化学反应的方向及判断依据

7.250C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∶（ D ）
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。
化学反应的方向及判断依据
化学反应原理的组成部分：
化学反应进行的快慢 ——化学反应速率 化学反应进行的方向 ——能量判据和熵判据 化学反应的限度 ——化学平衡
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。
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
2.下列反应中，熵减小的是 D
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)
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。
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 自发
△H >0
△S ＜0 非自发
△H ＜0 △S ＜0 不一定
△H >0
△S>0 不一定
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
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。
（P40 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)
练习:
已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化
学方程式为： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) ② C(石墨、s△)+HO12＝(g)－＝39C5O.412(kgJ)/mol
Fe 27.3
金刚石 SiO2 2.4 41.84
NH3 192
CuO 42.7
水的三态的熵（S表示物质的量为1mol） S（s） ＜ S（l） ＜ S（g）
归纳：
同一物质 , 气态时熵最大， 液态时次之，固态时最小。
熵变△S：化学反应中要发生物质的
变化或物质状态的变化，因此存在着 熵变。 △S=S生成物总熵－S反应物总熵
➢ 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)
熵增:在密闭条件下，体系有由有序 自发地转变为无序的倾向
反应的△S越大,越有利于反应自发进行
三、自发过程的熵判据
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。
很多情况下，简单地只用其中一个判 据判断同一个反应，可能会出现相反的 判断结果，所以应两个判据兼顾。由焓 判据和熵判据组合成的复合判据将更适 合于所有的过程。
熵： 热力学上用来表示混乱度的状态函数，符 号为S ——体系的无序性越高，即混乱度越高， 熵值就越大
标准状况下：1 mol不同物质的熵S(J mol-1K-1)
CH4
.03 214 130
H2O(l) HNO3(l) Br2(l)
69.9
156
152
NaCl 72.1
在低温—
在高温是非自发反应
4+
+
在高温— 在低温是非自发反应
在低温+
在高温是自发反应
注意
1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确 定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金 刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时 候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据 能解决的问题了。
2．在讨论过程的方向时，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。例如石墨经高温高压还是可 以变为金刚石的。
（ 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 反应不能自发进行
△G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态
四、焓变和熵变对反应方向的共同影响
判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行
1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
3、室温下冰块自动融化； 4、墨水扩散； 5、食盐溶解于水；
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.
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。
说明：
（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)
小结：
化学反应的方向
共同影响
影响因素： 反应焓变
反应熵变
吸热
放热
熵增
熵减
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
练习:
C 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。
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)（P42 交流与讨论）
温度对反应自发性的情况
类 型
△H
△S
△H—T△S
反应的自发性
1— +
永远是— 在任何温度都是自发反应
2+—
永远是+
在任何温度下都是非自发 反应
3——
在高温+
在低温是自发反应
△H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的
是( AC )
A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低
有序
混乱
混乱度与熵
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
（P39 交流与讨论）
化学反应中的自发过程 （P40 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
二、自发过程的能量判据（焓判据）
能量判据：自发过程的体系趋向于从高能状 态转变为低能状态(这时体系会对外部做功 或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。
高能态→低能态+能量
（释放热量或对外做功）