《新高二化学暑假精品课程（人教版选修4）》第11讲 化学反应的方向 （解析版）

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第 11 讲 化学反应的方向
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自然界有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。
例如，水总是自发地从高处流向低处，放在书包里的耳机线总是自发地缠绕到一起，而相反的过程
却不能自发进行。
有些化学反应也是自发进行的，而且具有方向性。
那么，如何判断化学反应自发进行的方向呢?
1
一、自发过程与自发反应
1．自发过程：在一定条件下，不需借助外力就能____________的过程。其特点是高能状态 → 低能状态
（对外做功或释放热量）；有序 → 无序（无序体系更加稳定）。如：高山流水，自由落体，冰雪融化。
2．自发反应：在给定的条件下，可以____________到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈。
3．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
定不能自发进行。
【答案】自发进行 自发进行 方向性
思考与交流：自发反应不需要任何条件就能自发进行吗？
【答案】不是，如 H2和O2反应需要点燃。
二、焓判据
1．放热过程中体系能量_______，ΔH_______，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。
【答案】降低 ＜0
三、熵判据
1．熵的定义
描述体系_____________的物理量，一般用 S表示。熵值越大，体系的混乱度_______。
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，反应有自发的倾向。
有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应。
【答案】混乱程度 越大 ＞ ＞
思考与交流：能否只根据焓变或熵变来判断反应进行的方向？ 如何精准判断反应进行的方向？
2
【答案】不能。焓变、熵变都是影响反应方向的一种因素，需要综合考虑两者的影响。
四、复合判据（自由能 ΔG）
在等温、等压条件下的封闭体系中(不考虑体积变化做功以外的其他功)，自由能的变化(符号为 ΔG，
单位为 kJ/mol) 综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：ΔG = ΔH-TΔS。这时，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。即：
当ΔG <0 时，反应能自发进行；
当ΔG =0 时，反应处于平衡状态；
当ΔG >0 时，反应不能自发进行。
情况 焓变 熵变 自由能变化 反应能否自发进行
①ΔH＜0ΔS＞0_________ _________
②ΔH＞0ΔS＜0_________ _________
③ΔH＜0ΔS＜0_________ _________
④ΔH＞0ΔS＞0_________ _________
【答案】ΔG＜0 能
ΔG＞0 不能
无法判断 无法判断
无法判断 无法判断
及时小练
【答案】任何温度下都能自发进行 任何温度下都不能自发进行 低温下能自发进行 高温下能自
发进行
判断下列 4个反应在什么条件下能自发进行？
(1) ________________________
(2) ________________________
(3) ________________________
(4)
________________________
3
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