【知识解析】用焓变与熵变综合判断反应方向
用焓变与熵变综合判断反应方向
1 化学反应方向的判据
在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH－TΔS。
ΔH－TΔS＜0 反应正向能自发进行
ΔH－TΔS＝0 反应达到平衡状态
ΔH－TΔS＞0 反应正向不能自发进行
上述判据可表述为在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。
2 反应方向的吉布斯自由能判据
（1）吉布斯自由能
①符号：G。
②定义式：G＝H－TS。
（2）吉布斯自由能变（ΔG）
①含义：表示一个封闭体系在等温、等压条件下做最大非体积功的能力。
②表达式：ΔG＝ΔH－TΔS。
（3）吉布斯自由能判据
在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，反应的方向可依据ΔG来判断。
ΔG＜0 反应正向能自发进行
ΔG＝0 反应达到平衡状态
ΔG＞0 反应正向不能自发进行
在以上条件下，自发反应总是朝着吉布斯自由能减小的方向进行，直至达到平衡状态。
名师提醒
（1）ΔH与ΔS共同影响一个化学反应在一定条件下能否自发进行。若只简单地用焓变或熵变中的一个来判断同一个化学反应的方向，可能会出现相反的判断结果。所以在判断化学反应的方向时，应该同时考虑两个因素，用ΔH－TΔS作为判据。
（2）化学反应方向与反应条件有关，不能随意将常温、常压下的结论用于其他温度、压强条件下发生的反应。
（3）“ΔH－TΔS判据”只能用于判断等温、等压条件下的反应，不能用于判断其他条件（如等温、等容）下的反应。
（4）“ΔH－TΔS判据”只能用于判断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下反应正向自发进行的趋势，即反应发生的可能性，但它并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否实际发生，这是因为反应能否实际发生还涉及反应速率问题。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者会发生腐蚀。
3 温度对化学反应方向的影响
在判断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下的反应的方向时，需要同时考虑焓变、熵变和温度因素，用ΔH－TΔS作为判据进行判断。对于给定条件下不能正向自发进行的化学反应，可以通过改变反应条件（如温度、压强、浓度）使反应能够正向自发进行。一定条件下，温度与反应方向的关系如图2－1－3所示。当ΔH、ΔS符号相同时，反应方向与温度有关；当ΔH、ΔS符号相反时，反应方向与温度无关。
图2－1－3
记忆口诀
第一象限大大高可行；第二象限小大任意行。
第三象限小小低可行；第四象限大小皆不行。
（口诀中ΔH在前，ΔS在后，“大”或“小”指的是ΔH、ΔS与0的大小关系，“高”或“低”指的是温度的高低）。
4 对化学反应方向判断的讨论
说明◆
假设反就的焓变、熵变不随温度的改变而变化。
典例详析
例4－7（2021天津八中月考）
25 ℃、1.01×105 Pa时，反应2N2O5（g）===4NO2（g）＋O2（g）ΔH＝＋56.7 kJ/mol能自发进行的原因是（）
A．该反应是吸热反应
B．该反应是放热反应
C．该反应是熵减小的反应
D．该反应的熵增效应大于能量效应
解析◆在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。题给反应属于气体物质的量增大的反应，是熵增加的反应，ΔS＞0；该反应是吸热反应，ΔH ＞0，且能自发进行，故ΔH－TΔS＜0，TΔS＞ΔH，说明熵增效应大于能量效应。
答案◆D
例4－8
下列反应一定不能正向自发进行的是（）
A．2KClO3（s）===2KCl（s）＋3O2（g）ΔH＝－78.03 kJ/mol ΔS＝＋494.4 J/（mol·K）
B．CO（g）===c（s，石墨）＋1
2
O2（g）ΔH＝＋110.5 kJ/mol ΔS＝－89.4 J/（mol·K）
C．4Fe（OH）2（s）＋2H2O（l）＋O2（g）===4Fe（OH）3（s）ΔH＝－444.3 kJ/mol ΔS ＝－280.1 J/（mol·K）
D．NH4HCO3（s）＋CH3COOH（aq）===CO2（g）＋H2O（l）＋CH3COONH4（aq）ΔH
＝＋37.30 kJ/mol ΔS＝＋184.0 J/（mol·K）
解析◆A项反应为熵增加的放热反应，在任何温度下都有ΔH－TΔS＜0，因此该反应一定能正向自发进行；B项反应为熵减小的吸热反应，在任何温度下都有ΔH－TΔS＞0，故该反应一定不能正向自发进行；C项反应为熵减小的放热反应，在低温时可能有ΔH－TΔS＜0，因此该反应在低温下能正向自发进行；D项反应为熵增加的吸热反应，在高温时可能有ΔH－TΔS＜0，因此该反应在高温下能正向自发进行。
答案◆B
例4－9
下列说法正确的是（）
A．ΔH＜0的化学反应均是自发反应
B．ΔS＜0的反应均不能自发进行
C．2C（s）＋O2（g）===2CO（g）的ΔH＜0、ΔS＞0，该反应一定能自发进行
D．MgCl2（l）===Mg（s）＋Cl2（g）的ΔH＞0、ΔS＞0，该反应一定不能自发进行
解析◆对于ΔH＜0（放热）的化学反应，当ΔS＜0时，ΔH－TΔS可能大于0，故可能为非自发反应，A项错误。对于ΔS＜0（熵减小）的反应，当ΔH＜0时，ΔH－TΔS可能小于0，故可能为自发反应，如在一定条件下铝热反应可以自发进行，B项错误。在一定温度和压强下，ΔH＜0，ΔS＞0的反应一定能自发进行，ΔH＞0，ΔS＞0的反应在高温下有可能自发进行，C项正确，D项错误。
答案◆C
例4－10（2021安徽合肥月考）
下列内容与结论相对应的是（）
解析◆物质由气态变为液态，体系无序程度减小，ΔS＜0，A项错误：硝酸铵溶于水是熵增加的吸热过程，ΔS＞0，B项正确；一个反应的ΔH＞0、ΔS＞0，根据二者的共同影响可知，
高温时可以使ΔH－TΔS＜0，即高温条件下，反应能自发进行，C项错误；由ΔH＜0、ΔS ＞0知，ΔH－TΔS＜0，故该反应在任何温度下都能自发进行，D项错误。
答案◆B
例4－11
下列反应在任何温度下均能正向自发进行的是（）
A．2N2（g）＋O2（g）－2N2O（g）ΔH＝＋163 kJ·mol-1
B．Ag（s）＋1
2
Cl2（g）===AgCl（s）ΔH＝－127 kJ·mol-1
C．HgO（s）===Hg（l）＋1
2
O2（g）ΔH＝＋91 kJ·mol-1
D．H2O2（aq）===1
2
O2（g）＋H2O（l）ΔH＝－94.65 kJ·mol-1
解析◆A项，ΔH＞0、ΔS＜0，该反应在任何温度下均不能正向自发进行，错误；B项，ΔH ＜0、ΔS＜0，该反应在低温下能正向自发进行，错误；C项，ΔH＞0、ΔS＞0，该反应在高温下能正向自发进行，错误；D项，ΔH＜0、ΔS＞0，该反应在任何温度下均能正向自发进行，正确。
答案◆D
高二化学 第二章 化学反应速率与化学平衡(人教版选修4)：重难点十二 焓变与熵变
