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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。
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2N 2O 5 (g)==4NO 2 (g)+O 2 (g) ΔH =+56.7 kJ ·mol －1 过程 不需借助外力 需借助外力 自发过程 非自发过程(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。
第4节化学反应进行的方向1.自发过程和自发反应(1)自发过程①定义自发过程是指在一定条件下不需要外力作用就能自动迚行的过程.非自发过程是指在一定条件下,需要外界做功才能迚行的过程,比如利用水泵可以将水从低处抽向高处,通电可将水分解为氢气和氧气.②特征自发过程有明确的方向性,要逆转必须借助外界做功;具有做功的本领;自发变化的最大限度是体系的平衡状态.③实例a.自然界中的水由高处往低处流,而不会自动从低处往高处流.b.物理学中研究的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,气温一升高,冰雪自动融化.(2)自发反应在给定的一组条件下,一个反应可以自发地迚行,就称为自发反应.例如镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿的空气中会生锈、甲烷或氢气与氧气的混合气体遇明火就燃烧、Zn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.【说明】:反应的自发性也受到外界条件的影响.比如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳的反应是非自发的,但在1273K时,这一反应就是自发反应.2.反应的焓变与反应方向自发过程的体系总是趋向于从高能量状态转变为低能量状态(这是体系会对外部做功或释放能量),表现为焓变2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)但在较高的温度下CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)但也有很多吸热反应能自发迚行,因此,只根据焓变来判断反①能量判据也称为焓判据.②自发过程有趋向于最低能量状态的倾向.③对于封闭体系,在恒压和不做功的情况下发生变化,吸收或放出的热量等于体系的焓变.3.熵变与反应方向(1)熵与熵变①熵:在密闭条件下,体系自发地从有序转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素称为熵.熵是衡量一个体系混乱度的物理量,符号为S,单位是J/(mol∙K).熵值越大,体系的混乱度越大.【规律】影响物质熵值大小的因素:①同一条件下,不同的物质熵值不同;②同一种物质的熵值与其聚集状态以及外界条件有关,气态时熵值越大,液态时次之,固态时最小;③物质的量越大,分子数越多,熵值越大.∆.②熵变:发生化学反应时物质熵的变化,符号为S(2)熵增加原理①熵增加原理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,叫做熵增加原理,也是反应方向判断的熵判据.②常见的熵增加过程固体的溶解过程、气体的扩散过程、水的汽化过程以及墨水的扩散过程都是体系混乱度增大的过程,即熵增加的过程.③常见的熵增加反应产生气体的反应以及气体物质的量增大的反应,熵变通常都是正值,为熵增加反应.比如以下反应:∆= +169.6J/(mol∙K)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) S∆= +133.8J/(mol∙K)C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S(3)反应的熵变与反应方向∆= +57.6J/(mol∙K)①熵增加的反应大多能在常温常压下自发迚行.如2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) S②有些熵增加的反应在常温常压下不能自发迚行,但在较高温度下可自发迚行.如CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g) S ∆= +169.6J/(mol ∙K)③有些熵减小的反应(S ∆<0)在一定条件下也可以自发迚行.比如铝热反应:2Al(s)+Fe 2O 3(s)=Al 2O 3(s)+2Fe(s) S ∆= -39.35J/(mol ∙K)结论:事实证明,熵变是反应能否自发迚行的又一个因素,但也不是唯一的因素,只根据熵变来判断反应迚行的方向也是不全面的.4.化学反应方向的判断方法(1)化学反应方向的判断焓变(H ∆)和熵变(S ∆)都与反应的自发性有关,却又都不能独立地作为反应自发性的判据.因此要判断反应迚行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变.体系的自由能变化(G ∆,kJ/mol)是由能量判据和熵判据组合成的复合判据.它不仅与H ∆、S ∆有关,还与温度T 有关,其表达式为G ∆=H ∆-T S ∆,G ∆是恒温、恒压下判断化学反应自发性的判据,其规律是:(1)由不稳定物质向稳定物质转变2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O(稳定性:Na 2CO 3>NaHCO 3)(2)对于复分解反应类型的离子反应,一般是由易电离的物质向难电离的物质转变,或向离子浓度减小的方向转变. ①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变.Na 2SO 4+CaCl 2=CaSO 4↓+2NaClCaSO 4+Na 2CO 3=CaCO 3+Na 2SO 4所以溶解度大小为:CaCl 2>CaSO 4>CaCO 3.②由强酸(碱)向弱酸(碱)转变.HCl+CH 3COONa=CH 3COOH+NaCl2CH 3COOH+Na 2CO 3=2CH 3COONa+CO 2↑+H 2O所以酸性的强弱为:HCl>CH 3COOH>H 2CO 3.(3)由难挥发性(高沸点)物质向易挥发性(低沸点)物质转变.①由难挥发性酸向易挥发性酸转变.H 2SO 4(浓)+NaCl=====△NaHSO 4+HCl ↑(H 2SO 4(浓)比盐酸难挥发).②由高沸点的金属向低沸点的金属转变. 2RbCl+Mg −−→−熔融MgCl 2+2Rb ↑(沸点:Mg>Rb). (4)由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质转变.2FeCl 3+2KI=2FeCl 2+2KCl+I 2 2FeCl 2+Cl 2=2FeCl 3所以氧化性强弱为:Cl 2>FeCl 3>I 2.。
