第3講化學(xué)反應(yīng)的方向（1）理解化學(xué)反應(yīng)方向判斷的焓判據(jù)及熵判據(jù)；（2）能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。重點:焓減和熵增與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系一、含義1、自發(fā)過程①含義：在一定條件下，不用借助外力就可以自發(fā)進行的過程。③特點;a．體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或者釋放熱量)。b．在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。④實例a．自然界中，水由高處往低處流，而不會自動從低處往高處流。b．物理學(xué)中，電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動。c．日常生活中，氣溫升高，冰雪自動融化。⒉焓變與化學(xué)反應(yīng)進行方向的關(guān)系①多數(shù)放熱反應(yīng)是自發(fā)進行的。例如燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)等。②有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進行，如：2N2O5(g)?4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56．7kJ·mol－1。結(jié)論：只用焓判據(jù)判斷反應(yīng)是否自發(fā)不全面。⒊．熵變與反應(yīng)的方向(1)熵、熵變的概念(2)熵值大?、袤w系的熵值：體系的混亂度越大，體系的熵值就越大。②同一物質(zhì)的熵值：S(g)>S(l)>S(s)，同一條件下，不同物質(zhì)的熵值不同。(3)熵判據(jù)：體系有自發(fā)地向混亂度增加(即熵增，ΔS>0)的方向轉(zhuǎn)變的傾向，因此可用熵變來判斷反應(yīng)進行的方向。(4)熵變與化學(xué)反應(yīng)進行方向的關(guān)系①許多熵增的反應(yīng)是自發(fā)的(多是氣體分子數(shù)目增多的反應(yīng))，如2KClO3eq\o(=====,\s\up27(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑；CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。②有些熵減的反應(yīng)也可以自發(fā)進行，如Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)。結(jié)論：只用熵判據(jù)判斷反應(yīng)是否自發(fā)不全面。4．自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)自由能符號為ΔG，單位為kJ/mol。(2)自由能變化與焓變、熵變的關(guān)系：ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)。(3)反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小的方向進行，直到體系達到平衡。①當(dāng)ΔG<0時，反應(yīng)自發(fā)進行；②當(dāng)ΔG>0時，反不能自發(fā)進行。1.下列說法正確的是（）A.放熱反應(yīng)不一定是自發(fā)進行的反應(yīng)B.吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進行的C.自發(fā)進行的反應(yīng)一定容易發(fā)生D.反應(yīng)速率快的一定是自發(fā)進行的【答案】：A。【解析】：A正確。放熱反應(yīng)，能量降低不一定是自發(fā)進行的。B不正確。反應(yīng)的方向必須根據(jù)能量變化和熵值變化綜合判斷。C不正確。過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生。例如：石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)，反應(yīng)在高溫高壓下是可以自發(fā)進行的，但條件比較苛刻。D不正確。反應(yīng)的自發(fā)性用于判斷過程的方向，與反應(yīng)快慢無關(guān)?？键c1判斷化學(xué)反應(yīng)進行的方向1．自發(fā)過程(1)含義在溫度和壓強一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進行的過程。(2)特點①具有方向性，即反應(yīng)的某個方向在一定條件下是自發(fā)的，則其逆反應(yīng)在該條件下肯定不能自發(fā)。②體系趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)。③體系趨向于從有序體系轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序體系。2．判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的方法焓變(ΔH)熵變(ΔS)反應(yīng)在某狀況下能否自發(fā)進行<0>0能自發(fā)進行>0<0不能自發(fā)進行<0<0取決于溫度，低溫自發(fā)>0>0取決于溫度，高溫自發(fā)對于化學(xué)反應(yīng)方向的確定，下列說法正確的是（）A.在溫度、壓力一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個化學(xué)反應(yīng)的方向B.溫度、壓力一定時，放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進行C.反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的唯一因素D.固體的溶解過程與焓變有關(guān)【答案】AB【解析】：△H-T△S<0，常溫、常壓下反應(yīng)能自發(fā)進行，所以焓變和熵變是一定溫度下化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的復(fù)合判據(jù)，所以A正確，C不正確。放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)熵變大于零，都對△H-T△S<0做出貢獻。顯然，放熱的熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進行，所以B正確。固體的溶解過程，體系的混亂度增大，它是熵增加的過程，所以D不正確。答案：AB。2.如果一個反應(yīng)△H－T△S值為零，則此反應(yīng)（）A.能自發(fā)進行

B.是放熱反應(yīng)C.不進行

D.處于平衡狀態(tài)【答案】D【解析】△H-T△S=0只能證明在平衡狀態(tài)所以D項正確，A和B不正確；平衡是動態(tài)平衡。正逆反應(yīng)謎率相等，但反應(yīng)速率不是，不能說“反應(yīng)不進行”，C不正確，答案選D。判斷下列過程的熵變的正負（填“>0”或“<0”）

