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第四节化学反应进行的方向

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化学反应原理知识点笔记 (10)

化学反应原理知识点笔记 (10)

第四节化学反应进行的方向记一记1.反应方向的焓判据是指放热过程中体系能量降低，ΔH<0反应具有自发进行的倾向。

2．反应方向的熵判据是指在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。

3．同一物质由固态(s)→液态(l)→气态(g)的过程为熵值增大的过程，ΔS>0；反之，为熵值减小盼过程，ΔS<0。

4．当ΔH<0，ΔS－>0，反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS<0，反应不能自发进行。

探一探1.下列反应可以自发进行：NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)；2Al(s)＋6HCl(aq)===2AlCl3(aq)＋3H2(g)；CaO(s)＋H2O(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)2·8H2O 与NH4Cl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．合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1，ΔS ＝－198.2J·mol－1·K－1。

(1)请你根据正反应的焓变分析298K下合成氨反应能否自发进行？(2)请你根据正反应的熵变分析298K下合成氨反应能否自发进行？(3)请你根据正反应的焓变和熵变分析298K下合成氨反应能否自发进行？[提示](1)能。

化学选修4第2章第4节化学反应进行的方向(共83张PPT)

化学选修4第2章第4节化学反应进行的方向(共83张PPT)

例1、正误判断 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( ) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数( ) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动( ) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化( ) (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度( ) (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应 的反应热( )
常数表达式为Kp＝ pNp22N·pH33H 2。
三、化学反应原理在物质制备中的调控作用
1、化学反应方向的判定 (1)自发反应 在一定条件下
就能自发进行的反应称为自发反应。
(2)熵和熵变的含义 ①熵的含义
熵是衡量一个体系
的物理量。用符号 表示。同一条件下，不同物质有
不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是
mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)
c始/mol·L－1 a
b
c转/mol·L－1 mx
nx
c平/mol·L－1 a－mx b－nx
0
0
px qx
px qx
K＝a－mpxxpm··qbx－q nxn
Hale Waihona Puke 2、明确三个量的关系 (1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。 (2)关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
思考：一个可逆反应进行的程度与平衡状态时各物质的浓度有何关系？
H2(g ) + I2(g) ⇌2HI(g)，根据平衡时的数据分析出中的规律。
序
起始时浓度mol/L
号
c0 (H2)
c0(I2)

高中化学第四节化学反应进行的方向教案新人教版选修4

高中化学第四节化学反应进行的方向教案新人教版选修4

化学反响进行的方向一、教材剖析在学生学习了化学反响及其能量变化、化学反响速率、化学反响的限度以后，教材安排了难度较大的化学反响进行的方向的内容。

关于自由能知识，仅限于达到知道、认识的层次即可。

事物的发展、变化经常受多种要素的限制，经过焓变、熵变的介绍，力争使学生学会全面分析问题。

二、教课目的1．知识目标：(1) 、经过学生平时生活中所见所闻以及常有的化学反响，让学生认识放热反响的自觉性和某些吸热过程的自觉性；（2）、经过“有序”和“无序”的对照，引出熵的看法；（3）、经过平时生活中的见闻指引学生，使学生明确依据反响的焓变和熵变的大小，只好判断反响自觉进行的可能性，不可以决定反响能否必定发生或反响速率的大小。

2．能力目标：（1）、经过学生已有知识及平时生活中的见闻，使学生建立化学反响方向的判据；（2）学会运用比较、归纳、归纳等方法对信息进行加式，建立新知识3．感情、态度和价值观目标：经过平时生活中的焓变和熵变的详细实例，让学生明确化学与平时生活是息息有关的。

三、教课要点难点要点：熵判据难点：焓减与熵增与化学反响方向的关系四、学情剖析学生在学习了化学反响速率、化学均衡及其影响要素的基础上，抽象思想能力提升好多，本节降低难度后，学生应当能掌握要点内容。

五、教课方法1．启迪教课2．教案导学：见后边的教案。

3．新讲课教课基本环节：预习检查、总结迷惑→情境导入、展现目标→合作研究、精讲点拨→反省总结、当堂检测→发导教案、部署预习六、课前准备1．学生的学习准备：填写教案。

