章结构"部分的内容的编写示例："1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分来讲解熵的概念和应用。
在引言部分，我们将对整篇文章的主题进行概述，并介绍文章的结构和目的。
正文部分将进一步探讨什么是熵以及熵的计算方法。
结论部分将对文章进行总结，并展示熵的应用领域。
通过这样的结构，读者可以逐步了解熵的概念与计算方法，并了解到熵在现实生活中的实际应用。
接下来，我们将开始正文部分，详细介绍什么是熵及其计算方法。
"文章1.3 目的部分的内容:目的：本文的目的是为读者提供一个简单易懂的解释，通过介绍熵的概念和计算方法，使读者对熵有一个基本的了解。
熵是信息理论中一个重要的概念，它可以用于衡量系统的混乱程度和不确定性。
通过解释熵的概念和计算方法，读者可以更好地理解信息论中的相关概念，同时也可以将熵应用到其他领域中。
能量判据、熵判据、及综合判据化学笔记
能量判据、熵判据、及综合判据化学笔记摘要：一、引言二、能量判据1.定义与概念2.能量守恒定律3.实际应用举例三、熵判据1.定义与概念2.熵增原理3.实际应用举例四、综合判据1.能量与熵的综合考虑2.应用实例五、总结正文：一、引言在化学反应过程中，选择合适的判据对反应方向进行预测是非常重要的。
本文将对能量判据、熵判据以及综合判据进行详细的阐述和讨论。
二、能量判据1.定义与概念能量判据是指根据反应物和生成物的总能量变化来判断反应进行的方向。
当反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应是吸热的，反应方向与能量降低的方向一致；反之，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应是放热的，反应方向与能量增加的方向一致。
2.能量守恒定律在封闭系统中，能量守恒定律是绝对成立的。
反应过程中，反应物和生成物之间的能量变化必须满足能量守恒定律。
3.实际应用举例以水的分解反应为例，可以通过能量判据来预测反应进行的方向。
水分解成氢气和氧气的过程是吸热的，因此反应在高温条件下更容易进行。
三、熵判据1.定义与概念熵判据是指根据反应物和生成物的熵变来判断反应进行的方向。
熵是描述系统混乱程度的物理量，当反应物的熵低于生成物的熵时，反应是熵减的，反应方向与熵减小的方向一致；反之，当反应物的熵高于生成物的熵时，反应是熵增的，反应方向与熵增加的方向一致。
2.熵增原理熵增原理表明，在一个孤立系统中，自然过程总是使系统的熵增加。
在化学反应过程中，熵增原理同样适用。
3.实际应用举例以氨气的合成反应为例，可以通过熵判据来预测反应进行的方向。
氨气合成过程中，反应物的熵低于生成物的熵，因此反应在高温、高压条件下更容易进行。
四、综合判据1.能量与熵的综合考虑在实际应用中，能量判据和熵判据往往需要综合考虑。
一个反应在进行时，不仅需要满足能量守恒定律，还需要满足熵增原理。
2.应用实例以水的电解反应为例，可以通过综合判据来预测反应进行的方向。
水的电解过程是吸热的，同时也是一个熵减的过程。
化学反应进行的方向教学设计
第二章第四节化学反应进行的方向（共1课时）化学组马宗一、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、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。
【学习目标】1、了解自发反应和非自发反应的含义。
2、了解熵的大小判断方法；焓判据及熵判据的局限性。
