化学反应的方向及判断依据
化学反应的方向及判断依据
总
结
共同影响
化学反应的方向
影响因素： 反应焓变热 熵增 熵减
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
练
1.下列说法不正确的是
习
C
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素， 多数的能自发进行的反应是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系 的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是 吸热
练
4.下列说法正确的是 自发的
习
（
C ）
A. 放热反应都是自发的，吸热反应都是非 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
练
习
5. 250C和1.01×105Pa时，反应: 2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g) △H= + 56.76 kJ· -1 ， mol 能自发进行的原因是 （ D ） 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
影响化学反应自发进行的因素探究
教科书P40页
这些反应在一定条件下能自发进行，它们有何共同特点？
二、判断化学反应方向的依据
1.焓变与反应方向
能量判断依据：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，绝大多数的放热反应能自发进行，
焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但 不是唯一因素。
D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同 影响有关
练
习
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. 铁在潮湿空气中生锈 D. 室温下水结成冰 3. 碳酸铵[(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 ） A. 其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系 的熵增大 B. 其分解是因为外界给予了能量 C. 其分解是吸热反应，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
例析化学反应进行方向的三大判据
例析化学反应进行方向的三大判据化学反应进行方向判据是一项重要的化学知识，它可以在判断化学反应进行方向上大有帮助和指导。
它实质上就是根据反应量、活化能和平衡常数来决定反应的进行方向。
三大判据是：一、反应量判据反应量判据是指反应的方向取决于底物含量，化学反应多以各种底物的物质量比例来决定反应进行程度和方向，而反应量判据就是以反应物含量最多和最少来决定反应的进行方向。
若是A底物比B底物含量多，则可断定反应结果应以减少A底物，反应结果以B形式折合，所有反应量方向正向正比减少A种物质量，反之，逆反应方向正比增加A物质量。
二、活化能判据活化能判据是指反应方向由能量的求取情况决定的，其实物质系统通常是处于非平衡状态的，当物质受到有害分子的攻击时，物质系统就会分解，反应物会放出热能，这种反应方向就是活化能的作用决定的，这和反应量判据中的反应量比不同，活化能方向不变，正反应方向由物质系统的热能放出决定。
三、平衡常数判据平衡常数判据是反应方向根据反应平衡常数决定的，反应过程有两个方向，即正反应和逆反应，当系统处于反应平衡状态时，才有反应方向，反应方向之间的关系，即反应物和生成物的比例，都与反应系统中的平衡常数有关，反应系统中的循环反应举申例，如A+B，A+B→C+D 。
正反应反应方向的判断根据是平衡常数乘以A的转化率小于1，逆反应反应方向的判断依据是平衡常数乘以A的转化率大于1，这三者并不是同时有效，而是互相帮助完善彼此，才能准确计算和判断出反应的方向。
综上所述，化学反应进行方向的三大判据分别是：反应量判据、活化能判据和平衡常数判据。
由此可见，反应量、。
化学反应的方向
化学反应的方向一、化学反应的方向1．化学反应具有方向性，许多化学反应的正反应能自发进行，而其逆反应无法自发进行。
2．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。
二、判断化学反应方向的依据1．能量判据：自然界中的自发过程，都有由能量较高状态向能量较低状态转化的倾向；绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。
反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。
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：同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。
（3）熵变：反应前后体系熵的变化，符号为ΔS。
若发生变化后体系的混乱度增大，该过程的ΔS＞0，反之，ΔS＜0。
（4）熵变与化学反应自发性关系ΔS＞0，反应自发进行；ΔS＜0，反应不能进行。
化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。
3．复合判据体系能量降低(ΔH＜0)和混乱度增大(ΔS＞0)都有促使反应自发进行的倾向，判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。
在恒温、恒压时：（1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，反应自发进行。
