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(共22張PPT)
第二章 化學反應速率與化學平衡
第三節 化學反應的方向
【重難點】 焓變、熵變、自由能與化學反應的方向
【學習目標】
1、通過閱讀課本43頁，知道化學反應是有方向的。
2、通過閱讀課本43、44頁，知道化學反應的方向
與反應的焓變和熵變的關系。
3、通過閱讀課本45頁，能用自由能判斷反應自發進行
的方向性。
1、自發過程
自然界有一些過程是自發進行的，而且是有 的。
如：體系由高能狀態→低能狀態或從有序狀態→無序狀態。
2、自發反應
在給定條件下，可以自發進行到顯著程度的化學反應。
自發反應具有方向性。自發反應一定是自發過程。
方向性
導
自發反應也需要一定條件引發反應，
一旦反應后即可自發進行。
深度思考
(2)非自發反應一定不能發生嗎？
非自發反應也能在一定條件下發生。
1、焓變與反應的方向
(1)放熱反應過程中體系能量 ，因此具有 進行的傾向，科學家提出用 (能量變化)來判斷反應進行的方向，這就是 (能量判據)。
(2)焓變與化學反應進行方向的關系
①多數放熱反應是自發進行的。例如燃燒反應、中和反應等。
②有些吸熱反應也可以自發進行，如：
2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。
結論：只用焓判據判斷反應是否自發進行不全面。
降低
自發
焓變
焓判據
2、熵變與反應的方向
(1)熵、熵變的概念
混亂程度
S
ΔS
(2)熵值大小
①體系的熵值：體系的 越大，
體系的熵值就 。
②同一物質的熵值：S(g) S(l) S(s)，
同一條件下，不同物質的熵值不同。
(3)熵判據：體系有自發地向混亂度 (即 )的方向轉變的傾向， 因此可用熵變來判斷反應進行的方向。
混亂程度
越大
＞
＞
增加
熵增
典例：下列對熵的理解不正確的是( )
A.同種物質氣態時熵值最大，固態時熵值最小
B.體系越有序，熵值越小；越混亂，熵值越大
C.與外界隔離的體系，自發過程將導致體系的熵減小
D.25 ℃、1.01×105 Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)
是熵增反應
C
(4)熵變與化學反應進行方向的關系
①許多熵增的反應是自發的(多是氣體分子數目增多的反應)，如Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)；
2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
②有些熵減的反應也可以自發進行，如：
2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)；
4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
結論：只用熵判據判斷反應是否自發不全面。
3、自由能與化學反應的方向
(1)自由能
符號為 ，單位為 。
(2)自由能與焓變、熵變的關系
ΔG＝ 。ΔG不僅與焓變和熵變有關，
還與 有關。
ΔG
ΔH－TΔS
溫度
kJ·mol－1
(3) 反應方向與自由能的關系
化學反應總是向著 的方向進行，
直到體系 。
①當ΔG＜0時，反應 ；
②當ΔG＝0時，反應 ；
③當ΔG＞0時，反應 。
自由能減小
達到平衡
能自發進行
處于平衡狀態
不能自發進行
ΔG＝ ΔH－TΔS
思
前8分鐘
后5分鐘
完成對應的練習題；存在的疑問寫在【我有問題要問】
通過閱讀課本43-45頁，回答下列問題：
1. 生活中有哪些自發過程的例子？
2. 自發反應不需要任何條件就能發生嗎？非自發反應一定不能發生嗎？
3．知道了某個反應是自發反應后，該反應在該條件下一定能發生嗎？
4. 一定條件下某反應正向是自發進行的，其逆方向在相同條件下能否自發？
5. 什么是焓判據、熵判據、復合判據？如何應用它們判斷反應進行的方向？
(1)在一定條件下，不借助外力就能自發進行的過程是自發過程( 　)
(2)室溫下冰變成水屬于自發過程(　　)
(3)O2轉化變為O3時，熵減小(　　)
(4)熵增的反應一定能自發進行(　　)
(5)合成氨反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，高溫有利于
其自發進行( 　)
(6)由焓判據和熵判據組合而成的復合判據，將更適合于
所有的過程(　　)
正誤判斷
√
√
√
×
×
√
2、下列反應屬于非自發反應的是( )
A、鈉與水反應
B、氫氣在氧氣中燃燒生成水
C、水分解變成氫氣和氧氣
D、氨氣和氯化氫相遇變成氯化銨
C
3、對于化學反應方向的判斷，下列說法中正確的是( )
A. 溫度、壓強一定時，放熱的熵減小的反應一定能自發進行
B. 溫度、壓強一定時，焓因素和熵因素共同決定一個化學
反應的方向
C. 反應焓變是決定反應能否自發進行的唯一因素
D. 固體的溶解過程與熵變無關
B
判斷化學反應自發性的方法
焓變(ΔH) 熵變(ΔS) 反應在某狀況下能否自發進行
＜0 ＞0 能自發進行
＞0 ＜0 不能自發進行
＜0 ＜0 取決于溫度，低溫自發
＞0 ＞0 取決于溫度，高溫自發
評
ΔG＝ ΔH－TΔS
1、 25 ℃和1.01×105 Pa時，反應：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)　
ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1，能自發進行，其原因是：
________________________________________。
熵增效應大于能量效應
根據熵判據，該反應是熵增反應，能自發進行；
根據焓判據，該反應是吸熱反應，不能自發進行。
事實上該反應能自發進行，說明熵增效應大于能量效應。
2、下列判斷正確的是（ ）
A、一定溫度下，反應2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)能自發進行，
該反應的ΔH<0
B、反應4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)常溫下可自發進行，該反應
為吸熱反應
C、反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0
D、2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常溫下能自發進行，
則該反應的ΔH>0
A
結
判斷化學反應自發性的方法
ΔG＝ ΔH－TΔS
焓變(ΔH) 熵變(ΔS) 反應在某狀況下能否自發進行
＜0 ＞0 能自發進行
＞0 ＜0 不能自發進行
＜0 ＜0 取決于溫度，低溫自發
＞0 ＞0 取決于溫度，高溫自發
1.下列說法正確的是（ ）
A.凡是放熱反應都是自發的，因為吸熱反應都是非自發的
B.自發反應的現象一定非常明顯，非自發反應的熵一定減小
C.常溫下，反應C(s)＋CO2(g) 2CO(g)不能自發進行，則該反應
的ΔH＞0
D.反應2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自發進行，則該
反應的ΔH＞0
C
檢
2.已知:(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ/mol，
下列說法正確的是( )
A.該反應中熵變、焓變皆大于0
B.該反應是吸熱反應，因此一定不能自發進行
C.碳酸鹽分解反應中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解
一定能自發進行
D.能自發進行的反應一定是放熱反應，不能自發進行的反應一定
是吸熱反應
A
下節提示
化學反應的調控

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