高中化学化学反应的方向--熵判据
化学反应的方向及判断依据
冰融化
(1)在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水; (1)在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水; 在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水 而氯化钠和水却不能反应生成盐酸和氢氧化钠. 而氯化钠和水却不能反应生成盐酸和氢氧化钠. (2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈; (2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈;这些过程都是自发 铁器暴露在潮湿空气中会生锈 的,其逆过程就是非自发的. 其逆过程就是非自发的.
一,自发反应——化学反应的方向 自发反应——化学反应的方向
自发反应: 自发反应:
在一定条件下,无需外界帮助就能 一定条件下 无需外界帮助就能 自动进行的反应 .
教科书P39 页 教科书
下列反应在一定条件下都能自发进行, 下列反应在一定条件下都能自发进行, 自发进行 它们有什么共同的特征吗? 它们有什么共同的特征吗?
�
总
结
共同影响
化学反应的方向
影响因素: 影响因素: 反应焓变
反应熵变
能量判据 熵判据
吸热 放热 熵增 熵减
焓减小有利于反应自发, 焓减小有利于反应自发,熵增大有利于反应自发
练
1.下列说法不正确的是 下列说法不正确的是
习 C
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素, 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. 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 在同一条件下不同物质有不同的熵值, 的混乱程度越大,熵值越大. 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 一个反应能否自发进行, 影响有关
化学反应原理知识点笔记 (10)
第四节化学反应进行的方向记一记1.反应方向的焓判据是指放热过程中体系能量降低，ΔH<0反应具有自发进行的倾向。
2．反应方向的熵判据是指在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。
3．同一物质由固态(s)→液态(l)→气态(g)的过程为熵值增大的过程，ΔS>0；反之，为熵值减小盼过程，ΔS<0。
4．当ΔH<0，ΔS－>0，反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS<0，反应不能自发进行。
探一探1.下列反应可以自发进行：NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)；2Al(s)＋6HCl(aq)===2AlCl3(aq)＋3H2(g)；CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(aq)。
上述反应是吸热反应还是放热反应？试从能量角度归纳自发反应的特征。
[提示]这些反应都是放热反应，即体系趋向于从高能状态变为低能状态，这是自发反应的特征之一。
2．我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解过程要吸热，Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl反应要吸热，这些过程或反应都是自发的，是什么因素决定它们能自发进行？试归纳自发反应的另一特征。
[提示]上述自发过程或反应与能量状态的高低无关，受另一种能够推动体系变化的因素的影响，即体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这是自发反应的特征之一。
3．合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1，ΔS ＝－198.2J·mol－1·K－1。
(1)请你根据正反应的焓变分析298K下合成氨反应能否自发进行？(2)请你根据正反应的熵变分析298K下合成氨反应能否自发进行？(3)请你根据正反应的焓变和熵变分析298K下合成氨反应能否自发进行？[提示](1)能。
化学反应的方向
化学反应的方向一、化学反应的方向1．化学反应具有方向性，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。
2．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。
二、判断化学反应方向的依据1．能量判据：自然界中的自发过程，都有由能量较高状态向能量较低状态转化的倾向；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。
反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。
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：同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。
（3）熵变：反应前后体系熵的变化，符号为ΔS。
若发生变化后体系的混乱度增大，该过程的ΔS＞0，反之，ΔS＜0。
（4）熵变与化学反应自发性关系ΔS＞0，反应自发进行；ΔS＜0，反应不能进行。
化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。
3．复合判据体系能量降低(ΔH＜0)和混乱度增大(ΔS＞0)都有促使反应自发进行的倾向，判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。
在恒温、恒压时：（1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，反应自发进行。
（2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，反应不能自发进行。
（3）当ΔH＜0，ΔS＜0时，反应在较低温度下自发进行。
（4）当ΔH＞0，ΔS＞0时，反应在较高温度下自发进行。
