2.3 化学反应的方向【精品讲义】 (1).docxVIP

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2.3化学反应的方向

学习目标

重难点

1．了解自发过程和自发反应。

2．了解熵变的概念。

3．初步了解焓变和熵变与反应进行的方向之间的关系。

4．根据ΔG=ΔH－TΔS和所给数据判断化学反应进行的方向。

重点：化学反应进行的方向

难点：1．ΔH、ΔS对化学反应方向的影响。

2．综合运用焓变与熵变判断反应的方向。

知识01反应焓变、熵变与反应方向

1．自发过程与自发反应的比较

自发过程

自发反应

含义

在一定条件下，________________就能自发进行的过程

在给定的条件下，可以________进行到显著程度的化学反应

特征

具有________，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________________

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

2．化学反应的方向与焓变的关系

(1)分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系

=1\*GB3①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)，燃烧反应是放热反应，ΔH______0，常温下能自发进行。

=2\*GB3②Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)，该反应是放热反应，ΔH_____0，常温下能自发进行。

=3\*GB3③(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，该反应在常温下能自发进行。

=4\*GB3④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH0，该反应在常温下________自发进行，但在较高温度下能自发进行。

(2)自发反应与焓变的关系

大多数放热反应是可以自发进行的，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定化学反应能否自发进行的唯一因素。

3．化学反应的方向与熵变的关系

(1)熵的含义

自发过程的体系趋向于由________转变为________，体系的混乱度________。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的________________程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的________越大。

(2)影响熵大小的因素

=1\*GB3①同一条件下，不同的物质熵值________。

=2\*GB3②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)_____S(l)____S(s)。

=3\*GB3③物质的量越大，分子数越多，熵值________。

=4\*GB3④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________的过程。

=5\*GB3⑤气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵________的反应。

=6\*GB3⑥气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵________的反应。

(3)反应熵变与反应方向

=1\*GB3①二者关系

eq\x(自发进行的化学反应)—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—大多数是熵增加的反应,—也有些是熵减小的反应))

=2\*GB3②结论：不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行。

4．反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否________进行的唯一因素。如：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔS＝－39.35J·mol－1·K－1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。

1．焓判据

(1)放热过程中体系能量降低，ΔH＜0，具有自发的倾向。

(2)实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。

例如：Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)ΔH=-216.8kJ/mol

(3)有些吸热反应也可以自发进行，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热的，但是这个反应却是可以自发进行的，故不能只根据放热或者吸热来判断化学反应的方向，焓变只是影响反应方向的一种因素。

2．熵判据

(1)熵的定义

描述体系混乱程度的物理量，一般用S表示。熵值越大，体系的混乱度越大。

(2)熵的大小

同种物质的熵值与其存在状态有关，S(g)＞S(l)＞S(s)。

(3)熵判据

体系的混乱度(即熵值)增加，ΔS＞0，反应有自