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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。
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。
第四讲化学反应进行的方向子«新课标»高三化学〔人教版〕第一轮复习选修〔4〕单元讲座第二章化学反应速率和化学平稳第四讲化学反应进行的方向复习目标：能用焓变和熵变讲明化学反应的方向。
复习重点、难点：熵判据科学家依照体系的存在着使体系总能量趋向于，也确实是⊿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。
一、焓变与自发反应的关系焓变〔ΔH〕作为判定反应自发性的依据：假设ΔH＜0，＿＿＿能自发进行；假设ΔH ＞0，＿＿＿不能自发进行，而＿＿＿能自发进行。
能自发进行，但当温度升高时却能自发进行。
二、熵变与自发反应的关系熵指的是，用表示。
作为固液气三态的熵值比较大小顺序为。
摸索：为何物质的溶解是自发过程？〔请用熵变来讲明〕〔通过分子扩散自发形成平均混合物。
物质溶于水自发地向水中扩散，形成平均的溶液，体系有由有序自发地变为无序的倾向〕。
行。
三、自发反应的判定依据焓变〔焓判据〕只能判定，熵变〔熵判据〕只能判定。
结论：二者的复合判据才是自以反应的判定标准。
二者对反应方向的阻碍存在着关系：⊿H正反应自发进行；⊿H—T⊿S>0 逆反应自发过行。
疑难点拨焓的概念是依照热力学第一定律引入的，规定在等温等压且不做非体积功的条件下，反应的热效应就等于反应的焓变，关于一定压且不做非体积功条件下的化学反应的热效应也等于产物的是焓值〔末态〕减去反应物的总焓值〔始态〕。
在研究各种体系的变化过程时，人们发觉自然界的自发过程一样都朝着能量降低的方向进行。
明显，能量越低，体系的状态就越稳固。
化学反应一样亦符合上述能量最低原理。
的确，专门多放热反应，在298K、标准态下是自发的。
例如：3Fe(s) + 2O2(g)=Fe3O4(s)；△H (298 K)= －1118.4 kJ·mol-1C(s) + O2(g)=CO2(g)；△H(298 K) =－393.509 kJ·mol-1CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l)；△H(298 K) = －890.36 kJ·mol－1此有人曾试图以298K、标准态下反应的焓变作为反应自发性的判据。
认为在等温等压条件下，当△H < 0时：化学反应自发进行△H > 0时：化学反应不能自发进行然而，实践讲明：有些吸热过程(△H >0)亦能自发进行。
例如，水的蒸发，NH4Cl溶于水以及Ag2O的分解等差不多上吸热过程，但在298K、标准态下均能自发进行：NH4Cl(s) = NH4+(aq) + Cl－(aq)；△H (298 K)= 14.7 kJ·mol-1Ag2O(s) = 2Ag(s) + 1/2O2(g)；△H (298 K)= 31.05 kJ·mol-1CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)；△H (298 K)= 178.32 kJ·mol-1关于CaCO3的分解反应在298K、标准态下反应是非自发的。
但当温度升高到约1123K 时，CaCO3的分解反应就变成自发过程，而现在反应的焓变仍近似等于178.32kJ·mol-1,(温度对焓变阻碍甚小)。
由此可见，把焓变作为反应自发性的普遍判据是不准确、不全面的。
因为除了反应焓变以外，体系纷乱度的增加和温度的改变，也是许多化学和物理过程自发进行的阻碍因素。
二、如何利用〝△H-T△S〞判定化学反应的自发性通过教材学习，我们明白反应的自发性不仅与焓变和熵变有关，而且还与温度条件有关。
化学反应的方向是焓变和熵变共同阻碍的结果，判定依据为△H-T△S，即依据△H-T△S的值的大小判定。
△H-T△S又称自由能，符号△G，△G=△H-T△S，在等温等压下，自由能变化(△G)的正负决定着化学反应进行的方向和程度。
而△G又与△H、△S及T紧密相关。
关系如下：现在我们利用△H-T△S对中学化学中的两个咨询题探讨。
关于C还原CuO所发生的反应有以下两种可能情形：1、假如反应为：2CuO+C=2Cu+CO2↑，直截了当依照各物质的△G运算，那么：那么△G°1=(-394.4+2×0)-[2×(-127.2)+0]=- △H-T△S= －140.0(kJ)<02、假如反应为：CuO+C=Cu+CO↑，依照各物质的△G运算，那么：△G°2=(-137.3+0)-(127.2+0)= △H-T△S =－10.1(kJ)<0依照以上运算的△H-T△S均小于零，讲明这两个反应都有可能发生。
但反应(1)的△H-T △S更负，因此反应按照(1)式进行的趋势占优势，讲明C还原CuO的反应里，将C的氧化产物写成CO2更合理。
实验结果讲明C的氧化产物也是CO2。
关于C还原SiO2，我们也能够做相似的定量研究：1、假如反应为SiO2+C=Si+CO2↑，那么：△G°3=(-394.4+0)-(-805.0+0)=△H-T△S =－394.4+805.0=410.6(kJ)>02、假如反应为SiO2+2C=Si+2CO↑，那么：△G°4=[(-137.3)×2+0]-(-805.0+2×0)=△H-T△S =530.4(kJ)>0由于△H-T△S均为正值大于零，那么这两个反应在标准状态都不能自发发生。
