化学反应的方向高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1+

第二章化学反应速率与化学平衡

第三节化学反应的方向学习目标

1’了解自发反应与非自发反应的定义。理解自发性的熵判据和焓判据的含义。理解复合判据自由能变与反应自发性的关系。问题导学

8’①什么是自发过程？非自发过程一定不能发生吗？②放热反应一定能自发进行？吸热反应一定不能自发进行？结合下列问题认真阅读课本P41-43页，注意分析常见自发反应的特点。点拨精讲

22’自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。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——其中是否蕴藏了一定的科学原理？自发反应：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。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。一、自发过程与自发反应交流——思考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？它们有何共同特点？C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.5kJ·mol-12Na(s)+Cl2(g)==2NaCl(s)△H=-822kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)==Fe2O3(s)

△H=-1648.4kJ·mol-1

H2(g)+F2(g)==2HF(g)△H=-546.6kJ·mol-1共同特点：△H<0即放热反应二、化学反应进行方向的判据

1.能量判据（焓判据）多数能自发进行的化学反应是放热反应焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一化学反应会向着焓减小(△H<0)的方向自发进行。注：放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H<0有利于反应自发进行。反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应△H＜0交流——思考在一定温度、压强下，化学反应一定不能向着吸热的方向自发进行吗？结论：△H<0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<02NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)==2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)

2N2O5(g)==4NO2(g)+O2

(g)△H=+109.8kJ/molNaHCO3(s)+HCl(aq)==NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l)△H=+31.4kJ/mol△H>0焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。墨水扩散扑克牌的多次洗牌固体的溶解火柴的散落你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？有序混乱（一）熵a.定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量b.符号：Sc.常用单位：J/(mol·K)2.熵判据克劳修斯（德国）CH4O2CO2H2NH3186.15205.03214130192H2O(l)HNO3(l)Br2(l)69.9156152NaClFe金刚石SiO2CuO72.127.32.441.8442.7标准状况下：1mol不同物质的熵S(J·mol-1·K-1)③与物质的量的关系：物质的量越大→粒子数越多→熵值越大①对于同一物质，当物质的量相同时：S(g)>S(l)>S(s)②不同物质熵值的关系：I.物质组成越复杂→熵值越大II.对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大d.影响熵大小的因素：混乱度越大→体系越无序→熵值越大69.9J·mol-1·K-147.9J·mol-1·K-1188.7J·mol-1·K-1H2O(s)H2O(l)H2O(g)a.定义：发生化学反应时物质熵的变化成为熵变，符号为ΔSb.计算公式：ΔS=生成物总熵-反应物总熵（三）熵判据——又称熵增原理体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向。(即熵增△S＞0)△S越大，越有利于反应自发进行（二）熵变根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零：(1)水蒸气冷凝成水(2)硫酸铜溶于水(3)CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)(4)2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)(5)2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)△S<0△S>0△S>0△S>0由“有序”变为“无序”△S<0结论：△S>0有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S>0熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)2Al(s)+Fe2O3(s)==Al2O3(s)+2Fe(s)△S=-39.4J·mol-1·K-1交流——思考在一定温度和压强下，化学反应一定不能向着熵减少的方向自发进行吗？△S<0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反应达到平衡状态反应进行方向的判断方法：（四）复合判据2.物质的混乱度趋于增加1.物质具有的能量趋于降低△H△S>0焓(H)判据熵(S)判据放热反应熵增原理<0△H△S△G反应在该状况下能否自发进行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０＜０自发进行＞０不自发进行低温时＞０，高温时＜０低温时＜０，高温时＞０低温自发，高温不自发低温不自发，高温自发小结：“大大高温，小小低温”△H△S∆H>0∆S>0高温下反应自发进行∆H>0∆S<0所有温度下反应不能自发进行∆H<0∆S>0所有温度下反应自发进行∆H<0∆S<0低温下反应自发进行应用判据时的注意事项(1)在讨论过程的方向问题时，我们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。(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。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。课堂小结

1’3.复合判据：△G

△G=△H－T△S△G＜0反应能自发进行△G

=△H－T△S△G＞0反应不能自发进行2.熵判据1.焓判据化学反应进行方向的判据当堂检测

13’1.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)D2.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D3.25℃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4.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CDA4.碳酸铵在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是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C(1)钠与水反应(2)NH3(g)+HCl(g)==NH4Cl(s