〖巩固及拓展练习〗1．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2．下列自发反应可用焓判据来解释的是()A．2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1B．(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH＝－286 kJ·mol－1D．CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.2 kJ·mol－13．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．某反应：A＝B＋C在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是()A．ΔH＜0、ΔS＜0 B．ΔH＞0、ΔS＜0 C．ΔH＜0、ΔS＞0 D．ΔH＞0、ΔS＞05．下列说法中正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，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小或不变的反应C．自发反应在恰当的条件下才能实现D．自发反应在任何条件下都能实现6．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7．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。
化学反应的方向和判断依据
《化学反应原理》专题2 第二单元化学反应的方向和限度（1）化学反应的方向和判断依据2008年10月21日K二（3）第三节[教学目标]1、知识与技能：（1）理解熵的概念（2）能初步利用焓变和熵变说明化学反应进行的方向2、过程与方法：通过联系生活以及自然界的普遍变化规律引导学生理解判断自发反应进行的两个因素。
3、情感态度与价值观：通过从现象分析到理论探究，培养学生科学的研究方法。
[教学重点]自发反应与反应方向的判断。
[教学难点] 熵变与焓变的理解。
[教学过程]创设问题情景：同学们是否想过，在一定条件下，为什么有些物质间会发生化学反应，有些则不会？如盐酸和氢氧化钠溶液混合，立即反应生成氯化钠和水，但氯化钠溶液就不可能自发地转变成盐酸和氢氧化钠。
要回答这个问题需讨论化学反应的方向。
引入主题：化学反应的方向展示图片高山流水思考与交流：⑴高山流水是一个自动进行的自然过程。
高处水一定会流到低处吗？⑵低处水可以流至高处么？可采取什么措施？⑶在“低水高流”的过程中一旦外界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？板书：一、化学反应的方向自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程讨论请尽可能多地列举你熟知的自发过程。
板书：自发过程的特征：都有方向性，且不能自动恢复原状，若要恢复必须借助外力。
叙述：与自然界中的许多变化一样，化学反应也具有方向性。
板书：自发反应：这种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。
如：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，这些反应都是自发的，其逆过程就是非自发的。
交流与讨论：讨论下列反应在室温下能否自发进行。
如能自发进行，请写出相应的化学方程式。
1、水分解成氢气和氧气的反应。
2、氯气与溴化钾溶液的反应。
3、乙烯与溴单质的反应。
4、氮气和氧气生成一氧化氮的反应。
过渡：究竟如何判断某个反应进行的方向或者说反应是否自发进行？板书：二、判断化学反应方向的依据你知道吗：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？C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-12Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-14Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1H2(g) + Cl2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1学生寻找规律得出结论：自发反应有着向能量较低方向进行的趋势。
化学反应进行的方向及判断依据
课题：化学反应进行的方向及判断依据设计者：浙江省磐安中学周岚岚 2010年6月1日设计意图：让学生先从生活中的自发过程实例出发，展示有关情境图片，指出自发过程是“在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的过程。
”从中得出自发过程能发生的规律：1、能量趋于“最低”的趋势2、“有序”变为“无序”的规律。
然后请学生找能自发进行的反应，同时介绍几个吸热反应，从所举的例子中找到影响化学反应自发进行因素：1、能量降低-放热反应（焓变△H<0）2、混乱度增大（熵变△S<O）。
最后得出利用综合判据（△H -T△S）来判断化学反应的方向，培养学生良好的思维品质和科学素养。
使学生逐渐体会化学反应原理中的方向、速率与限度之间的辩证与统一。
教学目标：1、知识与技能：（1）理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；（2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、过程与方法：通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据。
学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工，构建新知识。
3、情感态度与价值观：通过本节内容的学习，使学生体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题。
教学重点、难点：焓减和熵增与化学反应方向的关系。
教学过程【课的引入】展示黄河壶口瀑布图片，引出水从高处流往低处，【设问】水能从低处流往高处吗？可以，用抽水机。
但是如果抽水机停止工作水就不能从低处流往高处。
【设问】水在任何时候都能从高处流往低处吗？展示黄河壶口瀑布2003年01月08日遇的“冷冬”冻成一片“安静”的冰瀑图片.说明水自发的从高处流向低处也得在一定的条件下，从而引出自发过程的定义。
【学生归纳】自发过程：在一定条件下，不需要外界作功就能自动进行的过程。
