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第二章 化学反应速率与化学平衡
第3节 化学反应的方向
【情景引入】
该想法是否可行？是否有理论依据？
汽车尾气中的主要污染物是NO和CO，它们是现代化城市中的重要大气污染物。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气的想法。
1.自发过程
(1)定义：在温度和压强一定的条件下，不借助外力就能自动进行的过程。
(2)特点：具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不自发。
【自发过程与自发反应】
问题1：试从能量角度分析，它们有什么共性？
自发向能量低的方向进行
【自发过程与自发反应】
2.自发反应
在给定条件有些化学反应也是自发进行的，而且有方向性。
问题2：举例说明生活中的自发反应？
煤气燃烧、铁生锈、酸碱中和反应、金属与酸置换氢气……
你发现它们有什么共性？
结论：绝大多数能自发进行的化学反应是放热反应
【核心知识归纳】
一、能量判据（焓判据）
(1)放热反应：绝大多数都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。
(2)吸热反应：有些也能自发进行。
(3)结论：反应能否自发进行与反应焓变有关，但反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
影响化学反应的方向因素
【例1】实验证明,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.所有的放热反应都是自发进行的
B.所有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.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素
F.吸热反应就一定不能自发进行
E.大多数能量变低的反应都可以自发进行
G.吸热反应在一定条件下也可自发进行
C、E、G
【核心知识归纳】
影响化学反应的方向因素
二、混乱度判据（熵判据）
在没有外界干扰的情况下，物质的自发进行方向有什么特点？
有序
无序
1、熵的定义
(1)定义：描述体系无序程度的物理量，其符号为S，单位为J·mol-1·K-1 。
(2)特点：体系无序程度越大,体系的熵值就越大。
2、熵值比较：
①同一物质：S(g)>S(l)>S(s)。
②相同条件下的不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值越大。
③S(混合物)>S(纯净物)。
【核心知识归纳】
影响化学反应的方向因素
二、混乱度判据（熵判据）
【核心知识归纳】
影响化学反应的方向因素
二、混乱度判据（熵判据）
3、熵变与反应方向
(1)熵增加有利于反应的自发进行。
(2)有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。
(3)反应能否自发进行与反应熵变有关,但不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行。
4.熵变判断依据。
①物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增加的过程。
②产生气体的反应和气体的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应。
③气体的物质的量减小的反应，熵变通常都是负值 ， 是熵减小的反应。
【核心知识归纳】
影响化学反应的方向因素
二、混乱度判据（熵判据）
【例2】下列反应或过程中,熵增加的是(　 　)
A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
B.CaCO3(s)+2HCl(aq)=CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O(l)
C.C(s)+O2(g)=CO2(g)
D.2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)
E.石蜡融化
F.1molO2与1molO3
G.1molO2与0.5molO2
A、B、E、F
【例3】相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较,合理的是(　 　)。
A.1 mol CH4(g)<1 mol H2(g)
B.1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g)
C.1 mol H2O(s)>1 mol H2O(l)
D.1 mol C(s,金刚石)>1 mol C(s,石墨)
(2021年6月浙江选考,17)
金刚石
石墨
B
【核心知识归纳】
影响化学反应的方向因素
三、综合判据（△G吉布斯自由能判据）
ΔH-TΔS
2.一般规律
(1)　　　　　　　　 一定能正向自发进行。
(2)　　　　　　　　 一定不能正向自发进行。
(3)当焓变和熵变相差较大时,可能某一个因素占主导地位。
能
平衡
不能
放热的熵增加反应
吸热的熵减小反应
【核心知识归纳】
影响化学反应的方向因素
三、综合判据（△G吉布斯自由能判据）
(1)ΔH<0、ΔS>0时，任何温度下反应均能自发进行。
(2)ΔH>0、ΔS<0时，任何温度下反应均不能自发进行。
(3)ΔH>0、ΔS>0时，高温有利于反应自发进行。
(4)ΔH<0、ΔS<0时，低温有利于反应自发进行。
讨论下列情况是否通过控制温度让反应自发进行：
【例4】.某化学反应的ΔH=-122 kJ·mol-1,ΔS=+231 J·mol-1·K-1,则此反应在下列哪种情况下可自发进行(　　)
A.在任何温度下都能自发进行
B.在任何温度下都不能自发进行
C.仅在高温下自发进行
D.仅在低温下自发进行
A
【例5】.已知CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)　ΔH=178.3 kJ·mol-1
ΔS=160.4 J·mol-1·K-1,则:常温下,该反应　　　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。
不能
课堂训练2.在工业生产中,对能够发生的化学反应,研究和选择合适的反应条件才有实际意义。恒温恒压下,下列反应一定不能自发进行的是(　　)
A.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH<0
B.CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)　ΔH<0
C.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)　ΔH>0
D.2H2O(l)+O2(g)=2H2O2(aq)　ΔH>0
D
【课堂知识归纳】

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