2．教师的教课准备：多媒体课件制作，课前预习教案，课内研究教案，课后延长拓展教案。

七、课时安排： 1 课时八、教课过程( 一) 预习检查、总结迷惑检查落实了学生的预习状况并认识了学生的迷惑，使教课拥有了针对性。

（二）情形导入、展现目标。

教师：汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完整焚烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减少大气污染，人们提出经过以下反响来办理汽车尾气：2NO （g）+ 2CO（g）= N2（g）+ 2CO2（g），你可否判断这一方案能否可行？理论依照是什么？教师：上述问题是化学反响的方向的问题。

第四节化学反应进行的方向(2012)

第四节化学反应进行的方向(2012)
柳西 东北师大附中高中部化学组
化 学 反 应 第 进 四 行 节 的 方 向
一、化学反应原理的重要组成部分∶ 反应的快慢程度 化学反应原理 化学反应的限度 反应进行的方向 如何判断反应能否发生？
柳西 东北师大附中高中部化学组
高 山 流 水
冰雪消融
柳西 东北师大附中高中部化学组
花开花谢
电流总是从电势高的地方向电势低的地方流动；
铁生锈
△H= -57.3 kJ· -1 mol
Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) △H= -181.75 kJ· -1 mol 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ· -1 mol
铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)； △H= -824 kJ· -1 mol
柳西 东北师大附中高中部化学组
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。
柳西 东北师大附中高中部化学组
自由能变化
自由能（吉布斯自由能）变化 （△G、单位：kJ/mol）
△ G=△H—T △S
焓变
熵变
H<0 H>0 H<0 H>0
S>0 S<0 S<0 S>0
化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行
低温自发,高温不自发 低温不自发,高温自发
柳西 东北师大附中高中部化学组
△S
△H
柳西 东北师大附中高中部化学组
小结：
化学反应的方向

高二化学选修四第二章-第四节-化学反应进行的方向

高二化学选修四第二章-第四节-化学反应进行的方向

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。

高考化学 第二章 第四节 化学反应进行的方向课件 4

高考化学 第二章 第四节 化学反应进行的方向课件 4

解析：自发进行只能用来判断过程的方向，不能判断反应 的热效应，A 项错误；高温高压的条件下，低能量的石墨转化 为高能量的金刚石，是一个非自发的化学反应，B 项错误；同 一种物质的固、液、气三种状态中，气态的混乱度最大，熵值 最大，D 项错误。
答案：C
判断化学反应进行的方向
【例 2】已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为 ΔH－TΔS<0 反应能正向自发进行 ΔH－TΔS＝0 反应达到化学平衡 ΔH－TΔS>0 反应不能自发进行
N2(g)＋3H2(g)
高温、高压 催化剂
2NH3(g)
与焓 很多吸热反应也 变的 能在常温、常压 关系 下自发进行(ΔH>
0)
2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g) NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)
H2O(l)＋CH3COONH4(aq)＋
CO2(g)
续表 定义 放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸 热反应能自发进行，因此反应焓变是与反应进行的方 结论 向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的 唯一因素
自发反应与非自发反应的理解 【例 1】下列关于反应的说法正确的是( )。 A.凡是放热反应都是自发的，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小或不变 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
名师点拨：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有 些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，也可能减小，也 可能不变；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实 现还要看具体的条件。
答案：A
3.对于化学反应方向的确定，下列说法中正确的是( D )。 A.放热的熵减小的反应一定能自发进行 B.熵因素决定正反应能否发生，焓因素决定逆反应能否发生 C.化学反应能否发生的唯一判据是焓变 D.固体的溶解、参与反应的过程与熵变有关