（重点、难点）三．教学过程师生对话：“你们都知道热水吧？”“那冷水呢？”“那么如果把一杯热水靠近一杯冷水，会怎么样？”“变温水啊！”“为什么？”“热量由热水传到冷水啊！简单！”“是吗？冷水为什么不把热量传给热水呢？”“老师，如果是这样，冷水就愈来愈冷，热水就愈来愈热，这不合理嘛！日常生活经验不是这样啊！”“不要谈经验，要谈道理。
为什么热量就必须依循这个「固定方向」，由热水传到冷水呢？”“方向？”“是啊，我再问，一块木头被火烧了，就成为水、气体和热量，那为什么没有人能把气体加水、加热量又反应成那块木头？我们所经验的宇宙，是不是一直依着一种固定的方向，在进行各种物理的作用或化学的反应？也许大家说这是经验。
我相信这个背后有个力量在拉动它，有个原理。
”在黑板上写下“entropy”，“energy”目标阐释：对已经发生的化学反应而言，我们只需要考虑快慢问题——化学反应的速率；限度问题——化学平衡；如果反应还没有发生，需要对它是否能够发生做出判断，就需要建立有科学根据的行之有效的判据。
反应可行性问题——化学反应进行的方向。
大自然是人类最好的老师！讨论：说一说我们熟悉的自发过程与自发反应自发过程举例：高山流水、自由落体、冰雪融化、墨水扩散等自发反应举例：酸碱中和、金属与酸、铁器生锈、甲烷共同特征：具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行。
能量与熵的概念
能量与熵的概念能量和熵是物理学中的两个重要概念，它们在自然界的各个领域都有广泛的应用。
能量是指物体内部存在的能够引起物理、化学变化的能力，而熵则是描述物体混乱程度的一种量度。
本文将分别对能量和熵这两个概念进行解析，并探讨它们之间的相关性。
一、能量的概念及其应用能量在物理学中是一种基本的物理量，用来描述系统进行物理或化学变化所具有的能力。
它存在于各种形式，例如动能、势能、热能等。
能量是一个守恒的量，也就是说在一个封闭系统中，能量的总量是不会改变的。
能量在自然界中的应用非常广泛。
它驱动着地球上的各种物理、化学和生物过程。
例如，太阳能作为一种常见的能量形式，提供了地球上所有生命的能量来源。
同时，能量也被用于工业生产、交通运输以及各种科学研究中。
二、熵的概念及其计算方法熵是描述系统混乱程度的一种量度，它是由克劳修斯于19世纪提出的。
熵代表了一个系统的无序程度，熵越高，系统的混乱程度越大，反之亦然。
熵的计算可以根据系统的排列方式和状态数来进行。
对于热力学系统，可以使用玻尔兹曼熵公式进行计算，即S=k ln W，其中S是熵，k是玻尔兹曼常数，W是系统的状态数。
而在信息论中，熵则表示信息的不确定性，可以用来描述信息的平均值。
三、能量与熵的相关性能量和熵之间存在着密切的相关性。
能量可以影响物质的熵，而熵的增加又会导致能量的损失。
这一关系可以通过热力学第二定律来解释。
根据热力学第二定律，自然界的熵总是趋于增加的，也就是说自然界趋向于更高的混乱程度。
因此，能量在自然界中的转化往往伴随着熵的增加。
综上所述，能量和熵是相辅相成的概念，在自然界中相互影响、相互制约。
能量是物理变化的动力，而熵则是物理变化的方向。
对于我们来说，理解和应用这两个概念是非常重要的，可以帮助我们更好地理解自然界的各种现象。
能量与熵的概念不仅仅局限于物理学领域，在其他学科中也有广泛的应用。
例如，在经济学中，能源供应和消耗问题是一个重要的研究课题，而熵可以作为衡量经济效率和可持续性的指标之一。
学习要求1、理解能量判据、熵的概念2、利用能量判据判断反应进.