(1)溶解少量蔗糖于水中，△S；

(2)純碳和氧氣反應(yīng)生成CO(g)，△S；

(3)液態(tài)水蒸發(fā)變成水蒸氣，△S；

(4)CaCO3(s)加熱分解生成CaO(s)和CO2(g)，△S?！敬鸢浮?1)>0(2)>0(3)>0（4）>0【解析】：(1)溶解少量蔗糖于水中，混亂度增大，熵值增大，所以△S>0,故答案為：>0(2)純碳和氧氣反應(yīng)生成CO(g)，方程式為：C(s)+O?(g)點燃2CO(g),該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，熵值增大，故△S>0,故答案為：>0(3)液態(tài)水蒸發(fā)變成水蒸氣，混亂度增大，熵值增大，所以△S>0,故答案為>0;CaCO?(s)高溫分解為CaO(s)和CO?(g),方程式為：CaCO3(s)=△CaO(s)+CO2(g),反應(yīng)生成氣體，是熵值增加的過程，故△S>0,故答案為：>0.1．已知：Mg(s)+Cl2(g)==MgCl2(s)

△H(298K)=－642kJ·mol－1，試判斷下列說法正確的是（）A.在任何溫度下，正向反應(yīng)是自發(fā)的B.在任何溫度下，正向反應(yīng)是不自發(fā)的C.高溫下，正向反應(yīng)是自發(fā)的；低溫下，正向反應(yīng)不自發(fā)D.高溫下，正向反應(yīng)是不自發(fā)的；低溫下，正向反應(yīng)自發(fā)【答案】D【解析】Mg(s)+Cl?(g)=MgCl?(s)△H(298K)=?642kJ，則正向反應(yīng).△S<0,?mol?1△H<0,，所以高溫下，正向反應(yīng)?！鱃=△H?T△S>0-T△S>0是非自發(fā)的，低溫下，正向反應(yīng)?！鱃=△H?T△S<0-T△S<0自發(fā),則ABC錯誤,D正確;故選:D。2.以下自發(fā)過程可用能量判據(jù)來解釋的是（）A．硝酸銨自發(fā)地溶于水B．兩種理想氣體自發(fā)混合時熱效應(yīng)為0C．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ·mol－1D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ·mol－1【答案】D【解析】硝酸銨的溶解過程是熵值增加的過程，主要是熵判據(jù)，A項錯誤；兩理想氣體混合時焓變?yōu)?，所以只能用熵判據(jù)，因此B項錯誤；C項為吸熱的熵增反應(yīng)，根據(jù)△G=△H?T?△S可知，熵判據(jù)有利自發(fā)反應(yīng)，焓判據(jù)不利自發(fā)反應(yīng)，即不能用能量判據(jù)；D中反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且是熵值減小的，所以應(yīng)該用能量判據(jù)，答案選D。3.碳銨「（NH4）2CO3」在室溫下就能自發(fā)的分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是（）A.碳銨分解是因為生成易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大B.碳銨分解是因為外界給予了能量C.碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判斷不能自發(fā)分解D.碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解【答案】A【解析】A、碳銨自發(fā)分解，是因為體系由于氨氣和二氧化碳氣體的生成而使熵增大，故A正確；B、碳銨在室溫下就能自發(fā)地分解，不需要外界給予了能量，故B錯誤；C、有些吸熱反應(yīng)也可自發(fā)，而焓變不是自發(fā)反應(yīng)的唯一因素，應(yīng)根據(jù)△H?T△S進行判斷反應(yīng)是否自發(fā)進行，故C錯誤；D、有的碳酸鹽穩(wěn)定，不能自發(fā)分解，如I??Na?CO?受熱不分解，故D錯誤；故選A。4．下列關(guān)于冰熔化為水的過程判斷正確的是（）A.△H＞0，△S＜0B.△H＜0，△S＞0C.△H＞0，△S＞0D.△H＜0，△S＜0【答案】C【解析】冰融化為水的過程需要吸收熱量，△H>0;固體變?yōu)橐后w的過程是熵增大的過程；△S>0;故選:C。5.在一定條件下，對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?cC(g)＋dD(g)，C物質(zhì)的濃度(C%)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示，下列判斷正確的是()A．ΔH<0ΔS>0 B．ΔH>0ΔS<0C．ΔH>0ΔS>0 D．ΔH<0ΔS<0【答案】A【解析】由曲線圖可知，增大壓強，C%減少，即增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以逆反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，即m+n<C+d;升高溫度C%減少，即升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；正確選項為A。6.已知一個可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為自發(fā)過程，則其逆反應(yīng)為非自發(fā)過程，反之，亦然。(1)已知2CO(g)?CO2(g)＋C(s)，T＝980K時，ΔH－TΔS＝0。當(dāng)體系溫度低于980K時，估計ΔH－TΔS________0(填“大于”“小于”或“等于”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980K時，估計ΔH－TΔS________0。(2)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)為SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)ΔH(298．15K)＝－94．0kJ·mol－1、ΔS(298．15K)＝－75．8J·mol－1·K－1，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進行的溫度范圍是________?！敬鸢浮?1)小于大于(2)T<1240K【解析】(1)C(s)+CO?(g)=2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H>0,則2CO(g)=CO?(g)+C(s)為放熱反應(yīng)，溫度低于980K時以CO?為主為主，說明反應(yīng)自發(fā)向右進行，則當(dāng)T<980K時△H?T△S<0;T>980K時△H?T△S>0,該反應(yīng)不能自發(fā)進行；(2)由題給信息，要使反應(yīng)能自發(fā)進行，須有△H?T△S<0,即?94.0kJ?mol?1?T×(