高中化学化学反应的方向

【知识拓展】
定义
符号 单位
计算公式
焓 物质所具有的能量 H
焓变 生成物总能量与反应
物总能量之差
△H
熵 混乱度
S
熵变
生成物总熵与反应 物总熵之差
Βιβλιοθήκη Baidu
△S
kJ·mol-1 kJ·mol-1 △H=H(生成物)－H(反应物) J·mol-1·K-1 J·mol-1·K-1 △S=S(生成物)－S(反应物)
祝 大 家 学习进步，身体健康
自发反应。
【归纳与总结】
一、反应焓变与反应方向（焓判据）
日常生活中长期积累的经验而总结得到 一条经验规律→能量判据（焓判据）∶体 系趋向于从高能状态转变为低能状态 （这时体系会对外做功或者释放热量
ΔH ﹤0）。
【思考与交流】
自发反应一定要△H < O ？
△H = ＋56.7kJ/mol △H = ＋74.9kJ/mol
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
规律方法总结
自发反应中的焓变和熵变的关系
1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应 一定能自发进行 2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应 一定不能自发进行 3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬 殊，可能某一因素占主导地位 4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可 能对反应的方向起决定性作用 5、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想 气体的混合等。
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
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
5、25℃和1.01×105Pa时，反应 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；
镁条燃烧；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 过程都是自发的，其
逆过程就是非自发的。
【归纳小结】
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
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， 就称为自发反应。
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
△H = ＋37.30kJ/mol
结论：ΔH < O有利于反应自发进行，自发反应不
一定要ΔH < O
焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一 因素。
二、反应熵变与反应方向
• 1、为了解释这样一类与能量状态的高低无关的 过程的自发性，提出了在自然界还存在着另一
已知： ΔH(298K)=178.2 kJ•mol , ΔS(298K)=169.6 J•mol-1•K-1
三、焓变与熵变对反应方向的共 同影响复合判据（自由能变化）
ΔG =Δ H —T Δ S 当ΔG <0时，反应自发进行 当 ΔG >0时，反应不自发进行 当 ΔG =0时，平衡状态
温度对反自发性的情况
ΔH =＋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。
6、下列说法不正确的是（ 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都是放热反应
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
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S =－39.35J•mol-1•K-1
结论： ΔS > O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要ΔS > O
熵变也是反应能否自发进行一个 因素, 但也不是惟一因素。
CaCO3(s) = CaO (s) +CO2 (g)这个 反应能否自发进行？
2020/10/1
类 型
△H
△S
△H— T△S
1—
+
永远是-
2
+
—
永远是+
反应的自发性
在任何温度都是自发反 应
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
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
▲需要注意：
(1)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。由能量判据(以焓变为基础)和熵判
如何判断一个过程，一个反应能否 自发进行？
【思考与交流】
酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能 自发发生的反应有何共同特点？ 从能量角度分析它们为什么可以自发？
共同特点： ΔH < O即放热反应
放热反应使体系能量降低，能量越低越稳
定， ΔH < O有利于反应自发进行
一般情况下， ΔH < O即放热反应,易发生
第1节 化学反应的方向
2020/10/1
自然界中有许多自然而然 发生的现象，请同学们联 系生活知识，列举一些能 自动发生的例子？
水总是自发地由高处往低处流
①自然界中水总是从高处往低处流； ②电流总是从电位高的地方向电位低的地 方流动； ③室温下冰块自动融化； ④墨水扩散； ⑤食盐溶解于水； ⑥火柴棒散落等。
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
7、以下自发反应可用能量判据来解释的是( D )
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);
2 分碳解酸产铵生〔氨（气N，H对4）其2C说O法3〕中在正室确温的下是就（能A）自发地
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
3、下列说法正确的是（ C ）
A. 是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是 非自发的
据组合成的复合判据(吉布斯自由能变ΔG )将更适
合于所有的过程。
(2)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。
例如: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；又如装在不同地方的气体等例子。
(3)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。
△H =+74.9 kJ/mol D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H =-571.6 kJ/mol
8、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)
种能够推动体系变化的因素→熵。
• 2、熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体
系的混乱度，符号用S 表示,单位：
J•mol-1•K-1 。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）。
• 3、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（ ΔS ＞0），为熵
如： 水泵可以把水从低水位升至高水位；用 高温可使石灰石分解；高温高压石墨转 化为金刚石的例子，实现后者的先决条 件是要向体系中输入能量，该过程的本 质仍然是非自发性的。
【课堂达标测试】
1 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
增加反应。
【思考与交流】
火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变 化？
从混乱度角度分析它们为什么可以自发？
【归纳与总结】
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，也就是反应方向判断 的熵判据
混乱度越大越稳定， ΔS > 0 有利于反应自发进行。
【思考与交流】
自发反应一定是熵增加的反应吗？