第四节化学反应进行的方向

焓变只是判断反应能否自发进行的一 个因素,但不是唯一因素。
阅读教材p35
有序
交流与讨 论
混乱
2、熵判据
火柴散落过程混乱度如何变化？ 增大
从混乱度角度分析它为什么可以自发发生？
混乱程度越大越稳定
在化学上用熵(符号S)来量度这种混乱(或无序)的程度。
即在密闭条件下，体系有从有序自发地 转变为无序的倾向，即熵增加（△S＞0） 有利于自发进行。
水总是自发地由高处往低处流
问题与思 考
自然界中水总是从高处往低处流； 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 铁制容器暴露在潮湿空气中会自发生锈； 室温下冰块会自发融化；
电 品红滴入水中会自发扩散； 流 食盐放入水中会自发溶解；
酸碱混合会自发中和。 火柴盒中的火柴棒散落出来 会自发混乱等；
一、自发过程和自发反应
自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能 自动进行的过程。
自发反应：在一定条件下，不需外界持久帮助就 能自动进行的反应，称为自发反应 。
阅读课本P34 交流与讨论举例说明什么是自发反应？
如何判断一个反应过程能否自发进行呢？
二、判断化学反应方向的依据
2Na(s) +2H2O(l) = 2NaOH(aq) + H2(g) △H = －368 kJ·mol-1
△S=－39.35J·mol-1·K-1 能自发进行
熵变是反应能否自发进行的又一个因素, 但不是唯一因素。
根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓 变、熵变与反应方向
焓变 熵变
①NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) △H＜0 △S＜0
②
NH4Cl(s)
加热
===
NH3(g)+

第四节 化学反应进行的方向


度下则能自发进行。如
CaCO3(s) ==== CaO(s)+CO2(g)
高温
Δ H>0
(3)结论。
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。
2.与熵变的关系 (1)自发反应的特点。 大多数自发反应都有趋向最大混乱度的倾向。 (2)与熵变的关系。 ①许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。如 2H2O2(aq)====2H2O(l)+O2(g) Δ S＞0
【特别提醒】从能量角度(即焓变)看，化学反应有趋向于最低 能量状态的倾向，而从熵变角度看，化学反应有趋向于最大混
乱度的倾向，在实际的化学变化中，ΔH与ΔS倾向有时会出现
矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不 能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误 的结论，要注意应用焓判据和熵判据进行综合分析。
第四节 化学反应进行的方向
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1.了解自发过程和化学反应的自发性。
2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。
3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和 熵变解释化学反应的方向。
一、化学反应自发进行的判据 (1)化学反应自发进行有哪些判据？ (2)这些判据与化学反应的自发性有何关系？ 1.自发过程的特点 高能 状态转变为_____ 低能 状态。 (1)能量角度：体系趋向于从_____ 有序 状态转变为_____ 无序 状态。 (2)混乱度角度：体系趋向于从_____
在恒温恒压下，自由能变化(Δ G)的正负决定着化学反应进行 的方向和程度。
2.化学反应的自发性与反应能否进行的关系 (1)非自发性反应在一定条件下也能够进行。

第四节 化学反应进行的方向

第四节化学反应进行的方向一、反应方向的焓判据焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。

即 H＜0 ，利于反应自发进行二、反应方向的熵判据1.熵判据：体系有自发地向混乱度增加（即熵增）方向转变的倾向。

熵判据：△S＞0，利于反应自发进行【注】熵：描述体系混乱度的状态函数叫做熵，用S表示混乱度：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2.熵值的大小判断：（1）气态 > 液态 > 固态（2）与物质的量成正比（3）反应熵变△S=生成物总熵-反应物总熵三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1.体系自由能变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △H - T△S体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响：△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。

【例】对反应CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）△H = + 178.2 KJ·mol-1△S = +169.6 J·mol-1·K-1室温下，△G =△H-T△S =178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1 =128 KJ·mol-1>0因此，室温下反应不能自发进行。

【总结】能量判据和熵判据的应用：1.由能量判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容易自发进行；2.由熵判据知∶许多熵增加（△S﹥0）的过程是自发的；3.很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。

由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据——体系自由能变化：△G = △H - T△S——将更适合于所有的反应过程；4.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的速率；5.在讨论过程的方向时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。

