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1、第第2章化学反应的方向、限度与速率章化学反应的方向、限度与速率第第1节化学反应的方向节化学反应的方向高中化学高中化学选修选修4鲁科版鲁科版 目标导航目标导航1.了了解解熵变的概念及化学反的概念及化学反应的方向与化学反的方向与化学反应的的焓变和和熵变的关系。的关系。2.掌握化学反掌握化学反应在一定条件下能否在一定条件下能否自自发进行的判断依据。行的判断依据。3.能根据定量关系式能根据定量关系式HTS判断化判断化学反学反应进行的方向。行的方向。一、反应焓变与反应方向一、反应焓变与反应方向1自自发过程：程：(1)概念：在温度和概念：在温度和压强强一定的条件下，不借助一定的条件下，不借助 就就能自能自
2、动进行的行的过程。程。(2)特点：具有方向性，即特点：具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下程的某个方向在一定条件下是自是自发的，而其逆方向在的，而其逆方向在该条件下是条件下是 自自发的。的。外力外力肯定不能肯定不能2反反应焓变与反与反应方向的关系方向的关系(1)能自能自发进行的化学反行的化学反应多数是多数是H 0反反应。(2)有些有些H0反反应也能自也能自发进行。行。结论：反：反应焓变与反与反应能否自能否自发进行有关，但行有关，但 决决定反定反应能否自能否自发进行的唯一因素。行的唯一因素。越大越大2熵变(1)概念：概念： 与与 之差。之差。(2)计算式：算式：S 。(3)正正负判断依据判断
3、依据物物质由固由固态到液到液态、由液、由液态到气到气态或由固或由固态到气到气态的的过程，程，S 0，是，是熵 的的过程。程。气体体气体体积增大的反增大的反应，熵变通常都是通常都是S 0，是，是熵 的反的反应。气体体气体体积减小的反减小的反应，熵变通常都是通常都是S 0，是，是熵 的反的反应。反反应产物物总熵反反应物物总熵S(反反应产物物)S(反反应物物)增加增加增加增加减小减小3熵变与反与反应方向方向(1)熵 有利于反有利于反应的自的自发进行。行。(2)某些某些熵 的反的反应在一定条件下也能自在一定条件下也能自发进行。行。结论：反：反应熵变是与反是与反应能否自能否自发进行有关的一个因素，行有关
4、的一个因素，但但 唯一因素。唯一因素。增加增加减小减小不是不是三、焓变与熵变对反应方向的共同影响三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1反反应方向的判据方向的判据(1)HTS 0反反应能自能自发进行。行。(2)HTS0反反应达到平衡状达到平衡状态。(3)HTS 0反反应不能自不能自发进行。行。2文字表述：在文字表述：在 、 一定的条件下，自一定的条件下，自发反反应总是向是向HTS 的方向的方向进行，直至达到行，直至达到 状状态。温度温度压强强0平衡平衡1(判一判判一判)判断正判断正误(正确打正确打“”，错误打打“”)(1)放放热反反应一定能自一定能自发进行，吸行，吸热反反应一定不能自一定不能自发进
5、行行()(2)熵增反增反应一定能自一定能自发进行，行，熵减反减反应一定不能自一定不能自发进行行()(3)能能够自自发进行的反行的反应一定容易一定容易发生，也一定能反生，也一定能反应完全完全()2(选一选选一选)下列关于下列关于焓变和和熵变的的说法正确的是法正确的是()A化学反化学反应的的焓变与反与反应的方向有关，化学反的方向有关，化学反应的的熵变与反与反应的方向无关的方向无关B化学反化学反应的的焓变直接决定了化学反直接决定了化学反应的方向，化学反的方向，化学反应的的熵变不能决定化学反不能决定化学反应的方向的方向C焓变为负的反的反应都能自都能自发进行，行，熵变为正的反正的反应也都也都能自能自发进
6、行行D化学反化学反应的的焓变和和熵变都不是决定化学反都不是决定化学反应能否自能否自发进行的唯一因素行的唯一因素答案答案D解析解析一个反应的一个反应的HTS0”或或“0(2)0(3)0(4)0解析解析(1)蔗糖溶于水形成溶液混乱度增大；蔗糖溶于水形成溶液混乱度增大；(2)反应气体分子反应气体分子数增多是熵增大的过程；数增多是熵增大的过程；(3)液态水变为气态水，是熵值增大液态水变为气态水，是熵值增大的过程；的过程；(4)反应气体分子数增多是熵增大的过程。反应气体分子数增多是熵增大的过程。一、化学反应进行方向的判断方法一、化学反应进行方向的判断方法1利用化学反应原理判断的几种方法利用化学反应原理判
