2.3. 化学反应的方向课件2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第三节 化学反应的方向 水往低处流 物质溶解 或 溶液扩散 火柴散落 共同点:这现象都是自发进行的。 【关于“自发”的那些事】 自发过程 自发反应 非自发过程 在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程 在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度。 在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。 钾和水反应 铁生锈 从吸放热的角度分析，这些反应有什么共同特点？ 锌和酸反应 大多数放热反应是可以自发进行 Zn(s) + CuSO4 (aq) = ZnSO4 (aq)+ Cu (s) ∆H = -216.8 kJ·mol-1 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l) ∆H = -571.6 kJ·mol-1 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定,△H < 0 有利于反应自发进行 能量判据（焓判据）∶ 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 △H＜0 自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H﹤0），即△H＜0的反应有自发进行的倾向。 一、用焓判据判断反应进行的方向 吸热反应是否也可以自发进行呢？ 有些吸热反应可以自发进行 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) △H>0 2N2O5(g) = 4NO2(g)+O2 (g) △H>0 (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) △H>0 三者都是吸热反应，说明△H <0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0,焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 二、用熵判据判断反应进行的方向 火柴的散落 扑克牌多次洗牌 墨水的扩散 固体的溶解 气体的扩散 这些过程 共同特点： 混乱度小（有序） 混乱度大（无序） 自发的 1.定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量 2.符号和单位：S，常用单位：J/(mol·K) 3.影响熵大小的因素：混乱度越大→体系越无序→熵值越大 ①与物质的量的关系：物质的量越大→粒子数越多→熵值越大 ②对于同一物质，当物质的量相同时，S(g)>S(l)>S(s) 二、用熵判据判断反应进行的方向 体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向。(即熵增△S＞0) 练习：根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零。 (1) 水蒸气冷凝成水 (2) 硫酸铜溶于水 (3) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) (4) 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) (5) 2H2(g) + O2(g) ＝2H2O (l) △S<0 △S<0 △S>0 △S>0 △S>0 判断以下自发进行的反应的熵变 ① Zn(s) + H2SO4(aq) = Zn SO4(aq) + H2(g) ② 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) ③ 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) ④ 4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O(l) = 4Fe(OH)3(s) △S<0 △S<0 △S>0 △S>0 ①②反应为熵增的反应，即△S>0，可以自发进行 ③④为熵减的反应，△S<0，也可以自发进行。 不能只根据熵增或熵减来判断化学反应的方向。 1.复合判据（自由能判据） 在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是 △G = △H - T△S 2. 反应进行方向的判断方法： △G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行 △G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行 △G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态 【总结】1、物质具有的能量趋于降低，H(焓变) <0，放热反应，焓判据。 2、物质的混乱度趋于增加，S(熵变)>0，熵(S)判据。 三、用综合判据判断反应进行的方向 根据△G = △H - T△S 判断反应是否自发 △H △S △G 是否自发 < 0 > 0 < 0 < 0 > 0 > 0 > 0 < 0 < 0 自发 与温度有关 低温自发 与温度有关 高温自发 > 0 不自发 【总结】应用判据时的注意事项 （1）在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。 （2）过程的自发性只能用于判断过程的方向，不