选修4 第二章 第四节 化学反应进行的方向111

第四节化学反应进行的方向1、识记焓和熵的概念，能够体会到化学反应方向的规律性2、通过学习教材，理解焓变与熵变对化学反应方向进行的共同影响3、学会应用能量判据和熵判据分析化学反应进行的方向一、自发过程和自发反应（一）自发过程：在一定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程如：水往低处流、冰在常温下自动熔化、气体分子的自由扩散、电流从电压高的地方流向电压低的地方、蔗糖溶于水得均一的溶液（二）自发反应：在给定的条件下，能自发地进行到显著程度的反应如：铁在潮湿的空气中缓慢腐蚀、生石灰溶于水生成熟石灰、酒精的燃烧、铁粉与硫粉混合加热生成硫化亚铁（需点燃，但一旦发生就能自发地进行下去）、钠与水的反应等自发的放热反应：甲烷燃烧、铁生绣、H2与O2反应、H2与Cl2反应等（三）非自发反应：不能自发地进行，必须借助于某种外力才能进行的反应如炽热的炭与水蒸气生成CO与H2（四）自发的吸热过程和反应：①室温下冰的融化、硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程②在25℃、101kPa时，N2O5和碳酸铵的分解都是自发的吸热过程2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) △H=＋56.7kJ·mol－1(只要是从分子数小的到分子数大的反应，都是自发的过程，)熵增加原理(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3＋NH3△H=＋74.9kJ·mol－1（五）既不吸热也不放热的自发过程如图分别装有A、B两种气体，打开活塞，则A、B会运动，使得最终两种气体均匀混合并占据这两个瓶子，此自发过程既不吸热也不放热。

（六）自发过程和自发反应的应用1、用来完成有用功如向下流动的水可推动机器、汽油燃烧可在内燃机中被用来做功、可将氢气设计成燃料电池2、一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。

非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高处、通电可将水分解二、判断反应进行方向的焓判据(能量判据)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（这时反应体系对外部做功或释放能量），表现为焓变△H＜0，这一经验规律就是能量判据，即焓判据判断反应进行的方向依据的是焓变，即焓判据规律：1、对于密闭体系，在恒压和不做其他功的条件下发生变化，吸收或放出的热量等于体系的焓的变化2、实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热反应，即△H＜0C3H8的燃烧、Na在Cl2中点燃、H2与F2的反应等均是因为它们是放热反应而能自发进行，并且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应进行得越完全3、但是，不少吸热过程和吸热反应也能自发进行如硝酸铵溶于水吸热、NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) △H=＋37.30kJ·mol－1还有一些吸热反应在较低的温度下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碘酸钙的分解：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) △H(298K)=＋178.2kJ·mol－1△H(1200K)=＋176.5kJ·mol－14、焓变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唯一因素只是根据焓变来判断反应进行的方向是不完全的三、判断反应进行的熵判据在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。