（2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，反应不能自发进行。
（3）当ΔH＜0，ΔS＜0时，反应在较低温度下自发进行。
（4）当ΔH＞0，ΔS＞0时，反应在较高温度下自发进行。
〖巩固及拓展练习〗1．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2．下列自发反应可用焓判据来解释的是()A．2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1B．(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH＝－286 kJ·mol－1D．CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.2 kJ·mol－13．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．某反应：A＝B＋C在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是()A．ΔH＜0、ΔS＜0 B．ΔH＞0、ΔS＜0 C．ΔH＜0、ΔS＞0 D．ΔH＞0、ΔS＞05．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的反应C．自发反应在恰当的条件下才能实现D．自发反应在任何条件下都能实现6．下列对熵的理解不正确的是()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．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小D．25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反应7．在图中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。
(化学反应的方向及判断依据)详解
D
7.250C和1.01×105Pa时，反应2N2O5（g） =4NO2（g）+O2（g）； △H=＋56.76kJ/mol， 自发进行的原因是∶（ ） D 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。
小结：
化学反应的方向
共同影响
影响因素：
反应焓变
反应熵变
化学反应的方向
及判断依据
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
水往低处流
化学反应的方向及判断依据
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。
2.下列反应中，熵减小的是
D
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)
3. 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、铁在潮湿空气中生锈； D、室温下水结成冰。
5.下列说法正确的是∶（ C ） A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非 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。 6. 自发进行的反应一定是∶（ ） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应；D、熵增加或放热反应。
化学反应方向及判断依据
则△G =△H-T△S = - 69.68 KJ·mol-1 < 0， 因此，室温下反应能自发进行。
小结：
H △S △G 自发趋势 ＜ 0 ＞0 ＜ 0 自发 ＞0 ＜ 0 ＞0 不自发
＞0 不自发
＜0 ＜0 ＜ 0 自发 ＜ 0 自发
＞0 ＞0 ＞0 不自发
温度影响
任意温度 任意温度
高温 低温 高温 低温
研究表明：在温度、压强一定的 条件下，化学反应自发进行方向的 判据是
△G = △H - T△S
△G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行
△G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行
△G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态
对反应CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g） △H = + 178.2 KJ·mol-1 △S = +169.6 J·mol-1·K-1
及化 其学 判反 断应 依的 据方
向
莆田一中化学组
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。
(1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就 是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应， 其逆向是非自发反应。
室温下能自发进行吗？
室温下：△G =△H-T△S =128 KJ·mol-1>0 因此，室温下反应不能自发进行。
2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），
已知， 298K、101KPa下反应 △H = - 113 KJ·mol-1 ，△S = -143.5 J·mol-1·K-
化学反应的方向和判断依据
《化学反应原理》专题2 第二单元化学反应的方向和限度（1）化学反应的方向和判断依据2008年10月21日K二（3）第三节[教学目标]1、知识与技能：（1）理解熵的概念（2）能初步利用焓变和熵变说明化学反应进行的方向2、过程与方法：通过联系生活以及自然界的普遍变化规律引导学生理解判断自发反应进行的两个因素。
