化学反应方向的判断方法
化学反应方向的判断方法
一、引言
在化学反应中，反应物与产物之间的转化是按照一定的方向进行的。了解反应方向对于理解反应过程、优化反应条件以及设计合成路线都具有重要意义。本文将介绍几种常用的判断化学反应方向的方法。
二、热力学法
热力学法是通过分析反应的热力学参数来判断反应方向的一种方法。根据吉布斯自由能变化ΔG的正负可以判断反应的方向。当ΔG小于零时，反应是自发进行的，反应方向是正向的；当ΔG大于零时，反应是不自发进行的，反应方向是逆向的。热力学法适用于评估反应的可行性，但不能直接确定反应速率。
三、反应物与产物稳定性比较法
反应物与产物的稳定性比较法是通过比较反应物和产物的稳定性来判断反应方向的一种方法。通常情况下，较稳定的物质更不容易转化为较不稳定的物质，因此反应方向往往是从较不稳定的物质向较稳定的物质转化。通过比较反应物和产物的化学键能、离子化能、电子亲和能等参数可以对反应方向进行初步判断。
四、浓度变化法
浓度变化法是通过观察反应物和产物浓度的变化来判断反应方向的一种方法。根据勒夏特列原理，当反应物浓度升高或产物浓度降低
时，反应会倾向于正向进行；相反，当反应物浓度降低或产物浓度升高时，反应会倾向于逆向进行。浓度变化法常用于判断平衡反应的方向。
五、观察化学反应现象法
观察化学反应现象法是通过观察反应过程中产生的化学现象来判断反应方向的一种方法。例如，当反应产生气体的时候，根据气体的生成量可以判断反应方向；当反应生成沉淀的时候，根据沉淀的生成量可以判断反应方向。观察化学反应现象法常用于判断实验中反应的方向。
六、动力学法
动力学法是通过研究反应速率来判断反应方向的一种方法。反应速率较快的反应往往是正向反应，反应速率较慢的反应往往是逆向反应。通过测定反应物和产物的浓度随时间的变化关系可以确定反应的速率常数，从而判断反应的方向。
七、结论
通过热力学法、反应物与产物稳定性比较法、浓度变化法、观察化学反应现象法和动力学法等多种方法可以判断化学反应的方向。这些方法在不同情况下具有不同的适用性和局限性，需要根据具体实验条件和反应体系选择合适的方法。掌握化学反应方向的判断方法对于化学研究和应用具有重要意义，能够指导实验设计和反应优化。
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、
【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
化学反应的方向和限度
化学反应的方向和限度 规律和知识点总结： 1.可逆反应和不可逆反应： (1)可逆反应：在同一条件下，同时向正、逆反应方向进行的化学反应。 (2)判断一个反应是不是可逆反应就看是不是在同一条件下向正、逆反应方向同时进行。 2.化学反应的方向： (1)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成为自发反应。 无需外界帮助≠在一定条件下才能进行或者不能进行完全的反应，例如：酒精的燃烧需要点燃，铁粉和硫粉的反应需要加热，植物的光合作用需要光照等等的反应，都是自发反应。因为在所需的条件下，反应一旦发生便能自发进行下去。因而，自发反应与反应条件没有必然联系。 (2)能量判据：?H < 0 多数能自发进行的化学反应是放热的。并且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应约完全。 规律： ①一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的。 ②自发反应和非自发反应是可能相互转化的，某一条件下的自发反应可能在另一条 件下是非自发反应。例如2NO + O2＝ 2NO2，在常温下是自发反应，在高温下，其 逆反应是自发反应。 ③吸热的自发过程或者自发反应： a. 室温下冰块融化 b. 硝酸铵的溶解 c. N2O5和(NH4)2CO3的分解 (3)熵增加判据：?S > 0 常见的熵增加反应： (1)产生气体的反应：例如双氧水的分解 (2)高温下能够自发进行的反应：例如碳酸钙高温下分解 (4)化学反应方向的判据： 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向?H - T?S < 0的方向进行。 3.化学平衡状态： (1)研究对象：可逆反应 (2)概念：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应物各组分 浓度保持不变的状态。 (3)化学平衡需要注意的几点： ①前提是“一定条件下的可逆反应” ②实质是“正反应速率和逆反应速率相等” ③标志是“反应混合物中各组分浓度保持不变” (4)化学平衡状态的特征： ①逆：可逆反应 ②等：v正＝ v逆 > 0 ③动：动态平衡 ④定：各组分浓度保持不变 ⑤变：外界条件改变时，化学平衡被破坏，并在新条件下建立新的化学平衡。
化学反应的方向和限度
化学反应的方向和限度 主讲：程为民 一周强化 一、一周内容概述 本周学习了化学反应的方向和限度，重点介绍了：化学反应的方向、判断化学反应方向的依据、化学平衡的建立、化学平衡常数、平衡转化率等。 二、重难点知识剖析 （一）化学反应的方向 自发反应：在一定条件下无需要外界帮助就能自动进行的反应。 化学反应具有方向性。许多化学反应能自发进行，而其逆反应无法进行。如： Zn＋CuSO 4＝ZnSO 4 ＋Cu （二）判断化学反应方向的依据 1、判断反应能否自发进行的因素之一：焓变（△H） （1）若△H＜0 ，一般正反应能自发进行。 （2）若△H＞0 ，一般正反应不能自发进行；而逆反应能自发进行。 绝大多数放热反应都能自发进行，而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。因此，反应体系有趋向最低能量状态的倾向。 2、判断反应能否自发进行的因素之二：熵变（△S） 决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。体系中微粒之间无规则排列的程度越大，体系的熵越大。 熵变（△S）：反应前后体系熵的变化叫做熵变，可用△S表示。如果发生变化后体系的混乱度增大，该过程的△S＞0 ；反之△S＜0 。 自发反应趋向于最大混乱度方向进行，即熵变△S＞0的方向。 （1）若△S＞0 ，一般正反应能自发进行。 （2）若△S＜0 ，一般正反应不能自发进行；而逆反应能自发进行。
3、判断反应能否自发进行的综合因素：吉布斯自由能（△G） 在恒温压条件下，封闭系统的吉布斯自由能变：△G＝△H－T△S。这一公式称为吉布斯等温方程式，是化学上最重要和最有用的公式之一。△G可作为反应或过程自发性的衡量标准：△G＜0时，过程为自发过程；△G＞0时，过程为非自发过程；△G＝0时，处于平衡状态。 △G的符号和大小不但取决于△H和△S的符号和大小，也与温度密切相关，可能出现表所示的四种情况。 表△H、△S及T对反应自发性的影响 类型 △H △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 △H △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋度均自发 2O 3 O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋ 发 2O 3 O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋ O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O (g)＝3O2(g) 3 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O 3 (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O 2 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何 温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 2 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温 (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O 2 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度－ ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O 3