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2、熵判据：自发过程的本质取向于由有序 熵判据： 转变为无序，导致体系的熵增大， 转变为无序，导致体系的熵增大，这一经 验规律叫做熵增原理， 验规律叫做熵增原理，是反应方向判断的 熵判据。 熵判据。 混乱度越大越稳定，△S > 0 有利于反 混乱度越大越稳定， 应自发进行，但自发反应不一定要△ 应自发进行，但自发反应不一定要△S > 0。 。 熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是 熵变是反应能否自发进行一个因素 但不是 一因素。 唯一因素。
②对同一聚集态来说，温度升高，热运动 对同一聚集态来说，温度升高， 增加，系统的混乱度增大， 增加，系统的混乱度增大，熵值也随之变 对于气体物质，压力降低时， 大。对于气体物质，压力降低时，体积增 粒子在较大空间里运动，将更为混乱， 大，粒子在较大空间里运动，将更为混乱， 故有
③对不同物质，熵值大小与其组成和结构 对不同物质，熵值大小 有关。一般说，粒子越大，结构越复杂， 有关。一般说，粒子越大，结构越复杂， 其运动情况也越复杂，混乱度就大， 其运动情况也越复杂，混乱度就大，熵值 也越大。 也越大。 系统的状态一定，其内部混乱度大小 系统的状态一定， 也就一定，应有一个确定的熵值，因此， 也就一定，应有一个确定的熵值，因此， 熵也是状态函数， 熵也是状态函数，即只决定于系统的初始 和最终状态。 和最终状态。
3、复合判据（自由能变化） 、复合判据（自由能变化）
△ G=△H—T △S △
当△ G<0时，反应自发进行 时 当△ G>0时，反应不自发进行 时 当△ G=0时，平衡状态 时
例如： 例如：判断这两个反应什么条件下自发 进行？ 进行？
△ G=△H—T △S △
（1）NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s) ， ） ＝ △H＜0 △S＜0 低温可行 ＜ ＜ （2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)， ） ， △H＞0 △S＞0 ＞ ＞ 高温可行
自发反应中的焓变和熵变的关系
1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加 、在温度、压力一定的条件下， 的反应一定能自发进行。 的反应一定能自发进行。 2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少 、在温度、压力一定的条件下， 的反应一定不能自发进行。 的反应一定不能自发进行。 3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小 、当焓变和熵变的作用相反时， 相差悬殊，可能某一因素占主导地位。 相差悬殊，可能某一因素占主导地位。 4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大， 、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大， 温度可能对反应的方向起决定性作用。 温度可能对反应的方向起决定性作用。 5、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两 、无热效应的自发过程是熵增加的过程， 种理想气体的混合等。 种理想气体的混合等。
熵是体系混乱度的量度， 熵是体系混乱度的量度，即熵是用来 描述体系的混乱度，符号用S表示 单位： 表示,单位 描述体系的混乱度，符号用 表示 单位： J•mol-1•K-1 。体系混乱度越大，熵值越大； 体系混乱度越大，熵值越大； 体系混乱度越小，熵值越小。 体系混乱度越小，熵值越小。 熵的基本规律： 熵的基本规律： ①低的熵值总是和物质内部较有秩序的结 构相联系。对同一物质而言， 构相联系。对同一物质而言，固态熵值最 液态较高，气态时最高， 小，液态较高，气态时最高，即：
2、非自发反应：不能自发的进行，必须 、非自发反应：不能自发的进行， 借助某种外力才能进行的反应。 借助某种外力才能进行的反应。如氧化 氢气的反应、 铜与氢气的反应、室温时水电解生成氢 气和氧气的反应等， 气和氧气的反应等，它们不能自发地进 反应发生后，还需要持续地加热， 行，反应发生后，还需要持续地加热， 或者持续地通电。一旦停止加热或通电， 或者持续地通电。一旦停止加热或通电， 反应立即停止下来。发生这类反应， 反应立即停止下来。发生这类反应，需 要某种“外力”的推动。 要某种“外力”的推动。化学上把这一 类反应称为非自发反应。 类反应称为非自发反应。
三、化学反应进行方向的判据 ［问题与思考］：酸碱中和、镁条燃烧等这 问题与思考］：酸碱中和、 ］：酸碱中和 些一定条件下能自发发生的反应， 些一定条件下能自发发生的反应，从反应的 能量变化看有何共同特点？ 能量变化看有何共同特点？ 共同特点： 共同特点： △H < O，都是放热反应。 ，都是放热反应。 放热反应使体系能量降低， 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳 有利于反应自发进行。 定， △H < O有利于反应自发进行。 有利于反应自发进行
化 学 反 应 进 行 的 方 向 第 四 节
自然界中有许多自 然而然发生的现象， 然而然发生的现象， 请同学们联系生活 知识， 知识，列举一些能 自动发生的例子？ 自动发生的例子？
水总是自发地由高处往低处流
①自然界中水总是从高处往低处流； 自然界中水总是从高处往低处流； ②电流总是从电位高的地方向电位低的地 方流动； 方流动； ③室温下冰块自动融化； 室温下冰块自动融化； ④墨水扩散； 墨水扩散； ⑤食盐溶解于水； 食盐溶解于水； ⑥火柴棒散落等。 火柴棒散落等
