高中化学 第二章第四节 化学反应进行的方向 新人教版选修4
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，必须综合考虑体系的焓变和熵变．四、焓变和熵变与化学反应进行的方向．结论：一个化学反应能否自发进行，既与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关．一般来说体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行，焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向，但焓和熵都不是唯一因素，我们不能单纯地根据焓变或熵变来判断某个反应是否自发进行．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．化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变，自由能一般用△G来表示．且△G=△H-T△S：当△G=△H-T△S＜0时，反应向正反应方向能自发进行．当△G=△H-T△S=0时，反应达到平衡状态．当△G=△H-T△S＞0时，反应不能向正反应方向自发进行．【重难点指数】★★★★【重难点考向一】反应熵变的判断【例1】下列反应中，熵减小的是()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)【答案】D【重难点点睛】考查熵变的判断，物质的由固态或液态变为气态，或生成的气体越多，则混乱度越大，熵值越大，反之越小。
广西玉林市第一中学人教版高中化学选修四2.4化学反应进行的方向 教案
教
学
过
程
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
目标达成
预习检查
检查导学案完成情况
展示课前完成的导学案
落实自主学习
导入新课
由罕见“蓝月亮”钻石的拍卖导入课题
根据老师引导，直接进入主题
点明主题
学生展示根据课前准备安排来自请同学描述一些自发进行的自然现象
回忆学过的自发的化学变化或过程有哪些
激发兴趣，引起思考，找出自然界中自发过程的特点
通过阅读课本的科学视野和老师的讲解，了解复合判据的应用。
通过复合判据的学习，培养学生严谨的科学态度。
科学探究
反应方向与温度有关
引导学生做NH4Cl受热分解的实验
学生做NH4Cl受热分解的实验，观察现象
某些反应进行的方向与温度有关的结论
学以致用
解决金刚石的制备问题
解决本堂课开始提出的问题。
学生运用符合判据计算
自发过程、自发反应的含义
讲解自发过程和自发反应的含义。
在老师提示下，结合导学案，理解自发过程和自发反应的含义。
学生能理解自发进行的含义。
判据（一）
焓判据
展示学生熟悉的物理现象和化学反应，引导学生总结这些变化的共同点。
选修四第二章第四节化学反应进行的方向 导学案
选修四第二章第四节化学反应进行的方向课前预习学案一、预习目标：1、能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、应用焓变和熵变解释日常生产生活中的现象二、预习内容：34页1、科学家根据体系的存在着使体系总能量趋向于，也就是⊿H 0的趋势，也存在使体系由有序向无序转化（⊿S 0）的自然现象，提出了焓判据和熵判据。
2、很多自发过程的共同特点是，体系趋向于__________________，如________________、_________________。
在化学反应中，_____________常常是容易发生的。
科学家由此提出用_____________来判断反应进行的方向，这就是_____________。
思考一、19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。
你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。
三、预习内容：35页1、与有序体系相比，无序体系更加_________。
科学家用熵（符号：_______）来度量这种_________________。
注意：1）、混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
2）、体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越，有序变为无序——为___ 的过程。
（填“熵增”或“熵减”）⊿S 0 。
3）、熵值的大小判断：气态液态固态2、在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的增大，这个原理也叫做原理。
在用来判断过程的方向时，就称为判据。
不难理解，即使是同一物质，应该存在着时的熵值最大，时次之，时最小的这样一种普遍规律。
思考二：发生离子反应的条件之一是生成气体。
试利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。
探究：有些熵减小的反应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，就是熵减的过程（但它是放热的）；所以，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是因素。
只有将两者组合而成的复合判据，才能准确判定所有化学反应进行的方向。
【人教版】高中化学选修4知识点总结：第二章化学反应速率和化学平衡
第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率课标要求1、掌握化学反应速率的含义及其计算2、了解测定化学反应速率的实验方法要点精讲1、化学反应速率（1）化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
（2）化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。
某一物质A的化学反应速率的表达式为：式中——某物质A的浓度变化，常用单位为mol·L-1。
——某段时间间隔，常用单位为s,min,h。
υ——物质A的反应速率，常用单位是mol·L-1·s-1，mol·L-1·s-1等。
（3）化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系同一时间内，用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
②化学反应速率的计算规律同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
（4）化学反应速率的特点①反应速率不取负值，用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。
②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时，可能有不同的速率数值，但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。
小贴士：①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。
②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。
其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。
通常是通过增大该物质的表面积（如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等）来加快反应速率。
③对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。
化学选修四思维导图：2-4化学反应进行的方向
第二章化学反应速率和化学平衡第四节化学反应进行的方向【思维导图】【微试题】1.(2010·杭州第一次质量检测)下列说法中正确的是( )A．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应B．自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应C．熵增加且放热的反应一定是自发反应D．非自发反应在任何条件下都不能发生【答案】C2.对于反应：4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－ kJ·mol－1，且熵减小，在常温常压下该反应能自发进行，对该反应的方向起决定作用的是( ) A．焓变 B．温度 C．压强 D．熵变【答案】A3.高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝[c(CO)·c(H2O)]/[c(CO2)·c(H2)]，恒容时，温度升高，H2浓度减小,下列说法正确的是( )A．该反应的焓变为正值B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C．升高温度，逆反应速率减小D．该反应的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2【答案】A4.(2012·海南高考·15) 已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K= ，△H 0（填“<”“ >”“ =”)；(2)830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和的B，如反应初始6s内A的平均反应速率υ(A)= mol·L-1·s-1。