化学反应进行的方向
化学反应进行的方向 一、自发过程与自发反应 1．自发过程 (1)含义：在一定条件下，不用借助于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(体系对外部做功或者释放热量)。 ②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 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。 二、化学反应进行方向的判据 1．焓判据(能量判据) 放热反应过程中体系能量降低，因此具有向最低能量状态进行的倾向，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．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：同一种物质在不同状态时的熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。 (3)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)大于零。 (4)熵判据：用熵变来判断反应进行的方向。 3．复合判据 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。综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，将更适合于所有的过程，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。 自发过程与自发反应 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．铁在潮湿的空气中生锈D．水在室温下结冰 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 1．对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是( ) A．温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行 B．温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 C．反应焓变是决定反应能否进行的惟一因素 D．固体的溶解过程与熵变无关 2．下列说法错误的是( ) A．NH4NO3溶于水是自发过程 B．同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时最小 C．借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态 D．由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程 化学反应进行方向的判据 3．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．摩尔熵是单位物质的量的物质在一定条件下所具有的熵。试比较下列两组物质摩尔熵的大小顺序。 (1)相同条件下的气态甲醇、乙醇、丙醇。 (2)气态苯、液态苯、固态苯。 3．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 4. 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。若将中间活塞打开(如图所示)，两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( ) A．此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向进行的变化过程，即熵增大的过程 B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C．此过程从有序到无序，混乱度增大 D．此过程是自发可逆的 5．下列关于自发过程的叙述中，正确的是( ) A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 6．以下自发反应能用ΔH判据来解释的是( ) A．硝酸铵自发地溶于水 B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋156.7 kJ·mol－1 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 7．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( ) A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂 C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率 D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 8．已知，一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。
【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
化学反应方向讲义
【引入】： 自然界中有许多现象是可以自发进行的，请结合自己的生活经验举例说明. 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 化学反应中镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿空气中生锈、甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4等，这些过程都是自发的，其逆过 程就是非自发的. 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. 2.自发反应：在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. 【过渡】： 如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？ 二、判断化学反应方向的依据. 【交流与讨论】： 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？ △H < O即放热反应 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < O有利于反应自发进行. 1.焓判据(能量判据). 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～△H ﹤0） 【设问】： 自发反应一定要△H < O ？ NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) △H= ＋37.30kJ/mol 【结论】： △H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O. 焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素. 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，科学家们提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵. 2.熵判据. (1).熵：体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度. 符号：S 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. (2).熵变：反应前后体系熵的变化.