1、能量判据：自发过程的体系趋向于从高能量 、能量判据： 状态转变为低能状态(这时体系会Байду номын сангаас外部做功或释 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。 放热量 ，这一经验规律就是能量判据。对于化学 反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行， 反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且 放出的热量越多，体系能量降低越多， 放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完 焓变（ 全。焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因 ） 素之一，但不是唯一因素： 素之一，但不是唯一因素：△H < 0，有利于反 ， 应自发进行，但自发反应不一定△ 应自发进行，但自发反应不一定△H < 0！例如： ！例如：
说明： 说明 (1)自然界中水由高处往低处流是自发过程 自然界中水由高处往低处流是自发过程， (1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其 逆过程就是非自发过程， 逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火 就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。 就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。 (2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功 自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。 (2)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 ，甲烷燃烧可在内 燃机中被利用来做功， 燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计 成燃烧电池等。 成燃烧电池等。 (3)非自发过程要想发生 则必须对它做功， 非自发过程要想发生， (3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如 利用水泵可将水从低处流向高处， 利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水 分解生成氢气和氧气。 分解生成氢气和氧气。
N2O5分解： 2N2O5(g)= 4NO2(g)+O2(g)； △H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)； △H=+74.9 kJ/mol
［问题与思考］气态物质总是能通过分子 问题与思考］气态物质总是能通过分子 总是 的扩散自发地形成均匀的混合物； 的扩散自发地形成均匀的混合物；墨水加 入水中可自由扩散； 入水中可自由扩散；火柴散落有趋向于最 大混乱度的倾向。 大混乱度的倾向。 为了解释这样一类与能量状态的高 低无关的过程的自发性， 低无关的过程的自发性，提出了在自然 界还存在着另一种能够推动体系变化的 因素→熵 因素 熵。
3、一个反应能够自发进行，并不见得它 、一个反应能够自发进行， 一定发生了 一定发生了。就是说一个反应我们已经判 断了它是可以正向自发的， 断了它是可以正向自发的，那也只是判断 了它有朝这个方向进行的一个趋势而已， 了它有朝这个方向进行的一个趋势而已， 而未必说我们真正的就一定 一定能够看到这个 而未必说我们真正的就一定能够看到这个 反应发生了、有产物生成了， 反应发生了、有产物生成了，因为反应的 发生、 发生、产物的生成可能还涉及到动力学的 速率问题以及平衡问题。 速率问题以及平衡问题。
二、自发反应与非自发反应
1、自发反应：在给定的条件下能自发进行到显 、自发反应： 著程度的反应。在一定的条件下， 著程度的反应。在一定的条件下，譬如一定的温 度压力的条件下， 度压力的条件下，反应能够靠体系自身的力量而 不借助于外力，譬如光、电等能量的影响， 不借助于外力，譬如光、电等能量的影响，而能 够自动进行的反应叫自发反应。 够自动进行的反应叫自发反应。如钢铁在空气中 生锈， 生锈，氧化钙跟水生成消石灰等在常温时就能自 发地进行。有的反应，如氢气在氧气中燃烧， 发地进行。有的反应，如氢气在氧气中燃烧，碳 燃烧，铁粉跟硫粉的反应等虽然需要点燃或加热， 燃烧，铁粉跟硫粉的反应等虽然需要点燃或加热， 但反应一旦发生，就能自发地进行下去。 但反应一旦发生，就能自发地进行下去。化学上 把这一类反应称为自发反应。 把这一类反应称为自发反应。
2、这些没有外力作用或人为干预而能自 、 动进行的过程，叫做自发过程。 动进行的过程，叫做自发过程。大多数自 发过程都有对外做功的能力。 发过程都有对外做功的能力。只要有适当 的装置，就可以获得有用功。例如， 的装置，就可以获得有用功。例如，水流 可以转动水轮机；一个自发的化学反应， 可以转动水轮机；一个自发的化学反应， 可通过电池而产生电流、做电功等。 可通过电池而产生电流、做电功等。非自 发过程只是不能自动发生， 发过程只是不能自动发生，需要靠外界做 功才能进行。 功才能进行。
3、自发过程的本质特征 、 自发过程具有不可逆性， ①自发过程具有不可逆性，即它们只能朝 某一确定的方向进行。反之， 某一确定的方向进行。反之，自发过程的 逆过程就不可能自动进行，若要它们进行， 逆过程就不可能自动进行，若要它们进行， 必须借助外力，即环境对系统做功。 必须借助外力，即环境对系统做功。 过程有一定的限度——平衡状态。 平衡状态。 ②过程有一定的限度 平衡状态 有一定的物理量判断变化的方向和限度。 ③有一定的物理量判断变化的方向和限度。 例如，在传热传导中， 例如，在传热传导中，用温度可判断过程 的方向和限度， 的方向和限度，变化方向是从高温物到低 温物，温度差为零时，就是过程的限度， 温物，温度差为零时，就是过程的限度， 即热传导不再进行。 即热传导不再进行。