鲁教版高中化学选修4第4讲-化学反应的方向(学生版)

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1、化学反应的方向____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．了解熵的基本含义及能量判椐和熵判椐的基本内容。2．能说出化学反应的焓变与熵变对反应进行方向的影响，根据定量关系ΔH－TΔS及给定数据判断反应方向。一、自发过程与自发反应1．概念

2、(1)自发过程：在一定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程。例如水由高处流向低处的过程、热由高温物体导向低温物体的过程等。(2)自发反应：在给定的一组条件下，可以自发的进行到显著程度的反应。2．特点具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定不能自发。二、反应熵变与反应方向1.熵(1)概念：衡量体系混乱度的物理量，其符号为S，单位为J·mol－1·K－1(2)特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。(3)影响因素①同一物质：S(高温)>S(低温)；S(g)>S(l)>S(s

3、)。②相同条件下的不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值越大。③S(混合物)>S(纯净物)。2．熵变(1)概念：反应产物总熵和反应物总熵之差。(2)计算式：ΔS＝∑S(反应产物)－∑S(反应物)。(3)正负判断依据①物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增加的过程。②气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应。③气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。3．熵变与反应方向(1)熵增加有利于反应的自发进行。(2)某些熵减小的反应在一定条件下也

4、能自发进行。6(3)反应熵变是与反应能否自发进行有关的因素之一，但不是唯一因素。三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1.判断依据(1)焓判据①焓变(ΔH)只与反应体系的始态和终态有关，与反应进行的途径无关。②焓变(ΔH)是决定反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。③ΔH<0时，反应有自发进行的倾向。自发进行的反应不一定都是由高能状态到低能状态的过程，如NH4Cl与Ca(OH)2反应是吸热过程，由低能状态到高能状态，因此焓判据只是判断反应方向的依据之一。(2)熵判据①对于确定的化学反应，在一定条件下，具有确定的熵变

5、。②熵变(ΔS)只与反应体系的始态和终态有关，与反应进行的途径无关。③熵变(ΔS)是决定反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。④熵增加(ΔS>0)有利于反应的自发进行。(3)复合判据ΔH－TΔS①化学反应的方向是由ΔH和ΔS共同决定的，利用ΔH－TΔS的符号可以判断恒温、恒压条件下的反应进行方向：ΔH－TΔS<0　反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0　反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0　反应不能自发进行。②当焓变和熵变相差不大时，温度可能对反应方向起决定性的作用，可以估算反应发生逆转的温度(转向温度)；T＝ΔH/Δ

6、S。化学反应体系焓变减少(ΔH<0)和熵变增加(ΔS>0)都有利于反应的进行。在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为ΔH－TΔS。ΔH－TΔS0，反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态；ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。可以用下列象限法进行判断：(如下图)2．一般规律(1)放热的熵增加反应一定能自发进行。(2)吸热的熵减小反应一定不能自发进行。(3)当焓变和熵变相差悬殊时，可能某一个因素占主导地位。3．注意问题(1)ΔH－TΔS判据只能用于温度、压强一

7、定的条件下的反应，不能用于其他条件下的反应。(2)ΔH－TΔS判据指出的是温度、压强一定的条件下，反应自发的可能性，并不能说明在该条件下可能自发进行的反应能否实际发生。知识点一、焓变与反应方向【例1】下列反应在任意温度下一定能自发进行的是(　　)A．2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑B．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)　ΔH<0C．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0D．X2Y2(g)===X2(g)＋Y2(g)　ΔH<0知识点二、熵变与反应方向[来源%:^中教网~

8、#&]【例2】下列说法正确的是(　　)6A．放热反应均是自发反应B．ΔS为正值的反应均是自发反应C．如果ΔH和ΔS均为正值，当高温时，反应可能自发进行D．物质的量增加的反应，ΔS为正值知识点三、焓变与熵变对反应方向的共同影响【例3】已知100kPa、298.15K时有以下反应：NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)　ΔH＝176.4k