化学反应进行的方向(知识点总结)
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 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 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。 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CuSO4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)，该判据又称能量判据。 ②应用：由焓判据知，放热过程(ΔH＜0)常常是容易自发进行的。 ③焓判据的局限性 2N2O5 (g)==4NO2 (g)+O2 (g) ΔH=+56.7 kJ·mol－1 (NH4)2CO3 (s)==NH4HCO3 (s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol－1 以上两个反应都是吸热反应，但是也可以自发进行。因此焓变是影响反应自发进行的因素，但不是唯一因素。 2、熵判据 ①熵 a．概念：表示体系的不规则或无序状态程度的物理量，熵的符号为S，单位J/(mol·K)。 b．实质：用来描述体系的“混乱度”，是物质的一个状态函数，熵值越大，体系的混乱度越大。 c．影响熵大小的因素 Ⅰ．同一条件下，不同的物质熵值不同。 Ⅱ．同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关。一般地，对同一物质而言：S (g)＞S (1)＞S (s)。 ②熵判据 a．熵增原理 在与外界隔离的体系中，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。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。 b．应用：由熵判据知，熵增(ΔS＞0)的过程常常是自发进行的。 c．局限性 少数熵减小的过程，在一定条件下也可以自发进行。如-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过
第22讲-化学平衡的移动-化学反应进行的方向
第22讲化学平衡的移动化学反应进行的方向 基础考点梳理 最新考纲 1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。 2．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生产和科学研究领域中的重要作用。 自主复习 一、影响平衡移动的外界条件 1．浓度：在其他条件不变时，反应物浓度增大或生成物浓度减小，平衡正向移动；反应物浓度减小或生成物浓度增大，平衡逆向移动。 2．压强：对于气体分子数不等的可逆反应，在其他条件不变时，增大压强，平衡向体积减小的方向移动；减小压强，
平衡向体积增大的方向移动。 对于气体分子数相等的可逆反应，在其他条件不变时，增大或减小压强，平衡不移动。 3．温度：在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。 4．平衡移动原理(勒夏特列原理) 概念：如果改变影响化学平衡的一个条件(如：浓度、压强或温度等)，平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。 二、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，我们称之为自发反应。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。 三、化学反应方向的判断依据 1．许多自发过程，无论是物理过程还是化学过程，都有由能量较高状态向能量较低状态转化的倾向。研究表明，对于化学反应而言，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。然而，并非所有自发进行的化学反应都是放热的。 2．大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵。用符号S表示。体系中微粒之间无规则排列的程度越大，体系的熵越大。反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变，可用ΔS表示。 3．ΔS>0，发生变化后体系混乱度增大；ΔS<0，发生变化后体系混乱度减小。 4．反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，除热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，也就是熵变。熵变和焓变是影响化学反应能否自发进行的因素但不是唯一因素。因此要判断化学反应能否自发进行要综合考虑这两个方面的因素。 5．有些条件下，判断反应能否自发进行除了要考虑焓变和熵变之外还要考
