【知识解析】用焓变与熵变综合判断反应方向

焓变和熵变对化学反应方向的共同影响学习目标1、通过分析焓变与熵变的反应的共同影响，了解这两个因素的影响不是孤立的而是相互关联的。

2、能通过关系式△H-T△S由给定的△S数据定量判断反应的方向3、通过分析关系式△H-T△S，能够根据反应焓变的吸热或放热、反应熵变的熵增或熵减来定性判断焓变和反应熵变对反应方向的影响。

b5E2RGbCAP4、能够接触热力学理论，初步了解热力学理论研究的重要意义教材重点：根据定量关系式△H-T△S及给定数据判断反应方向难点：熵变、焓变对反应方向共同影响的规律学习过程：温故知新<请复述下列问题的答案）1、反应焓变对反应方向的影响规律2、反应熵变的定义、定义式、表示字母、单位3、熵变对反应方向的影响规律4、正、逆反应的熵变的关系是怎样的新知探索阅读课本P37 小结新知一、反应方向的判据是：；该判据成立的条件是；该判据中各个符号表示的意义和单位分别是△H：意义、单位、△H﹥0；△H﹤0。

T：意义、单位。

△S：意义、单位、△S﹥0、△S﹤0。

二、判断结果通过给定的△H、△S的具体数值的计算、会出现下列三种情况1、△H-T△S﹥0、正反应；逆反应；2、△H-T△S =0 正反应；逆反应；3、△H-T△S﹤0 正反应、逆反应；注意、利用该判据作题时，一定要注意的问题是。

三、例题示范汽车尾气处理反应：2NO(g>+2CO(g>==N2(g>+2CO(g>已知298K、100KPa下该反应的△H=-746.8KJ/mol △S==-197.5J.mol-1.K-1p1EanqFDPw试判断该反应在室温下能否自发？解：已知：T==298K △H=-746.8KJ/mol△S==-197.5J.mol-1.K-1据：△H-T△S==-746.8KJ/mol -298K ×(-197.5×10-3KJ.mol-1.K-1>==-687.9KJ/mol﹤0 知该反应在室温下能自发。

【⾼中化学】如何判断化学反应进⾏的⽅向在⾼中期间，化学学习选修四《化学反应原理》时，有⼀个知识点是判断化学反应能否⾃发进⾏。

⽤焓变(△H)和熵变（△S）的判断依据都可以，但是⽐较⽚⾯，⽤吉布斯⾃由能判断依据就⽐较准确，并且还能很清晰的知道反应在什么条件下能⾃发进⾏。

⾸先我们了解下什么是焓判据和熵判据。

焓判据：⾃发反应有趋向于使体系的能量降低的倾向。

即△H＜0的反应有⾃发进⾏的倾向，且△H的数值越⼤，越有利于反应的⾃发进⾏。

熵判据： △S＞0的反应有⾃发进⾏的倾向，且△S的数值越⼤，越有利于反应的⾃发进⾏。

注意上述两点判据中都提到了⼀个词——倾向，也就是说，焓判据和熵判据仅仅只能判断该反应能否具有⾃发的⼀种倾向，⽽不能判断反应是否⾃发。

吉布斯⾃由能判据是在焓判据和熵判据的基础上理解的⼀种较准确的判据。

具体表述为：△G = △H—T△S△G = △H—T△S＜0 反应能⾃发进⾏△G = △H—T△S=0 反应达到平衡状态△G = △H—T△S＞0 反应不能⾃发进⾏要确定△G是⼤于0、⼩于0还是等于0，需要确定反应的焓变和熵变。

反应⽅向的熵判据：（1）熵判据：在密闭条件下，体系由有序⾃发地变为⽆序的倾向（2）混乱度：表⽰体系的不规则或⽆序状态（3）熵：热⼒学上⽤来表⽰混乱度的状态函数（4）熵值的⼤⼩判断：①⽓态＞液态＞固态②与物质的量成正⽐（5）反应熵变△S=⽣成物总熵—反应物总熵（6）熵增的过程就是⾃发过程。