⾼⼆化学化学反应进⾏的⽅向⼈教实验版知识精讲⾼⼆化学化学反应进⾏的⽅向⼈教实验版【本讲教育信息】⼀. 教学内容：化学反应进⾏的⽅向1、⾃发过程与⾮⾃发过程2、反应⽅向的焓（能量）判据3、⾃发过程的熵判据4、化学反应⾃发进⾏的⽅向⼆. 重点、难点：1、理解能量判据、熵的概念。
2、理解能量判据和熵判据对化学反应进⾏⽅向的共同影响。
3、学会利⽤能量判据和熵判据分析化学反应进⾏的⽅向。
三. 教学过程：反应进⾏的⽅向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分：化学反应进⾏的快慢——化学反应速率化学反应的限度——化学平衡化学反应进⾏的⽅向——能量判据和熵判据（⼀）⾃发过程与⾮⾃发过程⽔往低处流，⽽不会⾃发的向上流；⼀般在室温下，冰块会融化，铁器在潮湿空⽓中会⽣锈，甲烷与氧⽓的混合⽓体遇明⽕就燃烧，这些过程都是⾃发的。
这些不⽤借助于外⼒就可以⾃动进⾏的⾃发过程的共同特点是，体系会对外部做功或释放热量，即体系趋向于从⾼能状态转变为低能状态。
1、⾃发过程:在⼀定条件下不需外⼒作⽤就能⾃动进⾏的过程。
2、⾮⾃发过程：在⼀定条件下，需要外界做功才能进⾏的过程。
3、⾃发过程的特征：有明确的⽅向性，要逆转必须借助外界做功；具有做功的本领；⾃发变化的最⼤限度是体系的平衡状态。
4、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。
如：镁条燃烧；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。
（⼆）反应⽅向的焓（能量）判据1、对于化学反应，有着向能量较低⽅向进⾏的趋势，也就是通过放热实现的，那么焓减⼩有利于反应⾃发，它是⾃发反应的［思考］吸热反应是⾮⾃发进⾏吗？多数⾃发进⾏的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能⾃发进⾏。
如在25℃和1.01×105Pa时：2N2O5（g）= 4NO2（g）+ O2（g）△H = ＋56.7kJ/molNH4HCO3（s）+ CH3COOH（aq）= CO2（g）+CH3COONH4（aq）+ H2O（l）△H = ＋37.3kJ/mol［分析］固体硝酸铵溶于⽔要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的⽓体通⼊⼀密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是⾃发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能⾃发进⾏？除⾃发的化学反应外，还有⼀类⾃发过程，例如放在同⼀密闭容器中的⽓体或液体物质(也包括能够挥发的固态物质)的蒸汽，不需要外界的任何作⽤，⽓态物质会通过分⼦的扩散⾃发地形成均匀混合物。
高二化学化学反应进行的方向试题答案及解析1.对于①需加热才发生的反应、②放热反应、③熵增加的反应，可能属于自发反应的是A．只有②B．只有③C．只有②③D．①②③【答案】D【解析】任何反应发生都需要在一定的条件下进行，所以需加热才发生的反应可能是自发反应，也可能是非自发反应。
自发反应一定是熵增加的放热反应。
所以放热反应及熵增加的反应都是自发反应。
因此正确选项为D。
【考点】考查自发反应与反应条件的关系的知识。
2.判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定自发进行的是A．ΔH>0，ΔS>0B．ΔH<0，ΔS>0C．ΔH>0，ΔS<0D．ΔH<0，ΔS<0【答案】B【解析】体系的自由能ΔG=ΔH-T·ΔS。
若ΔG<0，即ΔH<0，ΔS>0反应一定能自发进行；若ΔG>0，ΔH>0，ΔS<0，反应一定不能自发进行。
对于ΔH>0，ΔS>0 或ΔH<0，ΔS<0反应能否发生取决于温度和焓变的相对大小。
选项为：B。
【考点】考查判定反应能否自发进行的判据知识。
3.判断一个化学反应的自发性常用焓判据和熵判据，则在下列情况下，可以判定反应一定自发进行的是（）A．ΔH>0，ΔS>0B．ΔH<0，ΔS<0C．ΔH>0，ΔS<0D．ΔH<0，ΔS>0【答案】D【解析】由ΔG=ΔH－TΔS可知，当ΔH<0，ΔS>0：反应一定自发；当ΔH>0，ΔS>0、ΔH<0，ΔS<0：反应可能自发；当ΔH>0，ΔS<0：反应一定不自发。
【考点】化学反应的自发性。
4.关于冰融化为水的过程判断正确的是]A．ΔH＞0，ΔS＞0B．ΔH＜0，ΔS＞0C．ΔH＞0，ΔS＜0D．ΔH＜0，ΔS＜0【答案】A【解析】冰融化为水的过程需要吸收热量，△H＞0；固体变为液体的过程是熵增大的过程；△S ＞0；故A正确。
第四节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：在确定条件下，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(能量改变)来推断反应进行的方向，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：用熵变来推断反应进行的方向。
3．复合判据过程的自发性只能用于推断过程的方向，不能确定过程是否确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，将更适合于全部的过程，只依据一个方面来推断反应进行的方向是不全面的。
学问点一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．自然气的燃烧C．铁在潮湿的空气中生锈D．水在室温下结冰答案 D解析自然界中水由高处向低处流、自然气的燃烧、铁在潮湿的空气中生锈、冰在室温下溶化，都是自发过程，其逆过程都是非自发过程。
2．试验证明，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．全部的放热反应都是自发进行的B．全部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．焓变是确定反应是否具有自发性的惟一判据答案 C解析多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是全部能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是惟一因素。
