化学反应进行的方向 高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

化学反应的方向第2章化学反应的方向、限度与速率1.了解焓变、熵变与反应方向的关系；2.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。联想·质疑联想·质疑

越来越多的汽车带来的大气污染。为了减轻大气污染，人们提出让CO与NO反应产生两种无毒的气体，写出此反应的化学方程式。

该方法是否可行，该反应是否能自发进行呢？2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)自发过程：在等温、等压条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。体系趋向于从高能量状态转换为低能量状态体系趋向于从有序状态转换为无序状态交流·研讨交流·研讨

观察以下能自发进行的化学反应的热化学方程式，总结这些自发反应的共同点是什么?(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=－802.3kJ/mol(3)4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)ΔH=－444.3kJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/mol共同点：

ΔH<0，放热反应(5)2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)ΔH=－822.3kJ/mol(1)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=－57.3kJ/mol

19世纪的化学家曾认为：

ΔH<0，反应自发进行

ΔH>0，反应不能自发进行？这种观点是否正确呢△H＜0，利于反应自发进行，但不绝对，吸热反应也有能自发进行的。Ca(OH)2(s)+2NH4Cl

(s)

=

CaCl2(aq)+2NH3(g)+2H2O(l)ΔH>0交流·研讨交流·研讨根据下列自发吸热反应的共同特点判断是什么“推动”了反应的进行？(2)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)ΔH>0(3)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH>0(4)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)ΔH>0

(1)Ca(OH)2(s)+2NH4Cl

(s)

=

CaCl2(aq)+2NH3(g)+2H2O(l)

ΔH>0体系趋向于从有序状态转换为无序状态一、熵描述体系无序程度的一个物理量。——符号S，单位是J·mol-1·K-1无序程度越高,熵值越大。纯物质的熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。如，同一条件下，不同物质，熵值不同；同一物质，S(g)>S(l)>S(s)；

物质的量越大，熵值越大。

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

ΔS为反应产物的总熵与反应物的总熵之差。产生气体的反应和气体的物质的量增大的反应，反应熵变的数值通常都是正值，为熵增加反应。ΔS

=S反应产物－S反应物ΔS=+169.6J·mol-1·K-1

判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？(1)2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)(2)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)(3)2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)(4)N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)(5)Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)ΔS＞0ΔS＜0ΔS＞0ΔS＜0ΔS＜0交流·研讨交流·研讨思考下述过程的方向性，体会熵变与反应的自发性有何关系?(2)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)ΔH>0(3)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH>0(4)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)ΔH>0

(1)Ca(OH)2(s)+2NH4Cl

(s)

=

CaCl2(aq)+2NH3(g)+2H2O(l)

ΔH>0ΔS＞0，利于反应自发进行。2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)

ΔS=-39.4J·mol-1·K-1熵减少的反应，在一定条件下也可以自发进行ΔS＞0的反应，利于反应自发进行，但不绝对，熵减小的反应也有能自发进行的。二、用焓变与熵变综合判断反应方向焓变熵变反应的自发性ΔH＜0ΔS＞0ΔH＜0ΔS＜0ΔH＞0ΔS＞0ΔH＞0ΔS＜0反应能够自发进行反应不能自发进行？反应方向的吉布斯自由能判据吉布斯自由能（符号G）的定义式为G=H－TS。ΔG为反应的吉布斯自由能变：ΔG=ΔH-TΔS，表示的是一个封闭体系在等温、等压条件下做最大非体积功的能力。在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，反应的方向可依据ΔG来判断：

ΔG<0反应正向能自发进行

ΔG=0反应达到平衡状态

ΔG>0反应正向不能自发进行在以上条件下，自发反应总是朝着吉布斯自由能减小的方向进行，直至达到平衡状态。二、用焓变与熵变综合判断反应方向研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH－TΔS。ΔH－TΔS<0反应正向能自发进行ΔH－TΔS=0反应达到平衡状态ΔH－TΔS＞0反应正向不能自发进行二、用焓变与熵变综合判断反应方向二、用焓变与熵变综合判断反应方向焓变熵变反应的自发性ΔH＜0ΔS＞0ΔH＜0ΔS＜0ΔH＞0ΔS＞0ΔH＞0ΔS＜0反应能够自发进行反应不能自发进行低温利于自发进行高温利于自发进行注意1.反应方向的判据只能用于确定反应是否有自发进行的趋势，不能确定反应是否一定会发生。2.以上反应的讨论，仅限于等温等压及除了体积功以外不做其他功条件下，人为的干预可以改变反应的方向。【理解应用】用于汽车尾气净化反应例析在298K、100kPa下，2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)

ΔH＝－746.8kJ·mol－1、ΔS＝－197.5J·mol－1·K－1，在通常条件下，用上述化学反应处理汽车尾气是否具有可行性？ΔH－TΔS＝－746.8kJ·mol－1－298K×(－197.5×10－3)kJ·mol－1·K－1≈－687.9kJ·mol－1＜0。该反应能自发进行，利用此反应解决汽车污染问题可行。单位换算1.下列说法正确的是（）A.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变C.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现2.自发进行的反应一定是（）A.吸热反应B.放热反应C.熵增加反应D.熵增加或者放热反应CD4.某反应2AB(g)＝C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温时能自发进行，则该反应的正反应的ΔH、ΔS应为(

)A.ΔH＜0、ΔS＞0 B.ΔH＜0、ΔS＜0C.ΔH＞0、Δ