3、情感态度与价值观：通过从现象分析到理论探究，培养学生科学的研究方法。
[教学重点]自发反应与反应方向的判断。
[教学难点] 熵变与焓变的理解。
[教学过程]创设问题情景：同学们是否想过，在一定条件下，为什么有些物质间会发生化学反应，有些则不会？如盐酸和氢氧化钠溶液混合，立即反应生成氯化钠和水，但氯化钠溶液就不可能自发地转变成盐酸和氢氧化钠。
要回答这个问题需讨论化学反应的方向。
引入主题：化学反应的方向展示图片高山流水思考与交流：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？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？板书：一、化学反应的方向自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程讨论请尽可能多地列举你熟知的自发过程。
板书：自发过程的特征：都有方向性，且不能自动恢复原状，若要恢复必须借助外力。
叙述：与自然界中的许多变化一样，化学反应也具有方向性。
板书：自发反应：这种在一定条件下不需外界帮助，就能自动进行的反应，称为自发反应。
如：酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧；锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等，这些反应都是自发的，其逆过程就是非自发的。
交流与讨论：讨论下列反应在室温下能否自发进行。
如能自发进行，请写出相应的化学方程式。
1、水分解成氢气和氧气的反应。
2、氯气与溴化钾溶液的反应。
3、乙烯与溴单质的反应。
4、氮气和氧气生成一氧化氮的反应。
过渡：究竟如何判断某个反应进行的方向或者说反应是否自发进行？板书：二、判断化学反应方向的依据你知道吗：下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1H2(g) + Cl2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1学生寻找规律得出结论：自发反应有着向能量较低方向进行的趋势。
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。
化学反应的方向及判断依据(好)
气体少变成气体多 ④CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) 固体变液体 ⑤NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(l)+ CO2(g) 固体变液体和气体 ⑥ Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) = BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) 固体变液体和气体
∆G < 0
反应是自发的，能正向进行；
∆G > 0 ∆G = 0
反应是非自发的，能逆向进行 反应 处于平衡状态。
△G ＝ △H－T△S
①△H ①△H＜0， △S>0，△G＜0 S>0， 在所有温度下， 在所有温度下，反应都能正向自发进行
例：C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(g)
绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。 绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。 原因：反应放热，体系能量下降， 原因：反应放热，体系能量下降，能量越低越稳定 反应放热越多，体系能量降低得越多， 反应放热越多，体系能量降低得越多，反应越完全 反应的焓变是制约反应能否发生的重要因素之一 反应的焓变是制约反应能否发生的重要因素之一
二、判断化学反应方向的依据 △G ＝ △H－T△S
类型 ∆H 1 2 3 4 － + － +
∆S
+ － － +
∆G 永远是－ 永远是－ 永远是+ 永远是 受温度影响 受温度影响
反应的自发性 永远自发 永远非自发 温度低时自发 温度高时自发
【课堂巩固练习】 课堂巩固练习】 巩固练习
例1．下列说法正确的是 ． （ ） A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的 ．凡是放热反应都是自发的， 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 ．自发反应一定是熵增大， C．自发反应也需要一定的条件 ． D．自发反应在任何条件下都能实现 ．
化学反应平衡移动方向的判断依据
化学反应平衡移动方向的判断依据
1、浓度对化学i平衡的影响在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，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，平衡向逆反应方向移动。
2、压强对化学平衡的影响在有气体参加、有气体生成而且反应前后气体分子数变化的反应中，在其他条件不变时，增大压强（指压缩气体体积使压强增大），平衡向气体体积减小方向移动；减小压强（指增大气体体积使压强减小），平衡向气体体积增大的方向移动。
例如：在反应N2O4（g)---2NO2(g)中，假定开始时N2O4的浓度为1mol/L,NO2的浓度为2mol/L,K=2^2/1=4;体积减半（压强变为原来的2倍）后，N2O4的浓度变为2mol/L,NO2的浓度变为
4mol/L，K变为4^2/2=8,K增大了，所以就要向减少反应产物（NO2)的方向反应，即有更多的NO2反应为N2O4，减少了气体体积，压强渐渐与初始状态接近.注意:恒容时,充入不反应的气体如稀有气体导致的压强增大不能影响平衡。