6.判断下列反应能否自发进行
2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g) △H = -78.03 -1 -1 △S = 494.4 J· mol · K
-1 kJ· mol
CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g)
△H = 110.5
-1 kJ· mol
△S = -89.36 J· mol-1· K-1
5、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 A D．仅在低温下自发进行
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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
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s) D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 熵减
熵增
D
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 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
固体的溶解过程、墨水扩散过程和 气体扩散过程。
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
能量判据、熵判据、及综合判据化学笔记
能量判据、熵判据、及综合判据化学笔记【实用版】目录1.引言2.能量判据3.熵判据4.综合判据5.化学笔记6.结论正文1.引言在化学反应中，我们常常需要判断反应的方向和进行性。
为了解决这个问题，我们可以从能量的角度和熵的角度来进行分析。
同时，我们还可以结合两者，使用综合判据来更准确地预测化学反应。
在本篇化学笔记中，我们将探讨能量判据、熵判据以及综合判据。
2.能量判据能量判据主要依据吉布斯自由能公式，即ΔG = ΔH - TΔS，其中ΔG 表示反应的自由能变化，ΔH 表示反应的焓变化，T 表示温度，ΔS 表示反应的熵变化。
当ΔG 小于零时，表示反应可以自发进行；当ΔG 大于零时，表示反应不能自发进行。
能量判据可以帮助我们判断反应的方向，但仅考虑能量因素可能不足以描述反应的复杂性。
3.熵判据熵判据主要关注反应过程中熵的变化，即ΔS。
当ΔS 大于零时，表示反应过程中混乱度增加，反应更易进行；当ΔS 小于零时，表示反应过程中混乱度减小，反应不易进行。
熵判据可以帮助我们判断反应进行性，但仅考虑熵因素也可能不足以描述反应的复杂性。
4.综合判据为了更准确地预测化学反应，我们可以将能量判据和熵判据结合起来，形成综合判据。
综合判据通过计算吉布斯自由能变化ΔG，结合反应的焓变化ΔH 和熵变化ΔS，来判断反应的方向和进行性。
当ΔG 小于零且ΔH-TΔS 小于零时，表示反应可以自发进行；当ΔG 大于零且ΔH-TΔS 大于零时，表示反应不能自发进行。
综合判据能够更全面地描述化学反应，为我们提供更可靠的预测依据。
5.化学笔记在实际应用中，我们需要根据具体的化学反应情况，灵活运用能量判据、熵判据和综合判据。
同时，我们还需要掌握判断反应进行性和方向的方法，以便更好地分析化学反应。
化学是一门实验科学，我们需要在实践中不断探索和总结，提高我们的化学知识和技能。
6.结论能量判据、熵判据和综合判据是化学反应方向和进行性判断的重要工具。
通过学习和掌握这些判据，我们可以更好地理解化学反应，为实验和理论研究提供有力支持。
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。
南京市临江高级中学备课笔记
南京市临江高级中学备课笔记备课时间：200 8年11月29日主备人：谢巧兵复备人:备课第课时【探讨】下列两个反应的自发性：盐酸滴加到石灰石上氧化碳气体通入氯化钙溶液中【思考与交流】⑴、高山流水是一个自动进行的自然过程。
高处水一定会流到低处吗？流动的速率如何？⑵、低处水可以流至高处么？可采取什么措施？⑶、在“低水高流”的过程中一旦外界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？一、自发过程教学程序和内容复备栏【展示】“高山流水”风景画与非自发过程自发过程：在一定条件下，外力作用就能自动进行的过程；非自发过程：在通常状况下，需持续借助人为作用才能进行的过程。
【讨论】请尽可能多地列举你熟知的自发过程。
【探究】以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。
观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处(1)钠与水反应：2Na(s) + 2HH0 (I) = 2NaOF(aq) + H 2 (g) △ H=金刚石比石墨能量B 、可确定过程D 、可判断过程的热效—368 kJ/mol (2)铁生锈：3Fe (s)+3/2O 2 (g)=Fe △ H=- 824 kJ/mol2O (s) (3)氢气和氧气反应：2H(g)+O 2(g)=2H 2O(l )共同点：共同点放热反应△ △H=H <571.6kJ/mO l二、自发过程的能量判据能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这 时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。
