1、第三节第三节 化学反应的方向化学反应的方向 核心素养发展目标 1.证据推理与模型认知：了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建 判断化学反应自发性的思维方法模型。2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程， 理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 一、自发过程和自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不用借助外力，就能自发 进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行 到显著程度的化学反应 特征 具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在 该条件下肯定不能自发进行 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来
2、完成有用功。如 H2燃烧可设计成原电池。 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为 H2和 O2 (1)自发过程不需任何条件就能发生( ) (2)室温下冰变成水属于自发过程( ) (3)水由高处向低处流属于自发过程( ) (4)能自发进行的反应速率一定很大( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 1已知：2H2O2= 点燃 2H2O； 2H2O= 电解 2H2O2。 是自发反应，是非自发反应，通过对上述反应的分析，思考： (1)自发反应不需要任何条件就能发生吗？ (2)非自发反应一定不能发生吗？ 答案 (1)自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 (2)非
3、自发反应也能在一定条件下发生。 2知道了某个反应是自发反应后，能否知道某条件下是否发生？能否预测反应的快慢？ 答案 判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热 效应无关。 自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不 自发，则正向过程一定自发。 二、化学反应进行方向的判据 1焓变与反应的方向 (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)。
4、 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) H109.8 kJ mol 1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发不全面。 2熵变与反应的方向 (1)熵、熵变的概念 (2)熵值大小 体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。 同一物质的熵值：S(g)S(l)S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 (3)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反 应进行的方向。 (4)熵变与化学反应进行方向的关系 许多熵增的反应是自发的(多是气
5、体分子数目增多的反应)，如 2KClO3= MnO2 2KCl3O2； CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2等。 有些熵减的反应也可以自发进行，如： Ca(OH)2(aq)CO2(g)=CaCO3(s)H2O(l)。 结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。 3自由能与化学反应的方向 (1)自由能变化 符号为 G，单位为 kJ mol 1。 (2)自由能变化与焓变、熵变的关系：GHTS。G 不仅与焓变有关，还与温度有关。 (3)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 当 G0 时，反应能自发进行； 当 G0 时，反应处于平衡状态； 当 G0 时，
6、反应不能自发进行。 (1)放热反应一定能自发进行( ) (2)同种物质不同状态时熵值不同，气态时最大( ) (3)熵增的反应一定能自发进行( ) (4)自发反应在任何条件下均可发生( ) (5)过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 1根据复合判据 GHTS0，S0 和 H0，S0，S0 的反应在高温下，GHTS0，能自发进行；H0，S0 的反应 在低温下，GHTS0，简述该设想能否实现的依据： _。 (2)下列反应中，在高温下不能自发进行的是_(填字母)。 aCO(g)=C(s)1 2O2(g) b2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) c(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g) dMgCO3(s)=MgO(s)CO2(g) 答案 (1)该反应是 H0，S0、S0，故不能实现该反应。 (2)a、 b、 c、 d 的 H0， b、 c、 d 反应的 S0。 HTS0 时， 反应才能自发进行。 a 的 S0，所以在高温时该反应不能自发进行。