一、焓变与熵变的定义： 1．焓变：焓变是指体系内能的变化，焓变为正值说明反应放热体系能量减小，焓变为负值说明反应吸热体系能量增加． 2．熵变：熵变是指体系混乱程度的变化，熵变为正值说明体系的混乱程度增加，熵变为负值说明混乱程度减小． 二、焓变与化学反应方向的关系 体系总是趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系往往会对外做功或释放能量)．这一经验规律是能量判断的依据，即焓变是决定一个化学反应能否自发进行的一个重要因素； 1．多数能自发进行的化学反应是放热反应． 2．有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下却能自发进行．例如：在室温和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应． 3．有不少吸热反应在室温条件下也能自发进行． 结论：反应放热有利于反应自发进行，反应吸热也有可能自发进行，这说明反应的焓变只是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素． 三、熵变与化学反应方向的关系 在同一条件下，不同的物质熵值不同，且一物质的熵与其聚集状态及外界条件还有关，一般来说，S(g)＞S(l)＞S (s)．在密闭的条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，该变化过程体系的熵增大．熵值越大，体系的混乱程度越大． 1．许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行．产生气体或气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应． 2．有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行．例如：CaCO3(s)高温CaO(s)+CO2(g) 3．有不少熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行． 例如：2Al(s)+Fe2O3(s)高温Al2O3(s)+2Fe(s) 结论：熵增加有利于反应自发进行，熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行．故熵增原理是解释反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素．由此可见，焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，要判断反应进行的方向，必
阅读材料：化学反应的熵变与焓变在化学中的应用
化学反应的熵变与焓变在化学中的应用 化学热力学，是研究化学变化和物理学变化中伴随发生的热量转换和传递学 科。在对化学反应进行的方向和进行的程度做定量研究中，化学反应的熵变和焓 变是判断化学反应能否自发进行的重要因素，它对解释化学疑难问题起着重要的 理论指导作用。 一、化学反应方向和熵 1、焓变()H ?不能做化学反应方向的判据 事实证明，有许多化学反应是放热反应。例如： )()()(22g CO g O g C =+ 15.393)(-?-=?mol KJ T H c m r θ )()()(2aq Cl aq H g HCl O H ∞+∞??→?-+ 114.75)(-?-=?mol KJ T H c m r θ )(02)(2)(2)(22l H s AgCl g HCl s O Ag +=+ 19.324)(-?-=?mol KJ T H c m r θ 注：)(c m r T H θ?：上标“θ”代表压力为标准压力θp ,c T 表示298.15K 。在反应式中用“g ”代表气体，用“l ”代表液体，“s ”代表固体，“aq ∞”代表无限稀释溶液。 这些反应的共同特点是放出热量。这些反应之所以能自发进行，皆因为体系 放出热量之后热量降低了，从而处于一种稳定状态。这些热量的传导方向总是从 高温到低温，水流的方向总是从高位到低位道理是一样的。体系都有从高能到低 能，从不稳定到稳定状态的自发倾向。这是自然界的规律之一。上述事实说明， 化学反应方向与焓变有关，自发的化学反应是向着体系焓值减少的方向进行的， 反应的焓变为负值()0?H 时，不利于化学反应向正反应方向进行，而有利于化学反应向逆反 应方向进行。 但是，还不能因为上述事实存在，而简单的把焓变()H ?作为判断化学反应方 向的独立根据，因为还有些是吸热反应。例如： )()()(34g HCl g NH g Cl NH += 142)(-?+=?mol KJ T H c m r θ
【知识解析】用焓变与熵变综合判断反应方向
用焓变与熵变综合判断反应方向 1 化学反应方向的判据 在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH－TΔS。 ΔH－TΔS＜0 反应正向能自发进行 ΔH－TΔS＝0 反应达到平衡状态 ΔH－TΔS＞0 反应正向不能自发进行 上述判据可表述为在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。 2 反应方向的吉布斯自由能判据 （1）吉布斯自由能 ①符号：G。 ②定义式：G＝H－TS。 （2）吉布斯自由能变（ΔG） ①含义：表示一个封闭体系在等温、等压条件下做最大非体积功的能力。 ②表达式：ΔG＝ΔH－TΔS。 （3）吉布斯自由能判据 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，反应的方向可依据ΔG来判断。 ΔG＜0 反应正向能自发进行 ΔG＝0 反应达到平衡状态 ΔG＞0 反应正向不能自发进行 在以上条件下，自发反应总是朝着吉布斯自由能减小的方向进行，直至达到平衡状态。 名师提醒 （1）ΔH与ΔS共同影响一个化学反应在一定条件下能否自发进行。若只简单地用焓变或熵变中的一个来判断同一个化学反应的方向，可能会出现相反的判断结果。所以在判断化学反应的方向时，应该同时考虑两个因素，用ΔH－TΔS作为判据。
（2）化学反应方向与反应条件有关，不能随意将常温、常压下的结论用于其他温度、压强条件下发生的反应。 （3）“ΔH－TΔS判据”只能用于判断等温、等压条件下的反应，不能用于判断其他条件（如等温、等容）下的反应。 （4）“ΔH－TΔS判据”只能用于判断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下反应正向自发进行的趋势，即反应发生的可能性，但它并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否实际发生，这是因为反应能否实际发生还涉及反应速率问题。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者会发生腐蚀。 3 温度对化学反应方向的影响 在判断等温、等压及除了体积功以外不做其他功条件下的反应的方向时，需要同时考虑焓变、熵变和温度因素，用ΔH－TΔS作为判据进行判断。对于给定条件下不能正向自发进行的化学反应，可以通过改变反应条件（如温度、压强、浓度）使反应能够正向自发进行。一定条件下，温度与反应方向的关系如图2－1－3所示。当ΔH、ΔS符号相同时，反应方向与温度有关；当ΔH、ΔS符号相反时，反应方向与温度无关。 图2－1－3 记忆口诀 第一象限大大高可行；第二象限小大任意行。 第三象限小小低可行；第四象限大小皆不行。 （口诀中ΔH在前，ΔS在后，“大”或“小”指的是ΔH、ΔS与0的大小关系，“高”或“低”指的是温度的高低）。 4 对化学反应方向判断的讨论
高中化学关于化学反应进行的方向详解