3、温度对化学平衡的影响在其他条件不变时，升高温度平衡向吸热反应方向移动。
以上三种因素综合起来就得到了勒夏特列原理,即平衡移动原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
化学反应方向
0 1 0
0 0 1
1 2 3
H C N O =
H2O CO2 HNO3
原子向量矩阵
原子矩阵
分子矩阵
举例：
一个容器中有CH 一个容器中有CH4、CH2O、O2、 四种分子， H2O四种分子，请问它们之间如何反 应？
① 用热力学方法：查Ho、So，求△G， 用热力学方法：
判断是否小于0 判断是否小于0
≡0
原子向量矩阵
按原子量从 小到大的顺 原子矩阵序排列
4 1 0 0 0 2 0 2 0 0 1 0 0 0
H
∵
C N O
≠0
∴a
b
c
de 0 2 5
≡0 2
1 2
即： 4a+2d+5e=0 a + 2 e=0 2c+d+2e=0 2b+e=0 a = -2e b =-0.5e c = -1.75e d=1.5e
在化学反应领域里判断反应 反应方向的方法
一.从热力学角度
吉布斯自由能变（化学位） △G = △H - T △S 根据热力学第二定律当△G< 0时，反应才能 根据热力学第二定律当△G< 0时，反应才能 进行 △G=G终-G始<0，即G终< G始 <0，即G 如水向低处流，就是由高势能向低势能发展
②
8CH4 +2 N2+7O2-6 H2O-4C2H5N O2 +7O2-
≡0
8CH4+2N2+7O2 6H2O+4C2H5NO2
因此，自然界中能生成甘氨酸
② 用原子质量法： 用原子质量法：
a CH4 + b CH2O + c O2 +d H2O≡0
化学反应的进行的方向和和化学反应的自发性
化学反应的进行的方向和和化学反应的自发性一、化学反应进行的方向判定方法1、通过正逆反应速率的比较当V正>V逆时，平衡朝正反应方向移动。
当V正=V逆时，平衡不移动。
或反应处在平衡状态。
当V正<V逆时，平衡朝逆反应方向移动。
2、可以通过平衡常数K的改变判断：当升高温度，K值增大，意味平衡朝正反应方向移动，正反应是吸热反应。
当升高温度，K值减小，意味平衡朝逆反应方向移动，正反应是放热反应。
3、可以通过平衡常数K与浓度商Q C比较来判断当K＞Q C，朝正反应方向进行。
当K＝Q C，达到平衡状态。
当K＜Q C，朝逆反应方向进行。
４、通过勒夏特列原理判断：改变一个条件，化学平衡总是朝着减弱这种改变的方向移动。
增大一种物质的浓度，就朝减小该物质的浓度的方向移动；增大压强，就朝减小压强的方向移动；升高温度，就朝降低温度的方向移动。
５、通过化学量的改变来判断反应方向生成物物质的量增加，意味反应正向进行；生成物物质的量减小，意味反应逆向进行。
二、化学反应的自发性的判断１、自发过程：在一定的条件下，不需要外力就可以自动进行的过程。
２、焓变判断：一个自发的过程，体系趋向是由能量高的状态向能量低的状态转化。
对化学反应而言，放热反应有自发的倾向。
但是，吸热反应也有自发的，发热反应也有不自发的。
３、熵变判断：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增加。
４、自由能变△G的的判断方法△G＝△H－T△S△G＜０，反应正向自发进行。
△G＝０，反应处在平衡状态。
△G＞０，反应逆向自发进行。
①一个放热的熵增加的反应，肯定是一个自发的反应。
△H＜０，△S＞０，△G＜０②一个吸热的熵减少的反应，肯定是一个不自发的反应。
△H＞０，△S＜０，△G＞０③一个放热的熵减少的反应，降低温度，有利于反应自发进行。
△H＜０，△S＜０，要保证△G＜０，T要降低。
③一个吸热的熵增加的过程，升高温度，有利于反应自发发生。
△H＞０，△S＞０，要保证△G＜０，Ｔ要升高得足够高。
高中化学 第23讲-化学化学反应的方向及判断依据精品课
反应速率碰理撞论理本论质探讨
分子 相互 运动 碰撞
分子具有 足够能量
活化分子
有合适的取向
n活=n总×活% 有效碰撞 化学反应
碰撞理论解释各外界因素对速率的影响
3、压强 其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度
增大，反应速率加快。
压强增大 → 体积减小 →浓度增大 →V↑
其他条件不变
如压果强对分于子反间应能速够率发的影生响化是学通反过应对：浓度的影响实现的
碰撞理论解释各外界因素对速率的影响
1、浓度
在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大 反应速率 。
浓度增大 →单位体积内n总↑ T不变，活%不变
n活增大 →有效碰撞↑ →V↑
2、温度
其他条件不变，温度升高，反应速率加快
T↑ →普通分子变为活化分子 →活%↑ → n活↑ →V↑
一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍。
活化分子
有合适的取向
n活=n总×活% 有效碰撞 化学反应
碰撞理论解释各外界因素对速率的影响
4、催化剂 ——改变反应的途径
正催化剂 →降低反应的活化能 →活%↑
能量
n总不变
活化分子具有能量
→ n活↑ →V↑
无催化 剂
反应物平均能量
活化分子能
有催化剂量
反应物平均能量
生成物平均能量
生成物平均能量
三、有关化学反应速率题型
2、表示方法：用单位时间内反应物的物质的量浓度 的减少或生成物的物质的量浓度的增加来表示。
3、 数学表达式：
V（A）=
C终—C始 t终—t始
=
C
t
4、单位 ： mol/(L·s) 或 mol/(L·min)
化学反应进行的方向、转化率
(3)若a＜b＋种时，如aA(g)＋bB(g) ⇋ cC(g)＋dD(g)
(1)若只增加A的量，平衡正向移动，而A的转化率减小，B的转化
率增大。
(2)恒温、恒容条件下若按原比例同倍数的增加反应物 A和B的量，
则平衡向正反应方向移动，而反应物的转化率的变化与气体物质的系