化学反应方向的判断方法
化学反应方向的判断方法 一、引言 在化学反应中，反应物与产物之间的转化是按照一定的方向进行的。了解反应方向对于理解反应过程、优化反应条件以及设计合成路线都具有重要意义。本文将介绍几种常用的判断化学反应方向的方法。 二、热力学法 热力学法是通过分析反应的热力学参数来判断反应方向的一种方法。根据吉布斯自由能变化ΔG的正负可以判断反应的方向。当ΔG小于零时，反应是自发进行的，反应方向是正向的；当ΔG大于零时，反应是不自发进行的，反应方向是逆向的。热力学法适用于评估反应的可行性，但不能直接确定反应速率。 三、反应物与产物稳定性比较法 反应物与产物的稳定性比较法是通过比较反应物和产物的稳定性来判断反应方向的一种方法。通常情况下，较稳定的物质更不容易转化为较不稳定的物质，因此反应方向往往是从较不稳定的物质向较稳定的物质转化。通过比较反应物和产物的化学键能、离子化能、电子亲和能等参数可以对反应方向进行初步判断。 四、浓度变化法 浓度变化法是通过观察反应物和产物浓度的变化来判断反应方向的一种方法。根据勒夏特列原理，当反应物浓度升高或产物浓度降低
时，反应会倾向于正向进行；相反，当反应物浓度降低或产物浓度升高时，反应会倾向于逆向进行。浓度变化法常用于判断平衡反应的方向。 五、观察化学反应现象法 观察化学反应现象法是通过观察反应过程中产生的化学现象来判断反应方向的一种方法。例如，当反应产生气体的时候，根据气体的生成量可以判断反应方向；当反应生成沉淀的时候，根据沉淀的生成量可以判断反应方向。观察化学反应现象法常用于判断实验中反应的方向。 六、动力学法 动力学法是通过研究反应速率来判断反应方向的一种方法。反应速率较快的反应往往是正向反应，反应速率较慢的反应往往是逆向反应。通过测定反应物和产物的浓度随时间的变化关系可以确定反应的速率常数，从而判断反应的方向。 七、结论 通过热力学法、反应物与产物稳定性比较法、浓度变化法、观察化学反应现象法和动力学法等多种方法可以判断化学反应的方向。这些方法在不同情况下具有不同的适用性和局限性，需要根据具体实验条件和反应体系选择合适的方法。掌握化学反应方向的判断方法对于化学研究和应用具有重要意义，能够指导实验设计和反应优化。
化学平衡常数、反应进行方向
化学平衡常数、化学反应进行的方向 一、化学平衡常数 1.定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K 表示。 2.对于一般的可逆反应 m A (g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，在一定温度下： n m q P B A D C K ] [][][][∙∙= 3.注意： ①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 ②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看做“1”而不代入公式。 ③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。 4.化学平衡常数的应用 ①K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物的转化率越大，反之亦然。 ②若用任意状态的浓度幂之积的比值（称为浓度商，用Q c 表示），与K 比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。 Q c < K ，反应向正反应方向进行 Q c = K ，反应达到平衡状态 Q c > K ， 反应向逆反应方向进行 ③利用K 可判断反应的热效应 若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。 ④计算转化率 依据起始浓度（或平衡浓度）和平衡常数可以计算平衡浓度（或起始浓度），从而计算反应物的转化率。 1、已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO 2(g)＋Cu(s)和反应②：H 2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H 2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K 1和K 2，该温度下反应③： CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数为K 。则下列说法正确的是( ) A ．反应①的平衡常数K 1＝ c CO 2 c Cu c CO c CuO
判断化学平衡移动“六法”