高中化学关于化学反应进行的方向详解 在化学的学习中，学生会学习到很多的化学反应方程式，下面店铺的小编将为大家带来高中化学的关于化学反应进行的方向介绍，希望能够帮助到大家。 高中化学关于化学反应进行的方向的介绍 (一)自发过程与非自发过程： 不借助外力可以自动进行的过程称为自发过程，而必须在外力的作用下才能进行的过程为非自发过程。 说明： 1、体系有着趋于从能量高的状态变为能量低的状态的过程，此时体系对外界做功或放出能量?D?D这一经验规律就是能量判据。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。 2、多数能自发进行的化学反应是放热反应。即反应物的总能量大于生成物的总能量。但并不是放热反应都能自发进行，也不是讲吸热反应就不能自发进行。某些吸热反应也能自发进行，如氯化铵与氢氧化钡晶体的反应，还有一些吸热反应在高温下也能自发进行。 3、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。?D?D混乱度的增加意味着体系变得更加无序。熵是热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S，单位为：J?mol-1?K-1 。?D?D体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大。 4、在相同条件下，不同物质的熵值不同，同一物质在不同状态时的熵值大小也不一样，一般而言：固态时熵值最小，气态时熵值最大。 5、熵变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在混乱度的变化，叫做熵变，符号：△S △S=S产物-S反应物。在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向?D?D熵增 6、自发过程的熵判据：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
【知识解析】反应进行方向的判断方法
反应进行方向的判断方法 1 反应进行方向的判断 焓变（ΔH ）和熵变（ΔS ）都与反应的自发性有关，但都不能独立地作为反应自发性的判据。要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 体系的自由能变化（ΔG ，kJ/mol ）是由焓判据和熵判据组合成的复合判据。它不仅与ΔH 、ΔS 有关，还与温度T 有关，其表达式为ΔG ＝ΔH －T ΔS ，在等温、等压及不考虑体积变化做功以外的其他功的条件下，ΔG 是判断化学反应自发性的判据，其规律是 000G G G ⎧⎨⎪⎩ ∆∆∆⎪＜反应能自发进行＝反应处于平衡状态＞反应不能自发进行 注意 （1）复合判据只适用于判断等温、等压条件下的反应能否自发进行，不适用于判断其他条件（如等温、等容）下的反应能否自发进行。 （2）反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应一定会发生，反应能否发生，还要看具体的条件。 2 对反应进行方向判断的讨论 深化理解 温度对反应进行方向的影响
根据复合判据ΔH－TΔS可知，反应熵变ΔS对化学反应方向的影响是与温度相关联的，因此温度也可以影响反应进行的方向。严格来讲，温度对反应的焓变与熵变都有影响，但是在焓变与熵变随温度变化不大的范围内，可以认为它们是定值。温度与反应进行方向的关系如图2－3－4所示： 图2－3－4 典例详析 例4－8（2020河北承德月考） 对于化学反应能否自发进行，下列说法错误的是 A．若ΔH＜0，ΔS＞0，则任何温度下反应都能自发进行 B．若ΔH＞0，ΔS＜0，则任何温度下反应都不能自发进行 C．若ΔH＞0，ΔS＞0，则低温时反应可自发进行 D．若ΔH＜0，ΔS＜0，则低温时反应可自发进行 解析◆若ΔH＜0，ΔS＞0，则ΔH－TΔS＜0，任何温度下反应都能自发进行，A项正确；若ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH－TΔS＞0，任何温度下反应都不能自发进行，B项正确；若ΔH＞0，ΔS＞0，则高温时，ΔH－TΔS＜0，即高温时反应可自发进行，C项错误；若ΔH＜0，ΔS＜0，则低温时，ΔH－TΔS＜0，即低温时反应可自发进行，D项正确。 答案◆C 例4－9（2019四川成都双流中学期中） 下列说法正确的是 A．非自发反应在外加条件下可能实现 B．吸热反应都不能自发进行 C．熵增加的反应都是自发反应 D．分子之间的碰撞一定能发生化学反应
高中化学 第二章 化学反应速率与化学平衡 重难点十二 焓变与熵变(含解析)新人教版选修4
重难点十二焓变与熵变 一、焓变与熵变的定义： 1．焓变：焓变是指体系内能的变化，焓变为正值说明反应放热体系能量减小，焓变为负值说明反应吸热体系能量增加． 2．熵变：熵变是指体系混乱程度的变化，熵变为正值说明体系的混乱程度增加，熵变为负值说明混乱程度减小． 二、焓变与化学反应方向的关系 体系总是趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系往往会对外做功或释放能量)．这一经验规律是能量判断的依据，即焓变是决定一个化学反应能否自发进行的一个重要因素； 1．多数能自发进行的化学反应是放热反应． 2．有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下却能自发进行．例如：在室温和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应． 3．有不少吸热反应在室温条件下也能自发进行． 结论：反应放热有利于反应自发进行，反应吸热也有可能自发进行，这说明反应的焓变只是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素． 三、熵变与化学反应方向的关系 在同一条件下，不同的物质熵值不同，且一物质的熵与其聚集状态及外界条件还有关，一般来说，S(g)＞S(l)＞S (s)．在密闭的条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，该变化过程体系的熵增大．熵值越大，体系的混乱程度越大． 1．许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行．产生气体或气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应． 2．有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行．例如： CaCO3(s)高温 CaO(s)+CO2(g) 3．有不少熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行． 例如：2Al(s)+Fe2O3(s)高温 Al2O3(s)+2Fe(s) 结论：熵增加有利于反应自发进行，熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行．故熵增原理是解释反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素．由此可见，焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变．
化学反应的方向及判据知识点