2．化学反应方向的判据 (1)焓判据 放热过程中体系能量 降低 ，ΔH ＜ 0，具有自发进行的倾向，但有些 吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。
(2)熵判据
①熵：量度体系 混乱(或无序) 程度的物理量，符号 S 。 ②熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由大到小的顺序为： 气态＞液态＞固态 。
典例分析
1.在一定条件下，可逆反应
2NO2(g)
填空：
N2O4(g)
ΔH<0达到平衡，当分别改变下列条件时，请
(1)保持容器容积不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的百分
含量________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；保持容器容积不变， 通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量________。
③熵判据 体系的混乱度 增加 (即 熵增 )，ΔS ＞ 0，反应有自发进行的倾 向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也 不全面。 （3）复合判据——自由能变化
＞ ＝ ＜
反应非自发进行 反应处于平衡状态 反应自发进行
化学平衡移动方向与反应转化率的关系
1 ．恒温、恒容条件下，只有一种反应物参加的可逆反应，增大反应
数有关。
Ⅰ.若a＋b＝c＋d，A、B的转化率不变； Ⅱ.若a＋b＞c＋d，A、B的转化率都增大； Ⅲ.若a＋b＜c＋d，A、B的转化率都减小。
2-2 课时1 化学反应的方向和判断依据
第二单元化学反应的方向和限度2-2 课时1 化学反应的方向和判断依据知能定位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。
情景切入汽车尾气是现代化城市中的大气污染物，主要成分是NO和CO，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO+2CO==N2+2CO2这一方案是否可行？理论依据是什么呢？自主研习一、自发反应1.概念：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应。
2.特点：具有方向性，即反应的某个方向在一定温度和压强下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。
二、焓变与化学反应方向的关系1.自发过程的倾向由能量较高状态向能量较低状态转化。
2.焓变与化学反应方向的关系（1）放热反应：绝大多数都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得越多，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。
三、熵变与化学反应方向的关系1.熵：衡量一个体系混乱度的物理量，符号为S。
体系中微粒之间无规则排列的程度越大，体系的熵越大。
2.熵变：反应前后体系熵的变化，符号为ΔS。
（1）若发生变化后体系的混乱度增大，该过程的ΔS>0；反之，ΔS<0。
（2）同种物质，三态熵值大小顺序为S (g)> S (l)> S (s)。
3.熵变与化学反应方向的关系化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。
四、焓变与熵变对化学反应方向的共同影响体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。
判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。
在恒温、恒压时，1.ΔH<0,ΔS>0,则反应一定能自发进行；2.ΔH>0，ΔS<0,则反应一定不能自发进行；3.ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,反应可能自发进行，也可能不自发进行，与反应的温度有关。
《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。
化学反应方向的判断方法
化学反应方向的判断方法一、引言在化学反应中，反应物与产物之间的转化是按照一定的方向进行的。
了解反应方向对于理解反应过程、优化反应条件以及设计合成路线都具有重要意义。
本文将介绍几种常用的判断化学反应方向的方法。
二、热力学法热力学法是通过分析反应的热力学参数来判断反应方向的一种方法。
根据吉布斯自由能变化ΔG的正负可以判断反应的方向。
当ΔG小于零时，反应是自发进行的，反应方向是正向的；当ΔG大于零时，反应是不自发进行的，反应方向是逆向的。
热力学法适用于评估反应的可行性，但不能直接确定反应速率。
三、反应物与产物稳定性比较法反应物与产物的稳定性比较法是通过比较反应物和产物的稳定性来判断反应方向的一种方法。
通常情况下，较稳定的物质更不容易转化为较不稳定的物质，因此反应方向往往是从较不稳定的物质向较稳定的物质转化。
通过比较反应物和产物的化学键能、离子化能、电子亲和能等参数可以对反应方向进行初步判断。
四、浓度变化法浓度变化法是通过观察反应物和产物浓度的变化来判断反应方向的一种方法。
根据勒夏特列原理，当反应物浓度升高或产物浓度降低时，反应会倾向于正向进行；相反，当反应物浓度降低或产物浓度升高时，反应会倾向于逆向进行。
浓度变化法常用于判断平衡反应的方向。
五、观察化学反应现象法观察化学反应现象法是通过观察反应过程中产生的化学现象来判断反应方向的一种方法。
例如，当反应产生气体的时候，根据气体的生成量可以判断反应方向；当反应生成沉淀的时候，根据沉淀的生成量可以判断反应方向。
观察化学反应现象法常用于判断实验中反应的方向。
六、动力学法动力学法是通过研究反应速率来判断反应方向的一种方法。