根据以上6点，对⾼中阶段判断熵变可提炼为：（1）S(g)＞S(l)＞S(s)（2）⽓体分⼦数或分⼦种类越多，其熵值越⼤ （3）固体溶解过程、墨⽔扩散过程、⽓体扩散过程，熵变均为正值，即△S＞0 综上所述，体系能量降低或混乱度增加都有促使反应⾃发进⾏的倾向，即焓变和熵变共同制约着化学反应进⾏的⽅向。

要判断⼀个化学反应能否⾃发进⾏，必须综合考虑反应的焓变和熵变及体系的温度。

【例】已知反应CaCO3(s)==CaO(s) + CO2(g)，在常温（T=298K）下△H=178.2 kJ·mol—1，根据上述熵变的判断，其△S＞0（⽓体分⼦数和分⼦种类都增加，所以熵值增⼤，△S=169.6J·mol—1·K—1）。

考点七化学反应进行的方向【考点定位】本考点考查化学反应进行的方向判断，明确焓变和熵变与化学反应进行的方向判断的关系，掌握复合判据。

【精确解读】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。

焓变及熵变与反应方向一、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工或释放能量）。

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例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应就是一个自发的、放热反应。

其热化学方程式为：4Fe(OH) 2 (s) + 2H2O(l) + O2(g) === 4Fe(OH)3(s) △H(298K) ＝－444.3 kJ·mol－1再如：在常温、常压下，氢氧化钠溶液和盐酸的反应也是一个自发的、放热反应。

其热化学方程式为：NaOH(aq)+HCl(aq) === NaCl(aq)+ H2O(l) △H(298K)＝－56kJ/mol2. 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：CaCO3(s) === CaO(s) + CO2(g) △H(298K)＝+178.2 kJ·mol－1CaCO3(s) === CaO(s) + CO2(g) △H(1200K)＝+176.5 kJ·mol－13. 有不少吸热反应在室温条件下也能自发进行。

例如：2N2O5(g) === 4NO2(g)+O2(g) △H(298K) ＝+56.7kJ/mol(NH4)2CO3(s) === NH4HCO3(s)+NH3(g) △H(298K) ＝+74.9 kJ/molNH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) ===CO2(g) + CH3COONH4(aq) + H2O(l) △H(298K)＝+37.30 kJ·mol－1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。

第二章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向第2课时用焓变和熵变综合判断反应方向1.通过分析关系式△H-T△S，能根据反应焓变的吸热或放热、反应熵变的熵增或熵减来定性分析反应焓变和反应熵变对反应方向的影响。

2.通过本课时内容的学习，初步接触热力学理论，从而初步了解热力学理论研究的重要意义。

根据定量关系式ΔH -TΔS 及给定数据判断反应方向1.反应焓变与反应方向：更有利于反应正向自发进行；2.反应熵变与反应方向：更有利于反应正向自发进行。

2.1.2 用焓变和熵变综合判断反应方向三．用焓变和熵变综合判断反应方向研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH - TΔS。

ΔH - TΔS < 0 自发进行。

ΔH - TΔS = 0 。

ΔH - TΔS > 0 自发进行。

在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH -TΔS < 0的方向进行，直到达到。

【归纳小结】1.ΔH 0 ΔS 0：2.ΔH 0 ΔS 0：3.ΔH 0 ΔS 0：4.ΔH 0 ΔS 0：利用ΔH－T ΔS判据，只能用于判断在及除了体积功以外不做其他功的条件下反应正向自发进行的，即反应发生的，但它并不能说明在该条件下可能正向自发进行的反应能否实际发生，这个反应到底能不能反应，那还要看反应进行的和反应进行的。

【课堂小结】★焓变、熵变共同影响化学反应的方向。

化学反应向的方向自发进行。

★ΔH、ΔS的作用相反，且相差不大时，可能对化学反应的方向起决定作用。

1．下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是A．1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]B．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行C．2KClO3（s）＝2KCl（s）+3CO2（g）△H＞0能否自发进行与温度有关D．常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞02．以下对影响反应方向因素的判断不正确的是A．有时焓变对反应的方向起决定性作用B．有时熵变对反应的方向起决定性作用C．焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用3．下列说法正确的是A．NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H= +185.57kJ•mol−1，能自发进行，原因是△S>0 B．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向C．常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行D．焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据4．自由能的变化(ΔG)是反应方向判断的复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应正向自发进行。