化学反应的方向及判据知识点 一、复习回顾 反应条件对化学平衡的影响 （1）温度的影响： 升高温度，化学平衡向吸热方向移动； 降低温度，化学平衡向放热方向移动。 （2）浓度的影响： 增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学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，化学平衡向逆反应方向移动。 （3）压强的影响： 增大压强，化学平衡向气体分子数减小的方向移动； 减小压强，化学平衡向气体分子数增大的方向移动。 （4）催化剂： 加入催化剂，化学平衡不移动。 二、知识梳理 考点1：反应焓变与反应方向 1.多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H —1 （298K）==－444.3kJ·mol 2.部分吸热反应也能自发进行。 如 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H —1。 2O(l)，其△H（298K）== +37.30kJ·mol 3.有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。 因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。考点2：反应熵变与反应方向
1.熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位 J·mol—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。 2.化学反应的熵变（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。 3.反应熵变与反应方向的关系 （1）多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。 （2）有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。 （3）个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如 —1·K—1，在点燃的条件下即铝热反应的△S== —133.8 J·mol 可自发进行。 考点3：熵增加原理以及常见的熵增过程 1.自发过程的体系趋向于有序转变为无序，导致体系的熵增加，这一经验规律叫熵增加原理，也是反应方向判断的熵判据。 2.影响熵大小的因素 （1）同一条件下，不同的物质熵不同 （2）同一物质的熵气体＞液体＞固体 3.常见的熵增加过程 固体的溶解、气体的扩散、水的汽化过程以及墨水的扩散过程等等都是体系混乱度增加的过程，即熵增过程。 4.常见的熵增反应 （1）产生气体的反应； （2）有些熵增加的反应在常温常压下不能进行，但是在高温下的时候可以自发进行。 （3）有些熵减小的反应也可以自发进行 考点4：焓变和熵变对反应方向的共同影响——“四象限法”判断化学反应的方向 在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“＋、＋”，第Ⅱ象限的符号为“＋、—”，第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、＋”。借肋于数学坐标系四个象限的符
用焓变和熵变综合判断反应方向(鲁科版) 学案高中化学新教材(鲁科版选择性必修1)
第二章化学反应的方向、限度与速率 第1节化学反应的方向 第2课时用焓变和熵变综合判断反应方向 1.通过分析关系式△H-T△S，能根据反应焓变的吸热或放热、反应熵变的熵增或熵减来定性分析反应焓变和反应熵变对反应方向的影响。 2.通过本课时内容的学习，初步接触热力学理论，从而初步了解热力学理论研究的重要意义。 根据定量关系式ΔH -TΔS 及给定数据判断反应方向 1.反应焓变与反应方向：更有利于反应正向自发进行； 2.反应熵变与反应方向：更有利于反应正向自发进行。 2.1.2 用焓变和熵变综合判断反应方向 三．用焓变和熵变综合判断反应方向 研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH - TΔS。 ΔH - TΔS < 0 自发进行。 ΔH - TΔS = 0 。 ΔH - TΔS > 0 自发进行。 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH -TΔS < 0的方向进行，直到达到。 【归纳小结】 1.ΔH 0 ΔS 0： 2.ΔH 0 ΔS 0： 3.ΔH 0 ΔS 0： 4.ΔH 0 ΔS 0： 利用ΔH－T ΔS判据，只能用于判断在及除了体积功以外不做其他功的条件下反应正向自发进行的，即反应发生的，但它并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否实际发生，这个反应到底能不能反应，那还要看反应进行的和反应进行的。
【课堂小结】 ★焓变、熵变共同影响化学反应的方向。化学反应向的方向自发进行。 ★ΔH、ΔS的作用相反，且相差不大时，可能对化学反应的方向起决定作用。 1．下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是 A．1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）] B．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行 C．2KClO3（s）＝2KCl（s）+3CO2（g）△H＞0能否自发进行与温度有关 D．常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0 2．以下对影响反应方向因素的判断不正确的是 A．有时焓变对反应的方向起决定性作用 B．有时熵变对反应的方向起决定性作用 C．焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素 D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用 3．下列说法正确的是 A．NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H= +185.57kJ•mol−1，能自发进行，原因是△S>0 B．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 C．常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 D．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 4．自由能的变化(ΔG)是反应方向判断的复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应正向自发进行。已知某化学反应其ΔH＝－122 kJ·mol－1，ΔS＝231 J·mol－1·K－1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行 A．在任何温度下都能自发进行B．在任何温度下都不能自发进行 C．仅在高温下自发进行D．仅在低温下自发进行 5．下列说法正确的是 A．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH不同 B．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 C．某反应低温条件下能够自发进行，则高温条件下一定能够自发 D．KNO3溶于水的过程熵值减小 6．水煤气的主要成分为CO和H2，工业上常利用CH4和H2O来制备水煤气，原理为CH4（g）+H2O （g）=CO（g）+3H2（g）△H>0。对于该反应的下列判断正确的是 A．△S<0 B．在热力学上趋势很大
