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
反应的方向及判断依据
2.氯气与溴化钾溶液的反应 能
Cl2+2KBr=Br2+2KCl
3.乙烯与溴单质的反应 能
C2H4+Br2
CH2BrCH2Br
4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应 不能
思考
如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？
请观察P40 “你知道吗” ，思考这些一定条件 下能自发发生的反应有何共同特点？
共同特点：△H＜0，放热反应。 即体系趋向于从高能状态转变为低能状态（稳定）。
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
化学反应的方向及判断依据
自然界中水总是从高处往低处流
是自动进行的自发变化过程 具有一定的方向性
一、化学反应的方向
1.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.
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应。
❖ 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。
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 )
NH4NO3(s) ==NH4+ (aq) + NO3- (aq)
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)==2NH3(g)+BaCl2(s)+1
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。
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
如何判断化学反应的方向与限度
如何判断化学反应的方向与限度在化学的世界里，化学反应的方向和限度是非常关键的概念。
理解如何判断它们，对于我们深入掌握化学变化的规律以及在实际应用中进行有效的反应控制具有重要意义。
化学反应的方向，简单来说，就是指反应是自发地朝着某个方向进行，还是需要外界的干预才会发生。
而反应的限度，则是指反应在一定条件下能够进行到何种程度。
要判断化学反应的方向，一个重要的依据是热力学第二定律。
这个定律告诉我们，在孤立系统中，熵总是增加的。
熵可以理解为系统的混乱程度。
如果一个化学反应导致系统的熵增加，那么这个反应在一定条件下就有自发进行的趋势。
例如，氯化铵固体分解为氨气和氯化氢气体的反应，生成的气体分子自由度更高，混乱度增大，熵增加，在一定温度下具有自发进行的可能性。
吉布斯自由能的变化（ΔG）也是判断化学反应方向的常用标准。
如果ΔG ＜ 0，反应在给定条件下能够自发进行；如果ΔG ＝ 0，反应处于平衡状态；而如果ΔG ＞ 0，反应则不能自发进行。
ΔG 的计算可以通过ΔG ＝ΔH TΔS 来进行。
其中，ΔH 是反应的焓变，代表反应的吸放热情况；T 是热力学温度；ΔS 是反应的熵变。
通过这个公式，我们可以综合考虑焓变和熵变对反应方向的影响。
比如，有些反应虽然是吸热的（ΔH ＞ 0），但由于熵增（ΔS ＞ 0）且温度较高，使得TΔS 的绝对值大于ΔH，最终导致ΔG ＜ 0，反应仍然能够自发进行。
除了热力学的方法，我们还可以从反应的物质性质和反应条件来初步判断化学反应的方向。
如果一个反应中，反应物的化学能高于生成物的化学能，通常反应会朝着生成能量更低的产物方向进行。
就像高处的水具有较高的势能，会自发地流向低处以降低势能一样。
另外，浓度对反应方向也有影响。
如果生成物的浓度很低，而反应物的浓度很高，反应往往倾向于朝着生成产物的方向进行，以降低反应物的浓度。
压力对于有气体参与的反应也很重要。
增加压力，会促使反应朝着气体分子数减少的方向进行；减小压力，则有利于气体分子数增加的反应方向。
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)
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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化学反应的方向及判断依据(1)一、选择题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.铁在潮湿空气中生锈D.室温下水结成冰2.水的三态的熵值的大小关系正确的是( )A.S m(s)＞S m(l)＞S m(g)B.S m (l)＞S m(s)＞S m(g)C.S m(g)＞S m(l)＞S m(s)D.S m(g)＞S m(s)＞S m (l)3.下列过程属于熵增加的是( )A.一定条件下水由气态变为液态B.高温高压条件下使石墨转化为金刚石C.散落的火柴的无序排列D.CO点燃时生成CO24.下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是( )A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的5.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.熵增加或者放热反应6．下列关于化学反应的熵变的叙述正确的是( )A.化学反应的熵变与反应的方向无关B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向C.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应D.熵值增大的反应都能自发进行7．下列说法正确的是( )A.放热反应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.有些吸热反应也能自发进行8.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.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9.250℃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。
