高中化学第二章 化学反应速率与化学平衡第三节 化学反应的方向导学案

第三节 化学反应的方向

一、化学反应自发进行方向的判据

（一）焓判据——自发反应与焓变的关系：

多数能自发进行的化学反应是放热反应，但有很多吸热反应也能自发进行。因此，只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。反应焓变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。

（二）熵判据

1、熵

（1）定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。

（2）符号和单位：S，常用单位：J/(mol·K)

（3）影响熵大小的因素：混乱度越大→体系越无序→熵值越大

①与物质的量的关系：物质的量越大→粒子数越多→熵值越大

②对于同一物质，当物质的量相同时，S(g)>S(l)>S(s)

③不同物质熵值的关系：I、物质组成越复杂→熵值越大

                      II、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大

2、熵变

（1）定义：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为ΔS

（2）计算公式：ΔS=生成物总熵-反应物总熵

3、熵判据——自发反应与熵变的关系

多数能自发进行的化学反应是熵增的反应。熵变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进

行的唯一因素。因此，只根据熵变来判断反应进行的方向是不全面的。

二、自由能与化学反应的方向

（一）自由能与化学反应的方向：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（符号为ΔG，单位为kJ/mol）的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：即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：

ΔG=ΔH-TΔS<0，反应能自发进行；

ΔG=ΔH-TΔS=0，反应处于平衡状态；

ΔG=ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行。

（二）综合焓变和熵变判断反应是否自发的情况：

小结：“大大高温，小小低温”

（三）应用判据时的注意事项

（1）在讨论过程的方向问题时，我们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。

（2）过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率

（3）只适用于没有发生的反应

注：一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的

化学反应进行的方向

1．自发过程

含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自发进行的过程。

2、化学反应方向进行的判据

（1）焓判据

放热过程中体系能量降低，△H＜0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应的方向不全面。

（2）熵判据

①熵：量度体系混乱（或有序）的程度的物理量，符号S（同一物质，三种状态下熵值：气态＞液态＞固态）

②熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。即熵变（△S）大于零。

③熵判据

体系的混乱度增大（既熵增），△S＞0，反应有自发进行的倾向，但有些熵减反应也可以自发进行，故只用熵变判断反应的方向也不全面。

（3）复合判据——自由能判据

①符号：△G，单位：kJ·mol－1    ②公式：△G=△H—T△S 

③应用：

△G＜0   能自发进行

△G＝0   平衡状态

△G＞0   不能自发进行

具体的的几种情况：

注：过程的自发性只能用于判断反应进行的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。