化学反应进行的方向考点考向解析突破
化学反应进行的方向 1．自发过程 （1）含义 在一定条件下，不需要借助外力就可以自动进行的过程。 （2）特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)； ②在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。 2．化学反应方向的判据 （1）焓判据 放热反应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进行的方向有一定的局限性。（2）熵判据 ①熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J·mol−1·K−1。 ②熵的大小：同种物质，三种聚集状态下，熵值由大到小的顺序为S(g)>S(l)>S(s)。 ③熵判据：体系的混乱度增加，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进行的方向也不全面。 （3）复合判据——自由能变化判据 在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，因此，把焓变和熵变判据结合起来组成的复合判据即自由能变化ΔG，更适合于所有过程的判断。ΔG=ΔH−TΔS（T为开尔文温度），ΔG的正、负决定着反应的自发与否。 ①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。
②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。 ③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 考向化学反应方向的判定 典例1下列过程一定不能自发进行的是 A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＜0 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＞0 D．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)ΔH＞0 【解析】A.ΔH＞0，ΔS＞0，在较高温度下可满足ΔH－T·ΔS＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故A不选；B.ΔH＜0，ΔS＜0，温度较低时即可满足ΔH－T·ΔS＜0，能自发进行，故B不选；C.ΔH＞0，ΔS＞0，在较高温度下可满足ΔH－T·ΔS＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故C不选；D.ΔH＞0，ΔS＜0，一般情况下ΔG＝ΔH－T·ΔS＞0，不能自发进行，故选D。 【答案】D 1．已知反应2CO(g)2C(s)+O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值，设ΔH和ΔS不随温度的改变而改变。则下列说法中，正确的是 A．低温下是自发变化 B．高温下是自发变化 C．低温下是非自发变化，高温下是自发变化 D．任何温度下是非自发变化 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
科版高二化学选择性必修1_《2。1。1反应焓变、熵变与反应方向》精品教案
《2.1.1反应焓变、熵变与反应方向》精品教案 通过前面的学习，学生已经积累了一些关于化学反应存在方向问题的感性认识，知道在常温、常压条件下有些反应容易进行而有些反应不能进行；有些在常温、常压条件下不能进行的反应在加热或者加压条件下则可以进行。在此基础上，提出化学反应的方向问题，通过分析最常见的等温、等压条件下决定反应方向的因素，介绍理论判断反应在一定条件下能否发生，以及在什么条件下可以发生的意义、思路和方法，使学生进一步感受热力学在化学研究中的重要地位和重要意义。 本节以化学反应的方向问题为主线索，以学生熟悉的汽车尾气治理反应为切入点，开门见山地提出化学反应存在方向问题。首先由上一章的热化学知识出发，引导学生分析并建立起反应焓变与反应方向有关的概念；然后从学生熟悉的几种化合物的溶解现象着手引入熵这一新的物理量，引导学生建立起反应熵变与反应方向有关的概念；最后归纳为一个思想：化学反应的方向既与反应焓变有关，也与反应熵变有关，两者共同影响着反应方向。 证据推理与模型认知：通过分析反应的焓变与反应的方向，了解反应焓变与反应方向有关，但不是唯一的影响因素；通过分析反应的熵变与反应的方向，了解反应熵变与反应方向有关，但也不是唯一的影响因素。 理解焓变和熵变对反应方向的影响 学生复习上一章的热化学知识，预习本课内容；教师准备多媒体课件。 【联想质疑】汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，它们是现代化城市中的重要大气污染物。 一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。一氧化氮对人体特别是对呼吸系统有危害。 【投影】播放视频——了解机动车尾气污染。 【联想质疑】为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气的想法。
化学反应的方向（讲义及答案）
化学反应的方向（讲义及答案） 化学反应的方向（讲义） 一、知识点睛 1.自发过程 （1）自发过程 在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等 就能自动进行的过程。 （2）自发反应 自发反应是自发过程的一种，具有性。反应的 某个方向在一定条件下是自发的，其逆方向的反应在 该条件下肯定是的。 2.反应焓变与反应方向 （1）多数反应能自发进行。 （2）有的反应也能自发进行。 （3）是影响化学反应方向的一个因素，但不是唯一因素。 3.反应熵变与反应方向 （1）熵（S） ①熵是描述体系的物理量，符号为， 单位为。 ②体系混乱度越大，熵值。 在同一条件下，不同物质的熵值； 对于同一物质来说，。 （2）熵变（△S） ①固体的溶解、水的汽化、墨水在水中的扩散以及气 体的扩散过程都是熵的过程。 ②化学反应存在着熵变。 反应熵变（△S）为总熵与总熵之差。 注：对于有气体参与的化学反应，气态物质的物质 的量增大的化学反应，其熵变通常是正值。（3）反应熵变与反应
