第三节 化学反应的方向 [课程标准] 1.了解自发过程和化学反应的自发性。2.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变与熵变有关。 任务一 化学反应自发性与反应焓变的关系 这些常见的自然现象有什么特点？ 提示：自发进行。 1.自发过程与自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不需要借助外力就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性，即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是不能自发进行的 应用 (1)可被用来完成有用功，如水力发电 (2)可用来实现化学能转化为电能，如H2燃烧可设计成原电池 (3)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 2.化学反应自发性与反应焓变的关系 (1)放热反应：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：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 1.判断正误，错误的说明其原因。 (1)在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程。 _____ 答案：正确。 (2)自发过程不需要任何条件就能发生。 _____ 答案：错误，有些自发过程是需要条件的，如燃烧。 (3)能自发进行的反应，反应速率一定很大。 _____ 答案：错误，自发与速率没有任何关系。 (4)NH4HCO3(s)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝＋31.4kJ/mol，该反应的ΔH>0，反应不能自发进行。 _____ 答案：错误，反应自发进行，焓变不是唯一判据。 2.以下自发反应可用焓判据来解释的是( ) A.硝酸铵自发溶于水 B.2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋109.8kJ·mol－1 C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9kJ·mol－1 D.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ·mol－1 答案：D 解析：焓判据能够说明放热反应为自发反应，而A、B、C三项中的自发过程均为吸热过程，显然不能单用焓判据来解释，只有D项可以用焓判据来解释。 任务二 化学反应自发性与反应熵变的关系 1.反应熵变与反应方向 (1)熵：度量混乱的程度，符号为S。 (2)物质熵大小的判断 ①对于同一物质，等物质的量的该物质其熵值大小与物质的存在状态有关，气态时熵值最大，固态时熵值最小，液态时介于二者之间，物质的状态与熵的大小的关系：S(g)>S(l)>S(s)。 ②同一物质在相同聚集状态时，S(高温)＞S(低温)。 ③一般来说，在温度和聚集状态相同时，分子或晶体结构较为复杂的物质熵值较大。 (3)熵变与反应方向 ①含义：大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向，导致体系的熵增大。 ②规律：大多数熵增加的反应都能自发进行。 ③局限性：少数熵减少的反应在一定条件下也可以自发进行，如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)。 ④结论：熵变是影响反应自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 2.自由能与化学反应的方向 (1)自由能 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。ΔG单位：kJ·mol－1。T：开尔文温度，单位K。 (2)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 类型 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应的自发性 1 <0 >0 ΔG<0 一定能自发 2 >0 <0 ΔG>0 一定不能自发 3 <0 <0 ΔG的正负决定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 1.判断正误，错误的说明其原因。 (1)O2转变为O3时，熵减小。 _____ 答案：正确。 (2)同种物质气态时熵值最大。 _____ 答案：正确。 (3)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)是熵减(ΔS<0)的反应，因此不能自发进行。 _____ 答案：错误；最终判据为ΔH－T ... ...
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