，则6s时c(A)= mol·L-1， C的物质的量为 mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为；(3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母)：a．压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变c． c(A)不随时间改变 d．单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为。
2020年选修4人教版 第二章 第四节 重点问题讲解——自发过程和自发反应(学案及训练)
2020年选修4人教版 第二章 第四节 重点问题讲解——自发过程和自发反应（学案及训练）【交流讨论】如图打开活塞，左侧水会自发地流向右侧，直到两边水面相平。
1.下列反应可以自发进行：NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l)；2Na(s)＋2H 2O(l)===2NaOH(aq)＋H 2(g)；2Al(s)＋6HCl(aq)===2AlCl 3(aq)＋3H 2(g)；CaO(s)＋H 2O(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)2·8H 2O 与NH 4Cl 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、熵判据(1)熵：用来量度体系混乱程度的物理量。
熵值越大，混乱程度越大。
符号为S 。
(2)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 )＞零。
(3)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。
(4)熵变与化学反应进行方向的关系①许多熵增的反应是自发的，如：2KClO 3=====MnO 2△2KCl ＋3O 2↑；CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。
②有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)。
4．复合判据(1)复合判据为体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ·mol－1)，综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。
新人教版化学选修4第二章《化学反应速率与化学平衡》复习课件
（ L.min ）、 mol/（L.s）
数学表达式： v= △C/△t ★★★三步骤法（或叫三段式）计算:
注意问题∶
• 不同物质的速率的比值一定等于化学方 程式中相应的化学计量数之比. • 化学反应速率一般不能用固体或纯液体 表示。
练习
1、合成氨的反应N2+3H22NH3在某温度下各物 质的浓度平衡是:[N2]=3mol· L-1, [H2]=9mol· L-1,[NH3] =4mol· L-1求该反应的平衡常 数和N2、H2的初始浓度。 2、已知CO+H2OH2+CO2；此反应在773K时平 衡常数K=9，如反应开始时 C(H2O)=C(CO)=0.020mol· L-1求CO的转化率。
二、影响化学反应速率的重要因素
1、浓度对反应速率的影响 内容：
其它条件不变，增加反应物浓度加快化学 反应速率。
原因：
反应物浓度增大 有效碰撞 次数增多
单位体积内活 化分子数增加 反应速率加快
2、压强对反应速率的影响
内容：
对于气体反应来说，增大压强相当于增大反 应物的浓度，反应速率加快．
原因：增大压强
高温度，会使化学平衡向着吸热反应的方向 移动；降低温度，会使化学平衡向着放热反 应的方向移动。
△压强∶在其它条件不变的情况下，
对于反应前后气体体积改变的反应 ，增
大压强，会使化学平衡向着气体体积缩
小的方向移动；减小压强，会使化学平
衡向着气体体积增大的方向移动。 △催化剂∶催化剂只能使正逆反应速 率等倍增大，改变反应到达平衡所需的时 间，不能使化学平衡移动。
总结论：向反应体系输入能量，都可 以改变化学反应速率 原因：反应体系内活化分子数或活化 分子百分数提高，有效碰撞次数增加， 从而加快化学反应速率。
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第一章 化学反应与能量
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第一节 化学反应与能量的变 化
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最新人教版高三化学选修4电子 课本课件【全册】目录
0002页 0026页 0028页 0082页 0142页 0162页 0232页 0405页 0456页 0509页 0565页 0607页 0639页
绪言 第一节 化学反应与能量的变化 第三节 化学反应热的计算 第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 影响化学反应速率的因素 第四节 化学反应进行的方向 第三章 水溶液中的离子平衡 第三节 盐类的水解 归纳与整理 第一节 弱电解质的电离 第二节 化学电源 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 附录
选修4-2-4化学反应进行的方向
4-2-4化学反应进行的方向知识梳理一、焓判据1、 用焓变来判断反应进行的方向，就是焓判据。
2、 化学反应的方向与能量的关系能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素。
(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是自发的，反应放热： 4Fe(OH)2(s)＋2H 2O(1)＋O 2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH (298 K)＝－444.3 kJ/mol (2)有不少吸热反应也能自发进行。
例如：NH 4HCO 3(s)＋CH 3COOH(aq)=CO 2(g)＋CH 3COONH 4(aq)＋H 2O(1)ΔH (298 K)＝＋37.30 kJ/mol(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。
例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO 3的分解反应。
CaCO 3(s)===CaO(s)＋CO 2(g) ΔH (298 K)＝＋178.2 kJ/mol 所以反应能量判据不是决定反应能否自发进行的惟一因素。
二、熵判据1、熵和熵变（1）熵是用来表示物质混乱程度（或无序）的物理量。
对于一个由大量粒子组成的体系，人们用熵来描述体系的混乱度，符号为S 。
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，而同一物体的熵值与条件有关。
对同一物质来说，()()()s S l S g S >>。
（2）熵变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。
反应的熵变ΔS 为反应产物总熵与反应物总熵之差。
对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。
2、熵判据在于外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变（ΔS ）大于零。
这个原理也叫熵增原理，再用来判断过程的方向时，就称为熵判据。
(1)许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。
（完整版）化学选修4（新人教版）
（完整版）化学选修4（新人教版）新人教版《化学反应原理》全册知识点归纳第一章化学反应与能量一、焓变反应热1．反应热（Q）：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol（3）△H=H（生成物)-H(反应物）3.微观角度解释产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。
(放热>吸热)△H为“-”或△H<0吸收热量的化学反应。
（吸热>放热）△H为“+”或△H>0注：（高中阶段Q与△H二者通用）（4）影响晗变的主要因素：①发生变化的物质的物质的量，在其他条件一定时与变化物质的物质的量程正比。
②物质的温度和压强☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸或水的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示）③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变三、燃烧热1．概念：25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
燃烧热的单位用kJ/mol表示。
※注意以下几点：①研究条件：101kPa②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量：1mol④研究内容：放出的热量。
（ΔH<0，单位kJ/mol）四、中和热1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=－57.3kJ/mol3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。