高中化学第二章第4课《化学反应进行的方向》（选修4）
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《化学反应进行的方向》 自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。 自发反应：在一定条件下不需要外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。 问题与思考 自然界中水总是从高处往低处流； 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 室温下冰块自动融化； 墨水扩散； 食盐溶解于水。 这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性——其中是否蕴藏了一定的科学原理？ 能量由高到低 1、能量判据（焓判据） 日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判据（焓判据）：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即△H＜0）。 结论：△H＜0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H＜0。 焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 2、熵判据 火柴散落过程混乱度如何变化？ 从混乱度角度分析它们为什么可以自发？ 【归纳与总结】 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据。 混乱度越大越稳定，△S＞0有利于反应自发进行。 导致混乱度增加的一些因素 1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 2、固体的溶解过程，墨水扩散过程和气体扩散过程。 3、反应过程中气体物质的量增加的反应。 自发反应一定是熵增加的反应吗？ 结论：△S＞0有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S＞0。 要正确判断一个化学反应能否自发进行，必须综合考虑反应的焓变△H和熵变△S自由能变化△G 自由能变化△G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响 △G=△H-T△S 当△G＞0时，反应为非自发反应。 当△G＜0时，反应为自发反应。 温度与反应方向的关系示意图 判断298K时下列反应能否自发进行 2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) △H=-78.03kJ·mol-1 △S=+494.4J·mol-1·K-1 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H(298K)=+178.2kJ·mol-1 △S(298K)=+169.6J·mol-1·K-1 【注意】 1、反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，二者发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。 2、在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压下可以使石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。 焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发。 【课堂达标测试】 1、下列过程是非自发的是（ ） A、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧； C、铁在潮湿空气中生锈 D、室温下水结成冰。 2、碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ） A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大； B、其分解是因为外界给予了能量； C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解； D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。 3、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。 4、下列说法不正确的是（ ） A、焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应都是放热反应。 B、在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C、一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热。 D、一个反应能否自发进行，与焓变和墒变的共同影响有关。 5、以下自发反应可用能量判据来解释韵是（ ） A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/mol C、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)；△H=+74.9kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=-571.6kJ/mol
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