判断化学平衡移动“六法” 化学平衡移动方向的判断是历届高考和化学竞赛的常见题型，正确掌握化学平衡移动方向的判断规律，有利于提高学生的思维能力和分析能力。本文试从化学平衡移动的原理出发，结合常见的题型来进行归纳 增大、减小、不变） （1）达到平衡所需的时间：t A t B，SO2的转化率αAαB。 （2）起始时两容器中的反应速率：v A v B，反应过程中的反应速率：v A v B， （3）达到平衡时，向两容器中分别通入等量的氩气。A容器中的化学平衡向
反应方向移动，B容器中的化学平衡向反应方向移动。 （4）达到平衡后，向两容器中分别通入等量的原反应气体，再次达到平衡时，A容器中的SO2的百分含量，B容器中的SO2的百分含量。 分析：A恒压，B恒容，随着反应的进行，气体的总物质的量减小，A容器的体积减小，而B不变，根据规律5可知：t AV逆 V B
分析：从图中的曲线随压强的增大，V B%同时增大可知，压强增大，平衡向逆反应方向移动，而A为固体，则n
化学反应的方向
第1节化学反应的方向 一、反应焓变与反应方向 1. 自发过程 （1）定义：在一定条件下，不需借助外部力量便能自动发生的过程叫做自发过程；相反，只有在热.电.光等形式的能量推动下才能发生的过程称为非自发过程。 （2）特征：具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则逆向方向反应在该条件下肯定不自发。 2. 唯一因素，还有其他因素影响反应方向。 二、反应熵变与反应方向 1. 熵 （1）定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。 （2）符号：S0 （3）单位：J。mol－1.K－1 （4）大小判据： ①物质的混乱度：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 ②物质的存在状态：对于同一种物质S m（g）> S m(1) > S m(s) 。 ③物质组成的复杂程度：一般组成物质原子种类相同时，一个分子中原子数目越多，其混乱度就越大，熵值也越大。 2. 熵变 （1）定义：化学反应的熵变是产物的总熵与反应物的总熵之差。 （2）符号：△S0 （3）表达式：△S0＝△S（产物）－△S（反应物） （4）正负判断的一般依据：对于有气体参与的化学反应（气体参与反应时气体既可以是反应物也可以是产物），气态物质的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，是熵增大的反应；反之，气态物质的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，是熵减小的反应。 三、熵变与焓变对反应方向的共同影响 1. 化学反应自发进行的判断依据 一个化学反应能否自发进行，即与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关。在等温等压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的，反应方向的判断为： H –T△S < 0 ，反应能自发进行； H –T△S ＝0 ，反应达到平衡状态； H –T△S >0 ，反应不能自发进行。 2. 化学反应的变化趋势 在等温等压条件下，自发反应总是向△H –T△S<0 的方向进行，直至达到平衡状态。 3. △H .△S的正负及温度的升降对△H –T△S 的值产生的影响 （1）△H <0 ，△S>0，则一定有△H –T△S <0 ，在任何温度下，反应均能正向自发进行。 （2）△H >0 ，△S<0，两个因素的影响也是一致的，都使△H –T△S >0 ，显然这样的反应在任何温度下都不能正向自发进行。 （3）△H >0 ，△S>0，焓因素不利于反应，而熵因素–T△S 却利于反应。孰大孰小，决定于具体体系具体数值。但可以肯定的是，若增加温度，则增加熵因素的影响，甚至可以使熵因素的正面影响超过焓因素的负面影响，反应就变成可以自发进行了，即该类反应在高温下正向自发. 在低温下正向不自发。 （4）△H <0 ，△S<0，焓因素有利，而熵因素不利。若降低温度可以减少熵因素的负面影响，也以使反应得以进行，即该类反应在低温下正向自发.在高温下正向不自发。 以上都是定性的讨论，在后两种情况中，若改变温度，也要考虑到不同温度情况下△H 和△S自身的变化。 4. 注意事项 化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应能否实际发生。
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
利用平衡常数推断化学反应方向的方法