反应速率较快的反应往往是正向反应，反应速率较慢的反应往往是逆向反应。
通过测定反应物和产物的浓度随时间的变化关系可以确定反应的速率常数，从而判断反应的方向。
七、结论通过热力学法、反应物与产物稳定性比较法、浓度变化法、观察化学反应现象法和动力学法等多种方法可以判断化学反应的方向。
化学反应的方向、限度和速率
二、化学反应的限度
1、化学平衡的判断依据 V正=V逆 同一种物质的生成速率与消失速率相等。
平衡混 合物组 成确定
物质的量、浓度、百分含量、 转化率不变
2、化学平衡常数
（1）、化学平衡常数的数学表达式 （2）、化学平衡常数的书写： （3）、化学平衡常数的影响因素： 反应物性质和 温度 （4）、化学平衡常数的意义： （5）、化学平衡常数应用： （6）、化学平衡常数、速率与转化率的计算 ——三段式
一、化学反应的方向 判断依据：△H-T△S <0 正向自发
=0 平衡
>0 逆向自发 焓判据 一般来说，△H<0的反应可自发。故放热熵 减小的反应可自发，是只看焓判据。 熵判据 一般来说，△S>0的反应可自发。故吸热熵 增加的反应可自发，是只看熵判据。
计算： △H-T△S=0 只能确定反应的方向，不能确定反应是否发生、反 应程度、反应速率。
6、影响因素 （1）决定因素 反应物本身的性质
（2）影响因素 浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积、原电池
5、化学反应速率大小比较
压强 催化剂>温度> 浓度 固体表面积、原电池
四、工业合成氨 1、反应特点 考虑催化剂催化活性， 兼顾化学速率与平衡
700K
2、生 产条件
200—500KPa 考虑生产成本，兼顾化 学反应速率与化学平衡 铁触媒 考虑化学反应速率
1、浓度
反应mA+nB = pC；△H<0
K不变，Q改变
增大A浓度，B转化率增大，A转化率减小。
2、温度 3、压强
ห้องสมุดไป่ตู้
K变，Q不变 B转化率减小，A转化率减小。 K不变，Q改变
若m+n>p，增大压强，B转化率增大，A转化率增大。
《化学反应的方向》 知识清单
《化学反应的方向》知识清单一、化学反应方向的概念在化学世界中，化学反应的方向是一个至关重要的问题。
简单来说，化学反应的方向指的是在一定条件下，化学反应自发进行的趋势。
这就好比我们在生活中选择走路的方向，有些路走起来轻松自然，而有些路则充满阻碍。
二、判断化学反应方向的重要依据1、焓变（ΔH）焓变是指化学反应中生成物与反应物的焓值差。
一般情况下，如果化学反应的焓变小于零，即反应是放热的，那么这个反应在一定程度上有自发进行的倾向。
就好像把热的东西放在冷的环境中，热量会自发地散失出去。
但需要注意的是，焓变不是判断反应方向的唯一标准。
2、熵变（ΔS）熵变是用来描述体系混乱程度的物理量。
如果一个反应导致体系的混乱程度增加，即熵变大于零，那么这个反应也更有可能自发进行。
例如，气体的扩散就是一个熵增的过程，气体分子会自发地从高浓度区域向低浓度区域扩散，以增加整个体系的混乱度。
3、综合考虑焓变和熵变（吉布斯自由能变ΔG）吉布斯自由能变（ΔG）是判断化学反应方向的最常用、最综合的指标。
其计算公式为：ΔG ＝ΔH TΔS（其中 T 为热力学温度）。
当ΔG ＜ 0 时，反应能自发进行；当ΔG ＝ 0 时，反应处于平衡状态；当ΔG ＞ 0 时，反应不能自发进行。
三、常见的自发反应类型1、放热且熵增的反应这类反应往往能自发进行。
例如氢气在氧气中燃烧生成水，既是放热反应（焓变小于零），又使体系的混乱程度增加（熵变大于零），所以能自发发生。
2、吸热但熵增的反应在较高温度下可能自发进行。
比如碳酸钙在高温下分解为氧化钙和二氧化碳，虽然是吸热反应（焓变大于零），但由于产生了气体，熵变显著增大。
当温度升高到一定程度，使得TΔS ＞ΔH 时，反应就能自发进行。
四、影响化学反应方向的因素1、温度温度对反应方向的影响可以通过吉布斯自由能变的公式体现。
对于某些反应，在低温时可能不能自发进行，但升高温度后可能变得可以自发进行，反之亦然。
2、浓度反应物和生成物的浓度会影响反应的方向。
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7.250C和1.01×105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2 （g）+O2（g）； △H=＋56.76kJ/mol，自发进
行的原因是∶（ D ）
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。
化学反应的方向及判断依据
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
化学反应的方向及判断依据
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。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是 吸热
D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同 影响有关
2.下列反应中，熵减小的是 D
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)
5.下列说法正确的是∶（ C）
A、凡是放热反应都是自发的，由于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。
D 6. 自发进行的反应一定是∶（ ）
A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应；D、熵增加和放热反应。
正确判断一个化学反应 是否能够自发进行
必须综合考虑反应的焓变和熵变
恒温恒压时判断反应是否能够自发进行
△H ＜0 △S>0 自发
△H >0
△S ＜0 非自发
△H ＜0 △S ＜0 不一定
△H >0
△S>0 不一定
研究表明：在温度、压强一定的 条件下，化学反应自发进行方向的 判据是
