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第三節化學反應的方向
第二章 化學反應速率與化學平衡
目標與素養：
1.了解熵變的含義
2.理解焓變和熵變與反應方向的關系
3.能綜合運用ΔG=ΔH－TΔS判定反應進行的方向
化學反應進行的快慢
化學反應的限度
化學反應進行的方向
——化學反應速率
——化學平衡
——
化學反應原理研究的三個內容：
生活中的自發過程
高山流水
鐵生銹
一、自發過程和自發反應
1、自發過程：在T,P一定的條件下，不持續借助光、電等外部力量就能自動進行的過程叫做自發過程。相反，不會自然發生的過程叫做非自發過程。
特征：有明確的方向性，要逆轉需借助外界做功
2、自發反應：在給定的一組條件下，無需外界幫助就能自動進行到顯著程度的反應。
練一練
1、下列過程是非自發性的是( )
A、水由高處向低處流
B、天然氣的燃燒
C、鐵在潮濕空氣中生銹
D、室溫下水結成冰
D
思考與交流
1、自發反應一定能自動進行，而非自發反應一定不能發生，這句話對嗎？說明理由。
2、我們該如何判斷一個化學反應能否自發進行呢？
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
根據已有知識、經驗判斷下列反應是否自發，并從能量角度歸納共同點。
H< 0
二、化學反應進行方向的判據：
①能量判據（焓判據）
日常生活中長期積累而總結得到一條經驗規律→能量判據（焓判據）∶體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態（這時體系會對外做功或者釋放熱量即△H﹤0）。
是不是所有自發進行的化學反應都是放熱的？
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4 (aq)+CO2(g)+H2O(l)
H>0 自發
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s) =NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
H>0 自發
討論
①能量判據（焓判據）
日常生活中長期積累而總結得到一條經驗規律→能量判據（焓判據）∶體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態（這時體系會對外做功或者釋放熱量即△H ﹤0）。
是不是所有自發進行的化學反應都是放熱的？
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g)
△H ﹥ 0
結論：△H < 0有利于反應自發進行，但自發反應不一定要△H < 0。
只根據焓變來判斷反應方向是不全面的。
還可以從哪些方面來判定化學反應的方向呢？
二、化學反應進行方向的判據：
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有序
混亂
熵：量度一個體系混亂（無序）度的物理量。
符號：S 單位：J·mol-1·K-1
閱讀課本 熵
1)體系的無序性越高，即混亂度越高，熵值就越大。
69.9J·mol-1·K-1
47.9J·mol-1·K-1
188.7J·mol-1·K-1
同一物質 ：S(g)>S(l)>S(s)
氣態水
液態水
冰
熵：量度一個體系混亂（無序）度的物理量。
符號：S 單位：J·mol-1·K-1
熵變：用△S表示。
△S=生成物總熵－反應物總熵
閱讀課本 熵
1)體系的無序性越高，即混亂度越高，熵值就越大。
2)同一物質，氣態熵值最大，液態次之，固態最小。
3)氣體分子總數增多，熵值增大。
一個反應 ：n（g）增加， S>0；n（g）減少， S<0
2、下列反應中，熵減小的是（ ）
練一練
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)
硝酸銨溶解
紅墨水擴散
香水香味擴散
理解熵增是一種自發現象
根據所得結論，判斷下列反應的熵變情況
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 熵判據
在與外界隔離的體系中，自發過程將導致體系的熵增大，這一經驗規律叫做熵增原理，是判斷化學反應方向的另一判據——熵判據。
是不是所有自發進行的化學反應都是熵增加的？
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l )
△S<0
結論：△S > 0有利于反應自發進行，自發反應不一定要△S > 0。
二、化學反應進行方向的判據：
小組合作：判斷下列反應的自發性
變化 H S 自發性
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
自發
不自發


△H
△S
H>0
S>0
高溫下
反應自發進行
H>0
S<0
所有溫度下
反應不能自發進行
H<0
S>0
所有溫度下
反應自發進行
H<0
S<0
低溫下
反應自發進行
小結
用焓變和熵變的復合判據判斷反應的方向
△G=△H-T△S
當△G<0時，反應自發進行
當△G>0時，反應不能自發進行
當△G=0時，反應達平衡狀態
結合教材P36“科學視野” 理解思考
二、化學反應進行方向的判據：
③ 復合判據
3、下列反應中在高溫下不能自發進行的是( )
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)
練一練
A
4、某反應2AB(g)=C(g)+3D(g)在高溫時能自發進行，其逆反應在低溫下能自發進行，則該反應的ΔH、ΔS應為( )
A.ΔH < 0，ΔS > 0
B. ΔH < 0，ΔS <0
C. ΔH > 0，ΔS > 0
D. ΔH > 0，ΔS < 0
練一練
C
拓展視野
對于反應：2CO(g) +2NO(g) = 2CO2(g) +N2 (g)
在298K、101KPa 時的 △H=-748.6KJ.mol-1
ΔS＝-197.8J·mol－1·K－1
因此室溫下反應能自發進行。
反應能自發進行但是反應速率不一定大，化學反應要從速率和方向兩個角度考慮。
影響因素：
化學反應的方向
反應焓變
反應熵變
共同影響
吸熱
放熱
熵增
熵減
焓減小有利于反應自發，熵增大有利于反應自發
溫度
小結
△G=△H-T△S

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