方向 ①有利于反应的自发进行。 ②有些的反应在常温、常压下不能自发进行， 但在较高温度下可以自发进行。 ③有些的反应在一定条件下也可以自发进行。 ④是影响化学反应方向的又一个因素，但也 不是唯一的因素。 4.焓变与熵变对反应方向的共同影响 在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向是反应的 和共同影响的结果。 （1）反应方向的判据 ①△H-T△S 0 反应能自发进行 ②△H-T△S 0 反应达到平衡状态 ③△H-T△S 0 反应不能自发进行 （2）文字表述 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向 的方向进行，直至达到平衡状态。 （3）一般规律 ①反应一定能自发进行。 ②反应一定不能自发进行。 ③当反应的焓变和熵变的影响相反时，如果二者大小 相差悬殊，某一因素可能占主导地位。当二者相差 不大时，有可能对反应的方向起决定性作用。 二、精讲精练 1.知道了某过程有自发性之后，则（） A．可判断出过程的方向 B．可确定过程一定会发生 C．可预测过程发生的速率 D．可判断过程的热效应 2.实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法
高二化学之化学反应的方向(熵焓论)
高二化学之化学反应的方向（熵焓论） 一个化学反应能否自发发生，取决于熵变和焓变，即化学反应的方向取决于熵变和焓变。熵变大于零，也就是混乱度增加，有利于化学反应发生，焓变小于零，也就是放热反应，有利于化学反应自发发生。因此，一个反应如果既是放热反应，又是熵增反应，那么这个反应必然自发发生，它的逆过程也就是吸热反应和熵减反应，必然不自发发生。简单地说，熵焓异号(一大一小)，反应要么自发，要么不自发。熵焓同号，必然是可逆反应，可以调节温度使平衡向特定方向移动，根据勒夏特列原理，升高温度有利于平衡向吸热反应方向移动，即熵焓均大于零，选较高温有利于反应的自发进行，同理熵焓均小于零，选择较低温有利于反应的自发进行。综上，熵焓一大一小，要么行，要么不行，两大选高温，两小选低温。这里说的高温或者低温，并不是温度的绝对高低，而是一个相对值，这个相对值对于每个反应来说，都是特定的。这里要特别说明的是，肯定能自发进行的反应，其化学反应速率不一定快，比如常温下，氢气和氧气混合反应，是一个自发反应，但是一瓶这样子的混合气体，可能需要上亿年才能变成水，如果所以可以利用熵焓符号来判断化学反应的方向，但是只能解决能否发生的问题，而不能解决何时发生的问题。另外，不能自发进行的反应，指的是不能通过改变温度、浓度、压强等条件让其自发，而电解不在此列。熵变的判断有一个简单的原则，同一物质，由固体变为液体，再变为气体，是熵增的过程。一个反应，气体分子增加的，是熵增的过程。因此，看到一个方程式，大多数情况下，很容易看出熵变的情况，若还被告知存在化学平衡，也就是这个反应是可逆反应，那么必然就可以判断出焓变与熵变同号，从而知
焓变及熵变与反应方向
焓变及熵变与反应方向 一、焓变与化学反应方向的关系 体系总是趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系往往会对外做工或释放能量）。这一经验规律是能量判断的依据，即焓变是决定一个化学反应能否自发进行的一个重要因素。 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就是一个自发的、放热反应。其热化学方程式为： 4Fe(OH) 2 (s) + 2H2O(l) + O2(g) === 4Fe(OH)3(s) △H(298K) ＝－444.3 kJ·mol－1 再如：在常温、常压下，氢氧化钠溶液和盐酸的反应也是一个自发的、放热反应。其热化学方程式为：NaOH(aq)+HCl(aq) === NaCl(aq)+ H2O(l) △H(298K)＝－56kJ/mol 2. 有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下却能自发进行。例如：在室温和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应： CaCO3(s) === CaO(s) + CO2(g) △H(298K)＝+178.2 kJ·mol－1 CaCO3(s) === CaO(s) + CO2(g) △H(1200K)＝+176.5 kJ·mol－1 3. 有不少吸热反应在室温条件下也能自发进行。例如： 2N2O5(g) === 4NO2(g)+O2(g) △H(298K) ＝+56.7kJ/mol (NH4)2CO3(s) === NH4HCO3(s)+NH3(g) △H(298K) ＝+74.9 kJ/mol NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) ===CO2(g) + CH3COONH4(aq) + H2O(l) △H(298K)＝+37.30 kJ·mol－1 反应放热有利于反应自发进行，反应吸热也有可能自发进行，这说明反应的焓变只是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 二、熵变与化学反应方向的关系 在同一条件下，不同的物质熵值不同，且一物质的熵与其聚集状态及外界条件还有关，一般来说，S(g)＞S(l)＞S (s)。在密闭的条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，该变化过程体系的熵增大。熵值越大，体系的混乱程度越大。 1. 许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体或气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应。例如：2H2O2(aq) === 2H2O(l) + O2(g)。 2. 有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。 例如：CaCO3(s) 高温CaO(s) + CO2(g)；C(s，石墨) + H2O(g) 高温CO(g) + H2(g)。 3. 有不少熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行。 例如：2Al(s) + Fe2O3(s) 高温Al2O3(s) + 2Fe(s) 熵增加有利于反应自发进行，熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行。故熵增原理是解释反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
专题2化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳
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知识点复习 一、化学反应方向 （一）自发过程和自发反应 自发过程具有的特点： ①能量角度 体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。 ②混乱度角度 体系趋向于从有序状态转变为无序状态。 （二）化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系 1.自发反应与焓变的关系 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的 焓判据放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向 焓变与反应自发性 的关系若该反应为放热反应，即ΔH＜0，一般能自发进行；若该反应为吸热反应，即ΔH＞0，一般不能自发进行 局限性有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 2.化学反应进行的方向与熵变的关系