注:能量判据又称焓判据，即_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。
〖练习〗A 、金刚石转化成石墨是自发进行的过程刚石是自发进B 、石墨转化成金行的过程石墨比金刚石能量2、知道了某过程有自发性之后，则A 、可判断出过程的方向是否一定会发生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)+Q (g) = CO (g) ②C (石墨、s)+02 (g)= CC 2 (g)关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是1U mO IACC、可预测过程发生完成的快慢应【思考】判断下列过程中能量的变化情况1、冰T液态水T水蒸气一吸收能量【展示】自发进行的吸热反应：N05 分解：2N2Q (g) = 4N0(g)+0 2 (g) △ H= +56.7kJ/mol 碳铵的分解：(NH4 ) 2CO (s) = NHiHC ( O(s)+NH 3 (g) △ H= +74.9 kJ/mol 【思考】分析刚才两个自发过程中混乱度的变化情况：1、冰一液态水一水蒸气一混乱度增加 _____________________________2、氯化钠晶体溶于水___________ 混乱度增加______________________三、自发过程的熵判据1、混乱度与熵混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
第一节《化学反应的方向》学案导学
反应原理第二章：化学反应的方向、限度与速率第1节：化学反应的方向【教学目标】1、了解熵和熵变。
2、理解焓判据和熵判据对化学反应进行方向的共同影响；3、会用焓变和熵变来判断化学反应的方向。
（一）、反应焓变与反应方向：(能量判据或焓判据)1、自发过程：在一定条件下（通常指温度、压强），不需外力就能自动进行的过程称为自发过程(若为化学反应则称为自发反应)。
自发过程的特征——具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆方向在该条件下肯定不自发。
2、△H ==H生－H反；△H表示______________ _之差, 称为反应焓变。
单位：一般采用kJ/mol; △H 为“+”或△H ＞0时为吸热反应;△H 为“--”或△H ＜0时为放热反应多数能自发进行的反应是放热反应，有不少的吸热反应也能自发（如氢氧化钡晶体与氯化铵固体），还有一些吸热反应低温不自发，而高温自发。
由此可见，把焓变作为反应自发性的普遍判据是不准确、不全面的——焓变是与反应能否自发进行有关的其中一个因素，但不是因素。
（二）、反应熵变与反应方向：(熵判据)1、熵：是用来衡量体系混乱度的物理量，符号为_____，单位 J ·（mol ·K）-1。
熵值越大，体系混乱度；同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，一般来说，体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。
同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。
2、熵变: △S== S生－S反; △S表示___________________________之差, 称为反应熵变。
对于有气体参与的化学反应，气态物质的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是，是熵的反应；反之，气态物质的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是，是熵的反应。
虽然熵增有利于反应的自发进行，但是与反应焓变一样，把熵变作为反应自发性的普遍判据是不准确、不全面的——熵变也是与反应能否自发进行有关．．的其中一个因素。
22人教版高中化学新教材选择性必修1--第三节 化学反应的方向
×
)
√
√
)
)
4. 能自发进行的反应不一定真的能发生(
√
)
5. 由焓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
(
√
)
探究点 化学反应进行的方向
1.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。 H＜0 有利于反应自发进行，自发反应不一定要
方向
自发反应：在一定条件下，一经引发就能自动进行的反应。
2.化学反应自发性与反应焓变的关系
（1）放热反应：绝大多数都能②_____________________，且反应放出的热
自发进行
量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。
（2）吸热反应：有些也能自发进行。
（3）结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是
取决于温度，低温自发
＞0
＞0
取决于温度，高温自发
也可以结合下图进行记忆。
4.判断过程自发性的目的是判断反应进行的方向，并不能判断反应的快慢和
热效应，也不能确定反应是否一定发生。
1. [2021天津和平高二月考] 下列有关自发反应的说法错误的是(
A. 自发反应可能放热也可能吸热
B. 熵增的反应不一定为自发反应
车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（ CO、NO 、碳氢
化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。