二、填空题、简答10.科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于和由变为的自然现象，提出了互相关联的判据和判据，为最终解决上述问题提供了必要的依据。
11.由判据(以焓变为基础)和判据组合而成的判据，将更适合于所有的过程。
12.试解释“硝酸铵溶于水的过程是吸热过程，但却能自发进行。
”三、计算题13..由能量判据(以焓变为基础)(符号为△H，单位为kJ/mol)和熵判据(符号为△S，单位为J·mol-1·K-1)组合而成的复合判据，即体系自由能变化(符号为△G，单位为kJ/mol)将更适合于所有过程的自发性判断。
公式为△G=△H-T△S(T指开尔文温度)；若△G＜0，反应自发进行。
电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应是：SiO2(s)+4HF(g)==SiF4(g)+2H2O(g)△H(298.15K)=-94.0kJ·mol-1△S(298.15K)=-75.8J·mol-1·K-1设△H和△S不随温度而变化，试求此反应自发进行的温度条件。
化学反应的方向及判断依据（2）一、选择题1.我们主要从三个方面讨论一个化学反应的原理，其中不属于这三个方面的是( )A.反应进行的方向B.反应的快慢C.反应进行的限度D.反应物的多少2．已知：C（s）+CO 2（g）2CO（g）△H＞0。
该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是( )A．升高温度和减小压强B．降低温度和减小压强C．降低温度和增大压强D．升高温度和增大压强3．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4．下列关于化学反应的熵变的叙述正确的是( )A.化学反应的熵变与反应的方向无关B.化学反应的熵变直接决定了反应的方向C.熵值增大的反应都是混乱度增大的反应D.熵值增大的反应都能自发进行5.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.下列反应是自发进行的吸热反应的是( )A.NaOH+HCl=NaCl+H2OB.NH4Br(s)=NH3(g)+HBr(g)C.2CO+O2=CO2D.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)7.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨、s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH2= —393.5kJ/mol，C(金刚石、s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH2= —395.4kJ/mol。
关于石墨和金刚石的相互转化，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.金刚石转化石墨成金刚石是自发进行的过程C.相同质量时，石墨比金刚石能量低D.相同质量时，金刚石比石墨能量低8．一定条件下，体积为10L的密闭容器中，1molX和1molY进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，经60s达到平衡，生成0.3molZ。
下列说法正确的是( )A．以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/(L·S)1B．将容器体积变为20L，Z的平衡浓度变为原来的C．若增大压强，则物质Y的转化率减小D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的△H＞0二、填空题9.在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的增大，这个原理也叫做原理。
在用来判断过程的方向时，就称为判据。
不难理解，即使是同一物质，应该存在着时的熵值最大，时次之，时最小的这样一种普遍规律。
三、计算题10．在298 K时，下列反应的ΔH依次为：C2H5OH(l) +3O2(g)→2CO2(g) + 3H2O(l)；△H1= -1366.8 kJ. mol—1C(石墨) + O2(g) → CO2(g)；△H2= -393.5 kJ. mol—1H2(g) + 1/2O2(g) →H2O(l)；△H3= -285.8kJ. mol—1乙醇(C2H5OH)、氢气、石墨和氧气的熵值分别为：161.0、130.6、5.74、205.3 J·mol—1·K—1，则298K时，由单质生成1mol乙醇的ΔH、ΔS及ΔH-TΔS分别为多少？化学平衡状态一、选择题1.化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律( )A.可逆反应B.任何反应C部分反应 D.气体反应2．14CO 2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的微粒有A ．14CO2B．14CO2，14CO C．14CO2，14CO，14C D．14CO3．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述中正确的是A．反应的化学方程式为：2M N B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍4.可逆反应达到平衡的重要特征是( )A.反应停止了B.正逆反应的速率均为零C.正逆反应都还在继续进行D.正逆反应的速率相等＋3H2 2NH3已达到平衡状态( )5.下列哪种说法可以证明反应.NA.1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成B.1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成6.