(1)熵的概念 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的混乱度越大。 (2)影响熵大小的因素 ①同一条件下，不同的物质熵值不同。 ②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如同一种物质不同状态时熵值大小为 S(g)>S(l)>S(s)。 ③气态物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 (3)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，即熵变(符号ΔS)大于零，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。 ①当ΔS>0时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。如2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)在常温下能自发进行。 ②当ΔS<0时，反应为熵减反应，在一定条件下不能自发进行。 但如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)也能自发进行。 (4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔS＝－39.35 J·mol－1·K－1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。【注意】 (1)从焓变(能量)角度：ΔH<0，有利于反应自发进行。 (2)从熵变角度：ΔS>0，有利于反应自发进行。 (3)在实际的化学反应中，若ΔH与ΔS符号相同时，对化学反应的方向的影响作用出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论。例如，有些吸热反应也能自发进行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0，能自发进行。 （三）化学反应进行的方向与自由能变化的关系 1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向 (1)由焓判据知放热反应是易自发进行的；由熵判据知熵值增加是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果。
2018人教版高中化学37总复习：化学反应进行的方向知识讲解
高考总复习化学反应进行的方向 【考纲要求】 1．了解焓变、熵变的涵义以及二者与反应方向的关系 2．能通过△H-T△S及给定的△S数据定量判断反应的方向 【考点梳理】 考点一、自发过程 1、含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 2、特点： ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或释放热量）。 ②在密闭条件下，体系从有序转变为无序的倾向性（无序体系更加稳定）。 考点二、化学反应方向的判据 1、焓判据 （1）焓变（ΔH）：焓变即化学反应中的能量变化。 ①放热反应：ΔH＜0，体系能量降低。 典型的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与酸或水的反应、大多数化合反应、缓慢氧化反应等； ②吸热反应：ΔH＞0，体系能量升高。 典型的吸热反应有：大多数分解反应、C与CO2高温下的反应、水煤气反应、Ba(OH)2晶体与NH4Cl的反应、绝大多数弱电解质的电离、盐类的水解反应等。 （2）焓判据： 放热反应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，故只用焓变来判断反应进行的方向不全面。 要点诠释：化学反应的方向与ΔH的关系 自发反应是一个自发进行的过程，而自发过程总是能够对外界做功，消耗自身的能量，使自身的能量降低，因而化学反应能自发地向能量降低的方向（ΔH＜0，放热）进行。通常情况下，放热反应（ΔH＜0）多数能自发进行，吸热反应（ΔH＞0）多数不能自发进行。 2、熵判据 （1）熵：量度体系混乱（或无序）程度的物理量，符号为S。 （2）熵判据： 体系的混乱度增大，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进行的方向也不全面。 典型的熵增过程有：气体扩散、固体溶解、固体熔化、液体气化、生成气体或气体体积数增大的反应等。要点诠释：化学反应的方向与熵变的关系 对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量——熵（S）来描述体系的混乱度，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物质的熵值与条件有关。例如，对同一物质来说，三种状态下，熵值由大到小的顺序为：S (g)＞S (l)＞S (s)。物质的量为1 mol的物质的熵通用S m表示。对于水的三态的S m关系：S m (g)＞S m (l)＞S m (s)。 3、复合判据——自由能变化 △G ＝△H－T△S，其中：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 反应达到平衡状态 △G ＝△H－T△S ＞0 反应不能自发进行 要点诠释：化学反应方向的判据 当焓变和熵变的影响相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用，可以估算反应发生的温度 （转向温度）： H T S ∆ = ∆ 。化学反应体系的焓变减少（ΔH＜0）和熵变增加（ΔS＞0）都有利于反应正向进行。 即：△H ＞0, △S ＞0 高温自发；
人教版高中化学选修4[知识点整理及重点题型梳理]_化学反应进行的方向
。 ， 精品文档 用心整理 人教版高中化学选修 4 知识点梳理 重点题型（常考知识点 ）巩固练习 化学反应进行的方向 【学习目标】 1、了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性； 2、能用焓变和熵变判断化学反应的方向。 【要点梳理】 要点一、自发过程与自发反应 【化学反应也有奋斗目标-化学反应进行的方向】 1、自发过程 ①含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。 ②分类 不需借助外力 自发过程 过程 需借助外力 非自发过程 ③特点 a ．体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或者释放热量） b ．在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 ④实例 a ．自然界中，水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流。 b ．物理学中，电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动。 c ．日常生活中，气温升高，冰雪自动融化。 2、自发反应 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的反应。 