化学反应的方向

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化学反应的方向及判断依据

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。

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

（P42 交流与讨论）

(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.

交流与讨论

下列过程在一定条件下能自发吗？这些过程在能量变化方面有什么共同点？

共同特点：△H＜0，即体系趋向于从高能状态转变

为低能状态

①室温下冰块自动融化；

②H2(g)+F2（g）==2HF（g） △H=-546.6kJ/mol

③C3H8（g）+5O2（g）==3CO2（g）+4H2O（l） △H=-546.6kJ/mol

对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行

能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态

即：△H ＜ 0 有利于反应自发

二、焓变与反应方向

吸热过程能自发进行吗？

思考：

实验探究：

（P40 观察与思考？）利用所给试剂和物品进行实验验证：

Ba(OH) 2固体、NH4Cl固体、药匙、保鲜袋、

橡皮筋

结论：一定条件下，吸热反应也能自发进行

思考：是什么原因促使吸热反应自发？

有序

混乱

墨水、气体扩散，固体的溶解

一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？

一盒火柴从有序到无序

你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？

三、熵变与反应方向

研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一因素——体系的混乱度（熵S）

熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。

水的三态的熵（Sm表示物质的量为1mol）

Sm（s） ＜ Sm（l） ＜ Sm（g）

熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。

△S=S生成物总熵－S反应物总熵

熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ △S＞0）。

即：△S ＞0大，有利于反应自发进行。

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

△H >0 △S ＜0

△H ＜0 △S ＜0

△H >0 △S>0

自发

非自发

不一定

不一定

吉布斯自由能判断反应自发进行的方向

NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)

△H ＜0 △S ＜0

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

△H >0 △S>0

判断这两个反应什么条件下自发进行

｛

△G ＜0, 自发进行

△G＝0，可逆反应

△G >0，非自发进行

低温可行

高温可行

△G= △H -T△S

四、焓变和熵变对反应方向的共同影响

1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；

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)

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)

判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行

（P42 交流与讨论）

小结

练习:

根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变，并判断反应的方向。

1、H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)

△S=+80.7JXXXXXmol-1XXXXXK-1

△H 0，△S 0，该反应 （自发或非自发）

2、TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)

△H=+161.9kJXXXXXmol-1

△S=-38.4JXXXXXmol-1XXXXXK-1

该反应 （自发或非自发）

3、NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)

△H= -176.9kJXXXXXmol-1

△H 0，△S 0，

该反应 （自发或非自发）

4、CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g )

△H 0，△S 0，

该反应 （自发或非自发）

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。

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

C

2.下列反应中，熵减小的是

D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)

B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)

A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)

C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)

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。

4. 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。

D

A

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. 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。

C

D

7.250C和1.01XXXXX105Pa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。

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