1. 已知： N2 (g) + O2 (g) = 2 NO(g) H = +180.5 kJ/mol ；
2 C(s) + O2 (g) = 2 CO(g) H = −221.0 kJ/mol ；
化学反应的对象及判别标准
练习２：
2、下列反应一定能自发进行的是（ D ） A、放热反应 B、熵增加的反应 C、熵增加的吸热反应 D、熵增加的放热反应
练习3：
3、下列说法中正确的是（ D ）
A．某反应低温条件下能自发进行，那么高温 条件下也一定能自发进行
B．某反应高温条件下不能自发进行，那么低 温条件下也不能自发进行
C．反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与 反应温度无关
4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)
注意
1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能 确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如 金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么 时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判 据能解决的问题了。
第二章 化学反应的方向、限度与速率
第1节 化学反应的方向
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
学习要求: 1、理解能量判据、熵的概念 2、利用能量判据判断反应进行的
方向 3、利用熵变判断反应进行的方向
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
如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
水的三态的熵（Sm表示物质的量为1mol） Sm（s） ＜ Sm（l） ＜ Sm（g）
热力学知识：热力学中熵的概念和计算方法
热力学知识：热力学中熵的概念和计算方法热力学是研究热、功和能量转化规律的一门科学，而熵则是热力学中一个非常重要的概念。
热力学中的熵是描述系统无序程度的物理量，也是描述宏观过程中能量转化效率的重要指标。
本文将从熵的概念和计算方法两个方面介绍热力学中熵的知识。
一、熵的概念熵是热力学中的一种状态函数，常用符号为S，表示热力学系统的无序程度。
熵是一个重要的物理量，它能够描述系统排列的无序性和不确定性。
熵的增加代表系统由有序转变为无序的过程，而熵的减少则代表系统由无序转变为有序的过程。
熵的本质是统计微观粒子的状态数量，也就是描述所有可能的状态发生的概率和排列组合的物理量。
具体来说，如果系统有N个微观粒子，每个粒子的状态数为ω，总状态数为W，则系统的熵可以用如下公式来表示：S = klnW其中，k是玻尔兹曼常数，其数值为1.38×10^-23 J/K。
由于W 的数值通常非常巨大，因此我们通常可以通过计算反自然对数的方法来估算熵的数值。
熵的单位通常采用焦耳/开尔文（J/K）。
二、熵的计算方法在热力学中，熵的计算方法通常分为两种，即基于状态求熵和基于热力学过程求熵。
1.基于状态求熵在熵的定义中，我们可以看到熵和状态数W之间存在着关系。
因此，如果我们已知热力学系统的状态，就可以直接利用上述公式来计算系统的熵。
对于某些理想气体等情况，W的计算相对简单，因此熵的计算也相对容易。
但对于某些复杂系统，W的计算则非常困难。
因此，基于状态求熵的方法并不适用于所有情况。
2.基于热力学过程求熵基于热力学过程求熵的计算方法是比较常用的方法。
这种方法中，我们可以通过热力学过程中能量的输入和输出来计算系统的熵。
具体来说，我们可以参考以下两种情况。
（1）定体积过程在定体积过程中，系统的体积不改变，因此系统所做的功为零。
此时，系统的熵的变化量可以直接通过能量的增加或减少来计算。
根据熵的定义式，我们可以将熵的变化表示为：ΔS = Q/T其中，Q表示系统吸收或释放的热量，T表示系统的温度。
学习能量守恒和熵的概念
学习能量守恒和熵的概念能量守恒和熵是热力学中的重要概念，关于能量守恒和熵的理论，可以用以下方式进行描述。
一、能量守恒能量守恒是热力学的基本原理之一，也是物理学中的重要概念。
能量既不能被创造，也不能被消灭，只能在不同形式之间进行转换。
根据能量守恒定律，系统内的能量总量在孤立系统中保持不变。
能量守恒原理可以通过以下实例来说明。
考虑一个简化的机械系统，由一个小球通过一个坡道滚动到底部。
在整个系统中，存在重力势能、机械能和热能。
当小球滚动到底部时，重力势能被转换为动能，而动能又可以转化为其他形式的能量，如声能、电能等。
虽然能量在不同形式间转化，但是总能量保持不变。
能量守恒原理对于解释自然界中的现象和过程至关重要。
它是理解化学反应、机械运动和热力学等领域的基础。
二、熵的概念熵是热力学中一个有趣的概念，用于描述系统的无序程度或混乱程度。
熵是系统性质的一种度量，也可以用于描述系统的状态。
在热力学中，熵的增加意味着系统的无序性增加。
熵的概念最早由物理学家克劳修斯于19世纪提出。
他认为系统趋于无序的过程是自然界中不可逆转的过程，这一观点称为克劳修斯不等式。
根据熵的定义，封闭系统的熵不断增加，系统的能量则不断减少。
熵可以通过以下实例来解释。
考虑一个杯子里的水，初始状态下水分子排列有序，熵较低。
当将一滴颜料滴入杯中，颜料分子开始与水分子相互作用，系统的混乱程度增加，熵也增加。
熵的概念在信息论和统计力学中也有应用。
