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第三节化学反应的方向
第二章 化学反应速率与化学平衡
目标与素养：
1.了解熵变的含义
2.理解焓变和熵变与反应方向的关系
3.能综合运用ΔG=ΔH－TΔS判定反应进行的方向
化学反应进行的快慢
化学反应的限度
化学反应进行的方向
——化学反应速率
——化学平衡
——
化学反应原理研究的三个内容：
生活中的自发过程
高山流水
铁生锈
一、自发过程和自发反应
1、自发过程：在T,P一定的条件下，不持续借助光、电等外部力量就能自动进行的过程叫做自发过程。相反，不会自然发生的过程叫做非自发过程。
特征：有明确的方向性，要逆转需借助外界做功
2、自发反应：在给定的一组条件下，无需外界帮助就能自动进行到显著程度的反应。
练一练
1、下列过程是非自发性的是( )
A、水由高处向低处流
B、天然气的燃烧
C、铁在潮湿空气中生锈
D、室温下水结成冰
D
思考与交流
1、自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生，这句话对吗？说明理由。
2、我们该如何判断一个化学反应能否自发进行呢？
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6 kJ/mol
4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) =4Fe(OH)3(s) △H=－444.3KJ/mol
NaOH(aq)+HCl(aq) =NaCl(aq)+H2O(l) △H=－57.3 kJ/mol
2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH(aq) + H2 (g) △H=－368 kJ/mol
根据已有知识、经验判断下列反应是否自发，并从能量角度归纳共同点。
H< 0
二、化学反应进行方向的判据：
①能量判据（焓判据）
日常生活中长期积累而总结得到一条经验规律→能量判据（焓判据）∶体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即△H﹤0）。
是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4 (aq)+CO2(g)+H2O(l)
H>0 自发
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s) =NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
H>0 自发
讨论
①能量判据（焓判据）
日常生活中长期积累而总结得到一条经验规律→能量判据（焓判据）∶体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即△H ﹤0）。
是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)
△H ﹥ 0
结论：△H < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < 0。
只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
还可以从哪些方面来判定化学反应的方向呢？
二、化学反应进行方向的判据：
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有序
混乱
熵：量度一个体系混乱（无序）度的物理量。
符号：S 单位：J·mol-1·K-1
阅读课本 熵
1)体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大。
69.9J·mol-1·K-1
47.9J·mol-1·K-1
188.7J·mol-1·K-1
同一物质 ：S(g)>S(l)>S(s)
气态水
液态水
冰
熵：量度一个体系混乱（无序）度的物理量。
符号：S 单位：J·mol-1·K-1
熵变：用△S表示。
△S=生成物总熵－反应物总熵
阅读课本 熵
1)体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大。
2)同一物质，气态熵值最大，液态次之，固态最小。
3)气体分子总数增多，熵值增大。
一个反应 ：n（g）增加， S>0；n（g）减少， S<0
2、下列反应中，熵减小的是（ ）
练一练
D
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
D. 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)
硝酸铵溶解
红墨水扩散
香水香味扩散
理解熵增是一种自发现象
根据所得结论，判断下列反应的熵变情况
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4 (aq)+CO2(g)+H2O(l)
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s) =NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
H2CO3(aq)=H2O(l)+CO2(g)
2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g)
S>0
② 熵判据
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据——熵判据。
是不是所有自发进行的化学反应都是熵增加的？
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l )
△S<0
结论：△S > 0有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S > 0。
二、化学反应进行方向的判据：
小组合作：判断下列反应的自发性
变化 H S 自发性
Zn(s)+2HCl(aq)=ZnCl2(aq)+H2(g)
2CO(g)=2C(S)+O2(g)
NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
<0
>0
>0
>0
<0
<0
<0
>0
自发
不自发


△H
△S
H>0
S>0
高温下
反应自发进行
H>0
S<0
所有温度下
反应不能自发进行
H<0
S>0
所有温度下
反应自发进行
H<0
S<0
低温下
反应自发进行
小结
用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向
△G=△H-T△S
当△G<0时，反应自发进行
当△G>0时，反应不能自发进行
当△G=0时，反应达平衡状态
结合教材P36“科学视野” 理解思考
二、化学反应进行方向的判据：
③ 复合判据
3、下列反应中在高温下不能自发进行的是( )
A.CO(g)=C(s) +1/2O2(g)
B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)
练一练
A
4、某反应2AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH、ΔS应为( )
A.ΔH < 0，ΔS > 0
B. ΔH < 0，ΔS <0
C. ΔH > 0，ΔS > 0
D. ΔH > 0，ΔS < 0
练一练
C
拓展视野
对于反应：2CO(g) +2NO(g) = 2CO2(g) +N2 (g)
在298K、101KPa 时的 △H=-748.6KJ.mol-1
ΔS＝-197.8J·mol－1·K－1
因此室温下反应能自发进行。
反应能自发进行但是反应速率不一定大，化学反应要从速率和方向两个角度考虑。
影响因素：
化学反应的方向
反应焓变
反应熵变
共同影响
吸热
放热
熵增
熵减
焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发
温度
小结
△G=△H-T△S

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