【化学反应也有奋斗目标-化学反应进行的方向】 3、自发过程和自发反应的特点 ①具有方向性，如果某个方向的反应在一定条件下是自发的，则其逆方向的反应在该条件下肯定不自发，如 铁器暴露于潮湿的空气中会生锈是自发的，而铁锈变为铁在该条件下肯定不是自发的。 ②要想使非自发过程发生，则必须对它做功，如利用水泵可使水从低处升到高处，通电可将水分解生成氢气 和氧气。 4、自发过程和自发反应的应用 自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器，甲烷可在内燃机中被用来做功， 锌与 CuSO 4溶液的反应可被设计成原电池，可根据氢气的燃烧反应设计成燃料电池等。 要点诠释：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。 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。 要点二、化学反应进行方向的判据 1、焓判据 ①概念：体系总是趋向于从高能状态转化为低能状态（这时体系往往会对外部做功或释放能量） 该判据又
高中化学反应类热点问题--化学反应的方向和限度(带解析)
高中化学反应类热点问题--化学反应的方向和限度（带解析） 化学反应的方向和限度 1．化学反应方向的判据（1）焓判据放热反应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进行的方向有一定的局限性。（2）熵判据①熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J•mol−1•K−1。②熵的大小：同种物质，三种聚集状态下，熵值由大到小的顺序为S(g)>S(l)>S(s)。③熵判据：体系的混乱度增加，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进行的方向也不全面。（3）复合判据――自由能变化判据在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，因此，把焓变和熵变判据结合起来组成的复合判据即自由能变化ΔG，更适合于所有过程的判断。ΔG=ΔH−TΔS（T为开尔文温度），ΔG的正、负决定着反应的自发与否。①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 2．化学平衡状态的判断（1）动态标志：v正= v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bB cC+dD， = 时，反应达到平衡状态。（2）静态标志：各种“量”不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变； ②各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）不变； ③温度、压强（化学反应方程式两边气体体积不相等）或颜色（某组分有颜色）不变。（3）综合分析举例 mA(g)+nB(g) pC(g) +qD(g) 状态混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物 质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成 m mol A，即v正=v逆平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时生成 p mol C 不一定平衡vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡压强m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定）平衡 m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定）不一定
(沪科版2020) 选修第一册 第二章 化学反应的方向、限度和速率 知识梳理(学生版+解析版)
第1节 第二章 化学反应的方向、限度和速率 一、化学反应的方向 自然界中发生的变化会有一定的方向性。化学反应也具有 。 1. 化学反应的方向与焓变 (1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①多数 反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ①有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N 2O 5(g)===4NO 2(g)＋O 2(g) ΔH ＝＋109.8 kJ·mol － 1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 2. 化学反应的方向与熵变 (1)熵 ①定义：衡量一个体系 的物理量，其符号为 。 ①特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就 。 (2)熵变 ①定义：反应前后体系 的变化，记为ΔS 。 ①计算式：ΔS ＝ 。 ①熵的比较 1. 同种物质的 S (g) S (l) S (s)；同类物质的摩尔质量越大，熵越 ，如甲烷的熵小于乙烷。 2. 对于有气体参加的反应，若反应后气体分子数增加，该反应的 ΔS 0；若反应后气体分子数减少，该反应的ΔS 0；若反应前后气体分子数不变，该反应的 ΔS 变化很小。 (3)熵判据 体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。 二、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1．化学反应方向的判断
第2节 (1)焓变和熵变都与反应自发性有关，又都不能独立地作为反应自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 (2)可以利用以下公式进行判断， 。 ΔH －T ΔS <0，反应能自发进行； ΔH －T ΔS ＝0，反应达到平衡状态； ΔH －T ΔS >0，反应不能自发进行。 2.温度对化学反应方向的影响 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性的作用，ΔH 、ΔS 与反应方向的关系如图所示。 一、化学平衡常数 1．化学平衡常数的概念 在一定温度下，可逆反应无论从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，也无论反应开始时反应物和生成物的浓度大小，当达到平衡时， 除以 的比值是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号 表示。 化学平衡常数是定量描述化学反应限度的物理量。 2.化学平衡常数表达式 对于可逆反应：a A(g)＋b B(g) c C(g)＋ d D(g)，在一定温度下，化学平衡常数表示式K ＝ 。 平衡常数的表达式必须与化学方程式相对应。在稀溶液中进行的反应，如果反应中有水参加，水的浓度不必写在平衡常数的表达式中，因为水的浓度被视为 。当有固体和纯液体参与反应时，固体和纯液体的浓度也不写入平衡常数的表达式中。 3．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 )。