在信息论中，熵被用来描述不确定性的度量，而在统计力学中，熵则与微观状态的数量呈正相关，可以用于预测系统的宏观性质。
总结：学习能量守恒和熵的概念是理解热力学及相关领域的基础。
能量守恒原理说明了能量在不同形式之间转换的规律，而熵则描述了系统的无序性或混乱程度。
这两个概念都对自然界中的现象和过程具有重要意义，对于推动科学研究和技术发展起到了关键作用。
通过深入学习和理解能量守恒和熵的概念，我们能够更好地了解自然界中的规律以及各个学科领域的相关知识。
《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。
熵的定义、意义、复合判据与化学反应方向的关系
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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。
物理学中能量守恒定律和熵概念认知
物理学中能量守恒定律和熵概念认知在物理学中，能量守恒定律和熵概念是两个重要而基础的概念。
它们为我们理解和解释自然界中的各种现象提供了基础和框架。
本文将深入探讨这两个概念，并讨论它们在物理学中的应用。
首先，我们来讨论能量守恒定律。
能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量既不能被创造也不能被毁灭，而只能从一种形式转化为另一种形式。
简单来说，能量的总量在一个系统中是恒定的。
这个定律可以追溯到19世纪的热力学第一定律，它告诉我们能量可以从一种形式转化为另一种形式，例如，热能可以转化为机械能，而机械能又可以转化为电能。
这个定律的一个关键特征是封闭系统，这意味着能量不会进入系统也不会离开系统，系统内的能量总量是守恒的。
能量守恒定律在许多物理系统中都起到重要作用。
例如，在机械系统中，当一个物体从较高的地方下落时，它的重力势能会逐渐转化为动能。
同样，在化学反应中，化学键的能量可以转化为热能或光能。
然而，需要注意的是，能量转化并不总是完全有效的。
根据热力学第二定律，能量转化过程中总会有一定数量的能量转化为热能而散失，无法再次转化为有用的能量。
这就是我们接下来要讨论的熵概念。
熵是一个衡量系统混乱程度的物理量。
它与能量守恒定律有着密切的关系。
熵的增加意味着能量转化的损失和系统的混乱程度的增加。
在热力学中，熵可以用来描述系统的无序程度。
当一个系统变得更加有序时，熵会减少；当一个系统变得更加无序时，熵会增加。
这是因为有序状态通常具有较低的概率，而无序状态则具有较高的概率。
一个经典的例子是一个装满气体的容器。
当气体分子在容器中均匀分布时，系统处于高熵状态，因为气体分子可以在容器中的任何位置找到。
但是，如果将气体分子全部集中在容器的一侧，系统将变得有序，熵将减少。
熵的增加也可以解释为能量散失的过程。
当能量从一个形式转化为另一个形式时，有一部分能量会被转化为热能而散失到周围环境中。
这种能量散失导致系统的无序度增加，从而增加了熵。
2-4化学反应进行的方向导学案
环县五中新生态教育课堂教学导学案课型：新授课上课时间:第 9周星期五主备人：王健审核人：科目：化学课题:化学反应进行的方向授课人：课时：1课时一、学习目标：1、了解熵的基本涵义及能量判椐和熵判椐的基本内容。
（重点）2、能利用能量判椐、熵判椐和复合判据对反应进行方向的判断。
（难点）二、导学过程：[自主学习]一、自发过程和自发反应1.自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能_ ______。
2.自发反应：在给定条件下，可以_ __地进行到显著程度的化学反应，就称为自发反应。
二、能量判据（焓判据）放热反应过程中体系能量 _，因此具有进行的倾向，科学家提出用_ __来判断反应进行的方向，这就是焓判据。
三、熵判据在密闭条件下，体系有 ___的倾向。
因为与有序体系相比， _“更加稳定”，科学家用 _（符号为_ ___）来量度这种的程度。
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即 __（符号为__ ）大于零，这个原理叫做_ __。
在用来判断 __时，就称为熵判据。
对于同一种物质，气态时熵值_ __，液态时次之，固态时最小。
四、自由能变化（符号为_ __）：ΔG=_ __。
ΔG = ΔH - TΔS < 0 反应能自发进行；ΔG =ΔH - TΔS = 0 反应达到平衡状态；ΔG =ΔH - TΔS > 0 反应不能自发进行。
当ΔH<0, ΔS > 0时，反应_ _进行；ΔH>0,ΔS<0时，反应进行；ΔH>0，Δs>0时，或ΔH<0,Δs<0时，温度决定了反应是否自发进行。
五、化学反应进行的方向事实告诉我们，过程的自发性只能用于 __，不能判断过程是否一定发生和过程发生的速率。
综合考虑__ 和__ __组合而成的复合判据，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。
[合作探究]一、能量变化和熵变与化学反应的关系任何反应体系都有趋向于从转变为和从自发地转变为倾向。
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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
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s) D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 熵减
熵增
D