利用平衡常数推断化学反应方向的方法 通过利用平衡常数推断化学反应方向的方法 化学反应是物质转化的过程，确定反应方向对于理解和控制化学过 程至关重要。其中，平衡常数是一个重要的指标，可以用来推断反应 的方向。本文将介绍利用平衡常数推断化学反应方向的方法。 1. 平衡常数的定义和意义 平衡常数（K）是在平衡状态下，反应物浓度与生成物浓度的比例。对于有一定数量的反应物和生成物，平衡常数是一个恒定的数值。它 描述了反应物与生成物之间的相对浓度关系，反映了反应的倾向性。 2. 利用平衡常数推断反应方向的方法 根据平衡常数的大小，可以判断反应是向前进行（正向反应），还 是向后进行（逆向反应）。以下是三种常用的判断反应方向的方法： 2.1 平衡常数K的数值 当平衡常数K的数值大于1时，表示在平衡状态下生成物的浓度较高，正向反应偏向生成物的生成。相反，当K小于1时，表示在平衡 状态下反应物的浓度较高，逆向反应偏向反应物的生成。当K等于1时，正向反应和逆向反应处于平衡状态，反应物与生成物浓度相对接近。 2.2 反应物和生成物的浓度
在实际反应过程中，考虑反应物和生成物初始浓度的大小可以更准 确地推断反应方向。如果反应物的初始浓度较高，而生成物的初始浓 度较低，那么反应将倾向于生成物的生成。反之，如果反应物的初始 浓度较低，而生成物的初始浓度较高，反应将倾向于反应物的生成。 2.3 影响平衡常数的因素 除了浓度的影响外，温度、压力和催化剂的存在也可以影响反应的 方向。根据Le Chatelier原理，温度的升高通常会导致平衡常数的变化。例如，某些反应在低温下偏向反应物的生成，但在高温下则偏向生成 物的生成。 3. 应用举例 下面以以下化学反应为例，说明如何利用平衡常数推断反应方向：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) 该反应表示氮气与氢气反应生成氨气。根据平衡常数表达式 K = [NH3]^2 / [N2] [H2]^3，可以得到平衡常数K表示生成物NH3的浓度 与反应物N2和H2浓度的关系。 假设实验中测得平衡常数K大于1，初始时反应物N2和H2的浓度较高。根据以上提到的方法，我们可以推断出在平衡状态下，反应会 偏向生成物NH3的生成。 4. 总结
化学平衡中的平衡常数和反应方向的判断
化学平衡中的平衡常数和反应方向的判断在化学反应中，平衡常数是一个重要的参数，用于描述反应的平衡状态以及反应方向的判断。平衡常数的大小与反应物和生成物的浓度有密切的关系，并且可以通过实验测定得到。在本文中，我们将探讨化学平衡中平衡常数的概念，以及如何利用平衡常数来判断反应的方向。 一、平衡常数的定义与计算方法 在化学平衡中，平衡常数（Kc或Kp）表示反应物与生成物浓度或压力之间的比率。对于一般的反应方程式： aA + bB ⇌ cC + dD 其平衡常数可以表示为： Kc = [C]c[D]d / [A]a[B]b 其中，方括号内表示物质的浓度。 对于气相反应，平衡常数也可以表示为压力比率： Kp = (PC)c(PD)d / (PA)a(PB)b 其中，括号内表示物质的分压。 通过实验测定反应体系中物质的浓度或压力，并代入上述公式，就可以计算出平衡常数的值。 二、平衡常数的意义和性质
平衡常数可以反映反应体系中各组分的相对浓度或压力，从而提供了判断反应平衡状态和反应方向的依据。 1. 平衡常数的大小与反应方向 当平衡常数K大于1时，表示反应物浓度或压力大于生成物，反应在正向进行；当K小于1时，表示生成物浓度或压力大于反应物，反应在逆向进行。当K等于1时，反应物和生成物的浓度或压力相等，反应处于平衡状态。 2. 温度对平衡常数的影响 温度是平衡常数的重要影响因素。根据Le Chatelier原理，当温度升高时，平衡常数K通常会增大；当温度降低时，K通常会减小。这是因为温度升高会增加反应的热力学能，倾向于使反应向吸热方向进行，从而增大K的值。 3. 不同反应之间平衡常数的比较 不同反应之间的平衡常数可以用来比较反应的进行程度和反应的位置。当两个反应的平衡常数相差较大时，表示反应进行到不同程度。比较平衡常数可以帮助我们了解反应的性质和趋势。 三、利用平衡常数判断反应的方向 利用平衡常数可以判断反应的方向，即正向反应还是逆向反应更为明显。 1. 平衡常数与反应物和生成物浓度的关系
化学反应进行的方向
化学反应进行的方向 科学家根据反应体系中存在着力图使自身能量趋于“最低”和“有序”变为“无序”的自然现象，对于化学反应进行的方向，提出了互相关联的能量判据和熵判据，即凡是能够使反应体系能量降低、熵增大的反应方向，就是化学反应容易进行的方向。但对于一个具体的反应，需应用两个判据综合进行分析，不能片面地做结论。 （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，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。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。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为熵增 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另一判据，熵判据。 7、判断某一反应能否自发进行，要研究分析：焓判据和熵判据对反应方向的共同影响。 （二）化学反应进行的方向：