能够充分说明在恒温下的密闭容器中反应：2SO2＋O 22SO3，已经达到平衡的标志是( )A.容器中SO2、O2、SO3共存B.容器中SO2和SO3的浓度相同C.容器中SO2、O2、SO3的物质的量为2：1：2D.容器中压强不随时间的变化而改变7.在一定条件下，可逆反应2A B＋3C在下列4种状态中，处于平衡状态的是( )A.正反应速度v A=2mol/（L·min）逆反应速度v B=2 mol/（L·min）B.正反应速度v A=2mol/（L·min）逆反应速度v C=2 mol/（L·min）C.正反应速度v A=1mol/（L·min）逆反应速度v B=1.5 mol/（L·min）D.正反应速度v A=1mol/（L·min）逆反应速度v C=1.5mol/（L·min）8．在密闭容器中进行如下反应: X2(气) + Y2(气) 2Z(气), 已知X2.Y2.Z的起始浓度分别为0.1 mol/L,0.3 mol/L, 0.2 mol/L, 在一定的条件下, 当反应达到平衡时, 各物质的浓度有可能是A. Z为0.3 mol/LB. Y2为0.35 mol/LC. X2为0.2 mol/LD. Z为0.4 mol/L9．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2mol Y气体，发生如下反应：X(g) +2Y(g)2Z(g) 此反应达到平衡的标志是( )A．容器内压强不随时间变化B．容器内各物质的浓度不随时间变化C. 容器内X、Y、Z的浓度之比为l : 2 : 2 D．单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z 10．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应：A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是A．混合气体的压强B．混合气体的密度C．B的物质的量浓度D．气体的总物质的量11．可逆反应2NO 22NO+O2在恒容密闭容器中反应，可以作为达到平衡状态的标志是( )①单位时问内生成n mo1 O2的同时生成2nmol NO2②单位时间内生成nmol O2的同时生成2nmolNO ③混合气体的颜色不再改变④混合气体的密度不再改变的状态⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①③⑤B．②④⑤C．①③④D．①②③④⑤12.在容积固定的2L密闭容器中，充入X、Y各2mol，发生可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)，并达平衡，以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图。
则Y的平衡浓度的表达式正确的是（式中S指对应区域的面积）A.2－S aobB.2－S bodC.1－S aobD.1－S bod二、填空题13.化学平衡状态的判断p三、计算题14．某温度时，将1molNO 2分解：2NO 22NO+O 2，并达到平衡，此时NO •的体积分数为40%，求：(1)平衡时NO 的物质的量；(2)平衡时NO 2、O 2的体积分数。
化学平衡常数一、选择题1．对于可逆反应C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g)，在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式正确的是A.K=[c(C)·c(H 2O)]/ [c(CO)·c(H 2)]B.K= [c(CO)·c(H 2)]/ [c(C)·c(H 2O)]C.K=[c(H 2O)]/ [c(CO)·c(H 2)]D.K=[c(CO)·c(H 2)/ [c(H 2O)]]2．关于平衡常数,下列说法不正确的是 ( )A.平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变B.平衡常数随温度的改变而改变C.平衡常数随压强的改变而改变D.使用催化剂能使平衡常数增大3．平衡常数的大小可以表示反应进行的程度,平常常数大说明 ( )A.反应物平衡浓度较大B. 反应物平衡浓度较小C.生成物平衡浓度较大D. 生成物平衡浓度较小4．下列说法中正确的是 ( )A.从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度B. K 值越大,反应的转化率越小C. K 值越大,反应的转化率越大D.温度越高,K 值越大5．碳酸铵[(NH 4)2CO 3]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. 其分解是因为外界给予了能量B. 其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大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6．下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是 ( )A. 焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C. 焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的D熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的7．可逆反应∶2NO 22NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2②单位时间内生成n molO2的同时，生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥B.②③⑤C.①③④D.①②③④⑤⑥二、填空题8．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(固)+CO(气) Fe(固)+CO(气) △H＜0。