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 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
A
三、化学反应自发进行的方向
1、物质具有的能量趋于降低
H(焓变) <0
放热反应 熵(S)判据 熵增原理
熵变
焓(H)判据
2、物质的混乱度趋于增加
S(熵变)>0
焓变
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 不能定性判断 不能定性判断
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
A C
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
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判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得 更为科学（当G <0时可自发进行）。
H
＜０ ＞０ ＞０ ＜０
Ｓ
＞０ ＜０ ＞０ ＜０
Ｇ
＜０ ＞０
反应在该状况下 能否自发进行 自发进行 不自发进行
低温时＞０,高温时＜０ 低温不自发,高温自发 低温时＜０,2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mo 共同点——放热反应 △ H＜ 0
一、自发过程的能量判据
能量判据：自发过程的体系取向于从 高能状态转变为低能状态(这时体系 会对外部做功或释放热量)，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。
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
A
判断下列过程中能量的 变化情况： 1、冰→液态水→水蒸气 2、氯化钠晶体溶于水
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
交 流 与 讨 论
固体的溶解过程、墨水扩散过程和 气体扩散过程。
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
信息：体系自由能变化（ G ）综合考虑了焓变
1、科学家根据体系存在着力图 自身能量趋于“最低” 使________________ “有序”变为“无序” 和_______________ 的自然现象， 提出了相互关联的________和 熵判据 能量判据 ，为最终解决上述问 _________ 题提供了必要的理论根据。试 分别举一例_________________， 铁在潮湿空气中生锈 ___________ 。
3：下列说法正确的是( ) A、凡是放热反应都是自发的， 由于吸热反应都是非自发性的。 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、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。
C
4、自发进行的反应一定 是∶（ ） D 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。
有序
混乱
混乱度与熵
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：热力学上用来表示混乱度的
状态函数，符号为S——体系的 无序性越高，即混乱度越高，熵 值就越大
同一物质，在气态时熵最大， 液态时次之，固态时最小。
熵变△S：化学反应中要发生物质的
变化或物质状态的变化，因此存在着 熵变。 △S=S产物－S反应物 反应过 程中气体物质的量增加的反应
硝酸铵溶于水
2、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)； △H=+56.7kJ/mol C (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);
D
△H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/mol
知 识 总 结
化学反应的方向
共同影响
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
6.判断下列反应能否自发进行
2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g) △H = -78.03 -1 -1 △S = 494.4 J· mol · K
-1 kJ· mol
CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g)
△H = 110.5
-1 kJ· mol
△S = -89.36 J· mol-1· K-1
5、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 A D．仅在低温下自发进行
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学习要求 1、理解能量判据、熵的概念
2、利用能量判据判断反应进行的 方向
3、利用熵变判断反应进行的方向
水总是自发地由 高处往低处流
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。
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