2.3 化学反应的方向（图文版知识清单）化学人教版选择性必修1

第三节化学反应的方向 知识点一自发过程与自发反应 1.自发过程 易错提醒 (1)含义：在一定条件下，不用借助外力， 1.不能认为自发反应 就能自发进行的过程。 都是不需要任何条件 就能发生的，自发反应 (2)特征：具有方向性，即过程的某个 的“一定的条件”，可 高山流水 方向在一定条件下自发进行，而该过程 以是一定的温度和压 逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 强，可以是“点燃、光 照、加热、高温”等给 反应物提供能量的条 (3)举例：高山流水，自由落体，冰雪融化， 件，“外界帮助”指通 冰雪融化 电流总是从电势高的地方向电势低 电、放电等，如氢气 的地方流动，钢铁生锈。 的燃烧是自发的但需 钢铁生锈 点燃才能发生；也不 能认为非自发反应在 2.自发反应 任何条件下都是不能 发生的，如NaCl在通 (1) 含义：在温度和压强一定的条件下无 电条件可分解生成 需借助外力就能自发进行的反 Na和Cl2o 应称为自发反应。 需点燃的自发反应 2.不能认为自发反 应应用广泛，非自发 (2)特点：①体系趋向于从高能状态转变 发反应没有应用 为低能状态（体系释放热量）。 价值。将电能、热能 转化为化学能的许 多非自发发发反应 ②在密闭条件下，体系有从有 00o● 是制备物质的重要 ●●●● 序转变为无序的倾向性（无序体 ●000 000 反应，如电解法冶 ●00● 系更加稳定)。 炼钠、镁、铝和制取 有序→无序 氯气等。 (3)举例：钢铁生锈，Zn与CuS0,溶液反应生成Cu。 3.反应能否自发进 行与反应速率无关。 Zn +CuSO →ZnS04 +Cu 知识点二焓变与反应方向 1.放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出 用焓变（能量变化）来判断反应进行的方向，这就是焓判据（能量判据）。 2.焓变与化学反应进行方向的关系 (1)多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 (2)有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N205(g)≥4N02(g)+02(g) △H=+109.8 kJ.mol-1 结论：反应的焓变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决 【特别提醒】焓变作为反 应方向判断依据并不全面， 定反应能否自发进行的唯一因素。 需结合熵变共同考虑。 知识点三 熵变与反应方向 1.混乱度与自发过程 H2与Cl2的扩散实验 实验操作及现象：如图所示，两个广口瓶中分别 盛有H2与C2,开始时中间用玻璃片隔开，当抽 掉玻璃片后，可观察到盛放C2的瓶内气体颜色 逐渐变浅，而盛放H2的瓶内显现出浅黄绿色，最 后两瓶中气体颜色相同。 原因解释：不需要外界的任何作用，气体通过分 子的扩散自发地混合均匀，体系的混乱度增加。 (3)结论：上述过程均是自发地从混乱度小（有序）向混乱度大（无序）的方向进行。 2.熵 (1)定义：在密闭体系条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这种 推动体系变化的因素称为熵。符号为S,常用单位为J/(moK) (2）实质：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。熵值越大，体系的混乱度越大。 (3)影响熵大小的因素 A.同一条件下，不同的物质熵值不同； B.同一物质的熵值与其存在状态有关，对相同量的同一物质而言： S(g)>S(I)>S(s) C.与物质的量的关系：同一条件下，物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 熵变与熵判据·知识清单 3.熵变 (1)定义： 发生化学反应时物质熵的变化称为熵变， 【易错提醒】焓变和熵变 都只取决于体系的始态 符号为△S 和终态，与变化的途径 反应熵变△S=生成物总熵-反应物总熵 无关。 (2)熵变规律： △S>0(熵增大) 对于有气体参加的反应（气体可以是反 应物也可以是生成物)： 气态物质的量增大 气态物质的物质的量增大的化学反应， 其熵变通常是正值，是熵增大的反应； △S<0(熵减小) 反之，气态物质的物质的量减小的化学 反应，其熵变通常是负值，是熵减小的 气态物质的量减小 反应。 4.熵判据 (1)定义： 隔离体系 在与外界隔离的体系中，自发过程将导 自发过程 导致体系的熵增大，即熵变大于0，这个 原理称为熵增原理。在用来判断反应过程 △S>0,熵增大 o 的方向时称为熵判据。 (2)自发反应与熵变的关系： 常温常压下 许多熵增大的反应在常温常压下可以自发 自发 进行；少数熵减小的反应在一定条件下也 △S>0 可以自发进行。 说明：反应的熵变是与反应进行方向有关 一定条件下（如低温) 的因素之一，但不是决定反应能否自发进 自发 行的唯一因素。 △S<0 反应方向性与势力量与熵变改变 化学反应进行的方向-知识清单 知识点四 化学反应进行的方向 1.正确判断反应自发进行的方向对于生产实践具有重要的意义。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。判断反应自发进行的方向时应综合考虑焓变和熵变 ，即使用复合判据： △H -TAS △G △G=△H-T△S △G<O时，反应能自发进行； 【特别提醒】 ● △G=0时，反应处于平衡状态；色、三 注意：T为热力学温度， 单位为K。△G只能判断 △G>0时，反应不能自发进行。 反应的自发性，不能判 ● 断反应速率。 2.温度对反应进行方向的影响 △H<0 △H>O △S>0 △S>0 △H<O △H>O △S<0 △S<0 焓变 熵变 自发进行的条件 △H<O △S>0 任何温度下都能自发进行 △H>O △S<0 任何温度下都不能自发进行 583 【特别提醒】 △H>O △S>0 高温下能自发进行气 此时|TAS>l△H川 △H<O △S<0 低温下能自发进行 【特别提醒】 此时|△H>|TAS 重难点 一、 自由能与化学反应 1.自由能 在等温、等压条件下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其他功），自 由能（符号为△G,单位为kJo)的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发 过程的影响，关系为： △G=△H-T△S △G=△H-T△S 冰 2.自由能与化学反应进行方向的关系 △G<O时，反应能自发进行； △G=0时，反应处于平衡状态； △G>0时，反应不能自发进行。 3.象限法快速判断化学反应进行的方向 象限 △H △S 反应自发特性 第一象限 >0 >0 高温下自发 第二象限 第一象限 第二象限 <0 >0 任何温度下都自发 第三象限 <0 <0 低温下自发 第三象限 任何温度下 都不自发 第四象限 >0 <0 任何温度下都不自发 4.复合判据使用注意事项 (I)判据△G=△H-T△S只能用于温度、压强一定条件下的反 应，不能用于其他条件（如温度、体积一定）下的反应。 (2)反应方向与条件有关，常温、常压下能自发进行的反应在 其他温度和压强下不一定能自发进行。 (3)判据△H-TAS<0只说明在一定温度和压强下反应有自发 进行的趋势，不能说明在该条件下反应能否实际发生，反应能 否实际发生还要看反应速率等具体反应条件。