1. 化学反应自发进行的判断依据一个化学反应能否自发进行，即与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关。

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，反应方向的判断为：H –T△S < 0 ，反应能自发进行；H –T△S ＝0 ，反应达到平衡状态；H –T△S >0 ，反应不能自发进行。

2. 化学反应的变化趋势在等温等压条件下，自发反应总是向△H –T△S<0 的方向进行，直至达到平衡状态。

3. △H .△S的正负及温度的升降对△H –T△S 的值产生的影响（1）△H <0 ，△S>0，则一定有△H –T△S <0 ，在任何温度下，反应均能正向自发进行。

（2）△H >0 ，△S<0，两个因素的影响也是一致的，都使△H –T△S >0 ，显然这样的反应在任何温度下都不能正向自发进行。

（3）△H >0 ，△S>0，焓因素不利于反应，而熵因素–T△S 却利于反应。

孰大孰小，决定于具体体系具体数值。

但可以肯定的是，若增加温度，则增加熵因素的影响，甚至可以使熵因素的正面影响超过焓因素的负面影响，反应就变成可以自发进行了，即该类反应在高温下正向自发. 在低温下正向不自发。

（4）△H <0 ，△S<0，焓因素有利，而熵因素不利。

若降低温度可以减少熵因素的负面影响，也可以使反应得以进行，即该类反应在低温下正向自发.在高温下正向不自发所以，焓变为正的反应都是吸热反应，焓变为负的反应都是放热反应因此第一句话和第二句话都是错误的熵变为正的反应都是混乱度增大的反应因此根据上述叙述可知第三第四句也是错误的若有疑问，可以直接留言，我会与你一起讨论的，谢谢你的配合，祝你学习进步！。

化学反应中的熵变与焓变热力学动力学化学反应是指物质之间发生的化学变化过程，而熵变与焓变是描述化学反应以及系统状态变化的重要物理量。

熵变（ΔS）是衡量系统无序程度的变化量，而焓变（ΔH）是描述化学反应的热交换过程的变化量。

熵变与焓变在热力学动力学中起到重要作用，可以帮助我们理解和预测化学反应的方向与速率。

1. 熵变与无序程度的关系熵（S）是描述系统无序程度的物理量。

在化学反应中，当反应物转变为生成物时，系统的熵往往会发生变化。

然而，这种变化是有规律可循的。

根据熵的定义，系统的熵变可以表示为ΔS = S生成物 - S 反应物。

根据第二热力学定律，系统趋向于增加无序度，即熵的增加。

当一个系统处于平衡状态时，系统的熵达到最大值。

因此，化学反应中的熵变可以告诉我们反应前后系统无序程度的变化。

当ΔS > 0时，反应使系统的无序度增加，反应是自发进行的；当ΔS < 0时，反应使系统的无序度减少，反应是非自发进行的；当ΔS = 0时，反应不影响系统的无序度，反应处于平衡状态。

2. 熵变与化学反应速率的关系熵变不仅与反应的方向有关，还与反应的速率有关。

化学反应的速率取决于反应物分子之间的相对运动，而分子的运动情况与系统的熵有密切关系。

根据动力学理论，分子必须具有一定的能量才能克服反应的能垒，进而参与反应。

当反应物的熵变较大时，系统的无序度增加，分子之间的相对运动变得更加剧烈，反应速率也会增加。

相反，当反应物的熵变较小时，系统的无序度减少，分子之间的相对运动变得不活跃，反应速率会减慢。

因此，通过控制反应物的熵变，我们可以调节化学反应的速率，提高反应的效率。

3. 焓变与热交换的关系焓（H）是描述系统热交换的物理量。

在化学反应中，当反应物转变为生成物时，系统的焓往往会发生变化。

焓变可以表示为ΔH = H生成物 - H反应物。

根据热力学第一定律，能量守恒，系统吸收或释放的热量等于焓变。

当焓变为正值时，反应吸热，系统从周围吸收热量；当焓变为负值时，反应放热，系统将热量释放到周围。