【收集实例】生活中你接触的自发过程有哪些？1、室温下开水变凉2、冰室温时溶解3、蹦极4、学生下课使得无序场面……【探究】这些自发过程为什么能进行，有什么规律？【学生讨论】1、能量趋于“最低”的趋势（自发过程取向于最低能量状态的倾向）2、“有序”变为“无序”的规律（自发过程取向于最大混乱度的倾向）【探究】我们的化学反应中也有这类自发过程，叫自发反应。
高中化学化学反应进行的方向
二、过程与方法
1.理解化学反应方向与焓变和熵变之间 的关系。
2.掌握化学反应在一定条件下能否自发 进行的判断依据。
三、情感态度与价值观
能够利用化学反应的焓变和熵变说明 化学反应的方向。
教学重点与难点
墨水溶解扩散
由有序自发地转变为无序,体系的 混乱度是增加的, 熵其实就是一个可 以反应体系混乱程度的值，体系越 混乱,熵值越大。熵变就是反应前后 混乱度之差。
熵值的大小判断：
(1)气态 > 液态 > 固态 (2)与物质的量成正比 (3)反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
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。是在用来判断化学反应方向 时就称为熵判据。
⑴CuSO4+Na2CO3 Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓+CO2↑(主要) Cu2++CO32-=CuCO3↓(次要) ⑵CuSO4+Na2S Cu2++S2-=CuS↓(主要) Cu2++S2-+2H2O=Cu(OH)2↓+H2S↑(次要)
则下列物质的溶解度的比较正确的是＿D A.Cu(OH)2＞CuCO3＞CuS B.Cu(OH)2＜CuCO3＜CuS C.CuS＞Cu(OH)2＞CuCO3 D.CuS＜Cu(OH)2＜CuCO3
反应能自发进行 反应达到平衡状态 反应不能自发进行
在温度、压力一定的条件下，自 发反应是向△H-T△S<0的方向进行， 直至达到平衡状态。
在恒温、恒压下，用DG判断化学反应在 该状况时自发进行的方向可列表表示：
反应焓变、熵变与反应方向
应用：判断反应 方向、能量变化 和热力学稳定性
实例分析
实例分析：氢气 与氧气反应生成 水
实例分析：碳与 二氧化碳反应生 成一氧化碳
实例分析：甲烷与 氯气反应生成氯化 氢和四氯化碳
实例分析：氨气 与水反应生成一 水合氨
反应熵变与反应方向
熵变与熵的概念
熵变：反应前后体系熵的变化量 熵的概念：表示系统混乱度的物理量，与物质的数量和状态有关 熵变的影响因素：反应物和生成物的状态、反应温度等 熵变与反应方向的关系：熵增加的反应更容易自发进行
熵变ΔS：表示反应过程中的混 乱度变化，正值为熵增加，负值 为熵减少。
Байду номын сангаас
ΔH-TΔS判据：当ΔH-TΔS < 0 时，反应自发进行；当ΔH-TΔS > 0时，反应不自发进行。
温度T：对反应方向有重要影响， 温度越高，反应越容易自发进行。
实例分析
焓变与熵变同时 为正，反应自发 进行
焓变与熵变同时 为负，反应不自 发进行
焓变为正、熵变 为负，反应自发 进行
焓变为负、熵变 为正，反应不自 发进行
反应方向的判断方法及 应用
反应方向的判断方法
焓判据：当ΔH<0时，反应自发进 行
温度判据：当ΔH-TΔS<0时，反应 自发进行
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
熵判据：当ΔS>0时，反应自发进 行
应用实例：工业合成氨、碳酸钙分 解等
添加副标题
反应焓变、熵变与反应方向
汇报人：
目录
CONTENTS
01 添加目录标题
02 反应焓变与反应方 向
03 反应熵变与反应方 向
04 焓变与熵变对反应 方向的共同影响
化学反应的方向及判断依据
5.下列说法正确的是∶（ C）
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。
D 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、熵增加和放热反应。
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。
A 4产. 生碳氨酸气铵，〔对（其N说H法4）中2C正O确3〕的在是室∶温（下就）能自发地分解
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。
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
(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.
化学反应中的自发过程 （P43 你知道吗？）
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）多数能自发进行的化学反应是放热反应
（2）有不少吸热过程也能自发进行 如：硝酸铵溶于水 2NH4Cl(s) Ca(OH )2(s) 2NH3(g) CaCl2(s) 2H2O(l)
（P43 观察与思考？） （3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进 行，但在较高温度下则能自发进行
如： CaCO3(s)高温CaO(s) CO2(g)
反应的自发性
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化学反应的方向--熵判据
首先我们需要明确单独使用熵判据对化学反应方向进行独立判断是片面的。
(1)熵的定义：
用来度量体系混乱程度的物理量。
符号：S。
单位：J·mol－1·K－1。
(2)常规熵值大小的判断：
同一物质的不同状态中熵值关系为气体﹥液体﹥固体
例如：少量食盐溶于水中(固体→液体) ΔS﹥0
水蒸气液化(气体→液体) ΔS﹤0
碳和氧气反应生成一氧化碳气体(气体增多) ΔS﹥0
(3)熵变决定化学反应方向的一般情况(具有片面性)
①许多熵增大的反应在常温、常压下可以自发进行。
产生气体的反应，气体的物质的量增大的反应，熵变为正值，为熵增反应。
例如：H2O2(aq) 2H2O(l) ＋ O2(g) ΔS﹥0
②有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在温度较高的情况下可以自发进行。
例如：CaCO3(s) CaO(s) ＋ CO2(g) ΔS﹥0
③少数熵减反应，在一定条件下也可以自发进行。
例如：2H2(g) ＋ O2(g) 2H2O(l) ΔS﹤0。