那么在高温下能否进行？能够用△H-T△S进行进一步运算与研讨。
当反应为SiO2+C=Si+CO2↑时，△ H°3=(-393.51+0)-(-859.4+0)=465.89(kJ)△S°3=(213.64+18.7)-(41.86+5.69)=184.79(J·K-1)。
我们能够得到如此一个式子：△H-T△S=465.89-184.79×10-3 T设△H-T△S <0 即465.89-184.79×10-3T< 0 。
我们能够解出T>2521.18K，也确实是讲当温度升高到2521.18K时，该反应能发生。
当反应为SiO2+2C=Si+2CO↑时△H°4=(-110.53×2+0)-(-859.4+2×0)=638.34(kJ)△S°4=(197.91×2+18.7)-(41.86+2×5.69)=361.28(J·K-1)△G°4=△H-T△S=638.34-361.28×10-3T设△G°4<0即638.34-361.28×10-3T<0即当温度超过1766.88K时，反应按生成Si和CO方式进行。
经以上近似运算，在高温条件下，△G3、△G4可变为负值。
也确实是讲，在高温条件下这两个反应都能进行。
但生成Si和CO的反应比生成Si和CO2的反应易进行，因生成Si和CO的温度较生成Si和CO2低754.3K(2521.78-1766.88=754.3K)。
因此将SiO2跟C的反应写SiO2+2C=Si+2CO更能合乎实际反应事实。
用同样的方法验证ZnO跟C的反应其产物应是Zn 和2ZnO+C=CO2+2Zn。
知能训练)2003年10月15日，我国〝神舟〞五号载人飞船成功发射。
航天飞船是用铝粉与高氯酸铵的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应：2NH4ClO4 N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑；ΔH＜0。
以下对该反应的表达不正确的选项是A.高氯酸铵的水溶液呈酸性B.该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反应C.该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量D.反应从能量变化上讲，要紧是化学能转变为热能和动能2、以下反应中熵减少的是A．食盐晶体溶于水 B．氢气在氧气中燃烧生成液态水C．碳酸氢铵分解D．水蒸气冷凝为水3、闪电时空气中的N2和O2会发生反应：N2〔g〕+O2〔g〕 2NO2〔g〕，该反应的△H＝180.50 kJ·mol－1△S＝247.7J·mol－1·K－1，假设不考虑温度对该反应焓变的阻碍，那么以下讲法中正确的选项是A．在1000℃时，此反应能自发进行 B．在1000℃时，此反应不能自发进行C．该反应能自发进行的最低温度约为730℃D．该反应能自发进行的最高温度约为730K4、以下讲法中正确的选项是A．某反应低温条件下能自发进行，那么高温条件下也一定能自发进行B．某反应高温条件下不能自发进行，那么低温条件下也不能自发进行C．反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与反应温度无关D．温度有可能对反应的方向起决定性的作用5、以下自发反应可用能量判据来讲明的是：A、硝酸铵自发地溶于水B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H= +56.7 kJ·mol–1C、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H= +74.9kJ·mol–1D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H= –285.8kJ·mol–16．((1)假如反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时_ 热量，△H 0；(2) 反之，假如反应物所具有的总能量生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时___ 热量，△H 0。
7、汽车尾气中的要紧污染物是一氧化氮以及燃烧不完全所产生的一氧化碳，它们是现代化都市的重要大气污染物。
为了减轻大气污染，人们提出以下反应来治理汽车尾气：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 你能否判定这一方案是否可行？理论依据是什么？〔在298K，100kPa，该反应△H ＝-113.0 kJ·mol－1，△S＝-145.3 J·mol－1·K－1) 参考答案：1、解析：由于NH4ClO4是强酸弱碱盐，故其水溶液呈酸性，A正确；分析所给反应前后的物质种类、价态变化及热量变化，可知该反应为分解反应、氧化还原反应，同时又属于放热反应，故反应物的总能量大于生成物的总能量，那么B正确，C不正确；由题给信息可知D选项正确。
故此题答案为C。
2、BD3、A4、D5、D6．(1) 开释小于 (2) 小于吸取大于7、能够自发进行。
△H—T△S = -113.0 kJ·mol－1—298K × 〔-145.3 J·mol－1·K－1)= -69.7 kJ·mol－1〈 0因此室温下该反应能自发进行。