△G = △H - T△S
D 3. 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。
A 4产. 生碳氨酸气铵，〔对（其N说H法4）中2C正O确3〕的在是室∶温（下就）能自发地分解
A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增 大； B、其分解是因为外界给予了能量； C、其分解是吸热反应，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。
（P40 观察与思考？） （3）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
如： CaCO3(s)高温CaO(s) CO2(g)
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： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) ② C(石墨、s△)+HO12＝(g)－＝39C5O.412(kgJ)/mol
Fe 27.3
金刚石 SiO2 2.4 41.84
NH3 192
CuO 42.7
水的三态的熵（S表示物质的量为1mol） S（s） ＜ S（l） ＜ S（g）
归纳：
同一物质 , 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生成物总熵－S反应物总熵
➢ 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)
熵增:在密闭条件下，体系有由有序 自发地转变为无序的倾向
反应的△S越大,越有利于反应自发进行
三、自发过程的熵判据
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。
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。
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
标准状况下：1 mol不同物质的熵S(J mol-1K-1)
CH4
.03 214 130
H2O(l) HNO3(l) Br2(l)
69.9
156
152
NaCl 72.1
在低温—
在高温是非自发反应
4+
+
在高温— 在低温是非自发反应
在低温+
在高温是自发反应
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。
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。
（ G 叫作吉布斯自由能）
△G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行
△G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行
△G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态
四、焓变和熵变对反应方向的共同影响
判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行
1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
3、室温下冰块自动融化； 4、墨水扩散； 5、食盐溶解于水；
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。
一、自发反应
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
(1) 一定条件指的是一定温度和一定压强，外界帮 助可以是通电、光照等。 (2)自发反应在恰当条件下才能实现.
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。
说明：
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应
（2）有不少吸热过程也能自发进行 如：硝酸铵溶于水 2NH4Cl(s) Ca(OH )2(s) 2NH3(g) CaCl2(s) 2H2O(l)
小结：
化学反应的方向
共同影响
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
练习:
C 1.下列说法不正确的是
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素， 多数的能自发进行的反应是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系 的混乱程度越大，熵值越大。
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)（P42 交流与讨论）
温度对反应自发性的情况
类 型
△H
△S
△H—T△S
反应的自发性
1— +
永远是— 在任何温度都是自发反应
2+—
永远是+
在任何温度下都是非自发 反应
3——
在高温+
在低温是自发反应
△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
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
（P39 交流与讨论）
化学反应中的自发过程 （P40 你知道吗？）
共同特点：△H＜0，即体系趋向于从高能状态转变 为低能状态
二、自发过程的能量判据（焓判据）
能量判据：自发过程的体系趋向于从高能状 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。
高能态→低能态+能量
（释放热量或对外做功）