7、断的几种方法(1)相相对强强酸酸(碱碱)生成相生成相对弱酸弱酸(碱碱)。(2)氧化性氧化性强强还原性原性强强的物的物质反反应向氧化性弱向氧化性弱还原性原性弱的物弱的物质的的转化。化。(3)不不稳定性物定性物质向向稳定性物定性物质的的转化。化。(4)符合复分解反符合复分解反应条件下的溶液中的反条件下的溶液中的反应。2用焓变和熵变判断反应的方向用焓变和熵变判断反应的方向判断一定温度、判断一定温度、压强强条件下反条件下反应的方向的方向时，应同同时考考虑焓变与与熵变两个因素，用两个因素，用HTS作作为判据。在温度、判据。在温度、压强强一定的条件下，自一定的条件下，自发反反应总是向是向HTS0，表明反，
8、表明反应不能自不能自发进行。行。关键提醒关键提醒1.判据判据HTS只能用于温度、压强一定条件只能用于温度、压强一定条件下的反应，不能用于其他条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积一定如温度、体积一定)下的反应。下的反应。2反应方向与条件有关，常温、常压下能自发进行的反应反应方向与条件有关，常温、常压下能自发进行的反应在其他温度和压强下不一定能自发进行。在其他温度和压强下不一定能自发进行。3判据判据HTS0说明在一定温度和压强下反应有自发的说明在一定温度和压强下反应有自发的趋势，不能说明在该条件下能否实际发生。反应能否发生、趋势，不能说明在该条件下能否实际发生。反应能否发生、实现，还要看具
9、体反应条件。实现，还要看具体反应条件。 反思感悟反思感悟H、S、T是决定化学反应能否自发进行的三是决定化学反应能否自发进行的三个因素，应根据个因素，应根据HTS的数值判断化学反应进行的方向。的数值判断化学反应进行的方向。二、化学反应的方向与二、化学反应的方向与HTS的关系的关系1若若H0，即放，即放热的的熵增加的反增加的反应，所有温度下，所有温度下，反反应一定能自一定能自发进行；行；2若若H0、S0，即吸，即吸热的的熵减小的反减小的反应，所有温度下，所有温度下，反反应一定不能自一定不能自发进行；行；3若若H0、S0、S0，即吸，即吸热和和熵增加的反增加的反应，高温下反，高温下反应能能自自发进行
10、。行。 关键提醒关键提醒1.当焓变和熵变的作用相反且二者大小相差悬当焓变和熵变的作用相反且二者大小相差悬殊时，其中的某一因素占主导地位；殊时，其中的某一因素占主导地位；2当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大时，温度对反当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大时，温度对反应方向起决定作用。应方向起决定作用。例如：有些反应常温下不能自发进行，在高温下能自发进行；例如：有些反应常温下不能自发进行，在高温下能自发进行；有些反应高温下不能自发进行，在低温下能自发进行。有些反应高温下不能自发进行，在低温下能自发进行。已知已知焓变和和熵变随温度随温度变化很小。化很小。请帮助帮助这位同学考位同学考虑如下如下问题：
11、(1)判断判断反反应高温自高温自发还是低温自是低温自发：_(填填“高温高温”或或“低温低温”)。(2)通通过计算判断算判断反反应在常温下能否自在常温下能否自发进行行_。(3)求算制取炭黑的允求算制取炭黑的允许温度范温度范围_。(4)为了提高甲了提高甲烷的碳化程度，你的碳化程度，你认为下面四个温度中最合适的下面四个温度中最合适的是是_。A905.2 K B927 K C1 273 K D2 000 K答案答案(1)高温高温(2)不能自不能自发进行行(3)927.81 709.4K(4)C 反思感悟反思感悟1. 利用利用HTS计算时，注意计算时，注意S单位的换算。单位的换算。2. HTS越小，越有利于自发反应，反应进行的程度越大。越小，越有利于自发反应，反应进行的程度越大。3当当H0，S0或或H0，S0时，反应能否自发进行与温度时，反应能否自发进行与温度有关。有关。
