高二化學人教版選修4化學反應原理第二章化學反應速率和化學平衡第四節化學反應進行的方向自然界中有許多能自然而然發生的現象，請同學們聯系生活知識，列舉一些能自發進行的例子？生活中的自發過程高山流水高能狀態低能狀態水總是自發地從高處往低處流——有趨向于最低能量狀態的傾向。利用水泵可將水從低處流向高處生活中的自發過程高電勢狀態低電勢狀態電流總是自發地從高電勢流向低電勢——有趨向于最低電勢狀態的傾向。Na投入H2O中鐵生銹生活中的自發反應Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應生活中的自發反應自發過程：

在一定條件下，不借助外部力量就能自動進行的過程在給定的一組條件下，一個反應可以自發地進行到顯著程度，就稱為自發反應。如何判斷一個過程，一個反應能否自發進行？自發反應：非自發過程：在一定條件下，需要持續外力作用才能維持進行的過程。Cu和AgNO3反應NaOH和HCl反應Na投入H2O中鐵生銹Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)△H=-181.75kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-12Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=-636.1kJ·mol-1Fe(s)……Fe2O3(aq)△H=-790.7kJ·mol-1自發反應共同點——放熱反應△H＜0二、化學反應進行方向的判據1、能量判據（焓判據）能量判據（焓判據）∶自發過程的體系趨向于從高能狀態轉變為低能狀態（△H﹤0）。

即△H＜0的反應有自發進行的傾向。多數能自發進行的化學反應是放熱反應反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應△H＜0焓判據是判斷化學反應進行方向的判據之一。注意：（1）焓判據只能用于判斷過程的方向，能否實現要看具體條件；（2）焓判據只判斷一定條件化學反應能否自發進行，與化學反應速率無關。（3）反應焓變是反應能否自發進行的一個因素，但不是唯一因素2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7kJ/mol

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4（aq）+H2O（l）；

△H（298K）=＋37.3KJ/mol

結論：△H<O有利于反應自發進行但自發反應不一定要△H<O焓變是反應能否自發進行的一個因素,但不是唯一因素。自發反應一定要△H<O？冰塊融化品紅在水中擴散你能解釋蒸汽擴散和火柴混亂的真正原因嗎？蒸汽擴散火柴散落——趨向于體系混亂度增大有序混亂火柴散落克勞修斯

（德國）

熵S定義：描述體系混亂度的物理量符號：S單位：J·mol-1·K-1

體系混亂度越大，熵值越大；體系混亂度越小，熵值越小。熵增原理(又稱為熵判據).

體系有自發向混亂度增加的方向變化的傾向。(即熵增△S＞0)△S=S生成物總熵－S反應物總熵△S越大，越有利于反應自發進行CH4O2CO2186.15205.03214H2O(l)HNO3(l)Br2(l)69.9156152NaClFe金剛石72.127.32.4標準狀況下：1mol不同物質的熵S(Jmol-1K-1)

熵值最大熵值最小（1）物質的混亂度：體系混亂度越大，熵值越大；（2）同一條件：不同物質的熵值不同；

（3）物質的存在狀態：S(g)>S(l)>S(s)。2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)

△H=+56.7kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

思考:兩個反應都是混亂度增大的反應。熵增，△S＞0，有利于自發反應這兩個反應都是吸熱反應，但卻能自發進行，為什么？1、同一物質狀態改變：2、固體的溶解過程、墨水擴散過程和氣體擴散過程。3、反應過程中氣體物質的量增多的反應。4.生成氣體的反應。導致熵增(△S＞0）的一些因素 固態液態氣態熵增熵增自發反應一定是熵增加的反應嗎？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=－39.35J?mol-1?K-1

結論：△S>O，有利于反應自發進行，自發反應不一定要△S>O。熵變是反應能否自發進行一個因素,但不是唯一因素。

鋁熱反應（△S＜0）也能自發反應。CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)這個反應能否自發進行？已知：△H(298K)=+178.2KJ?mol-1,

△S(298K)=+169.6J?mol-1?K-1思考總結：自發過程的變化趨勢

1.能量趨于降低2.混亂度趨于增加

美國物理化學家吉布斯自由能G

研究表明：在溫度、壓強一定的條件下，化學反應自發進行方向的判據是

△G=△H-T△S（G：吉布斯自由能，T：絕對溫度+)△G=△H-T△S＜0反應能自發進行△G=△H-T△S＞0反應不能自發進行△G=△H-T△S＝0反應達到平衡狀態反應進行方向的判斷方法：2、物質的混亂度趨于增加1、物質具有的能量趨于降低

H(焓變)

S(熵變)>0焓(H)判據熵(S)判據放熱反應焓變熵變化學反應能否自發進行自發進行不自發進行不能定性判斷不能定性判斷

H<0

H<0

H>0

H>0

S>0

S>0

S<0

S<0熵增原理<0三、復合判據△H△S?H>0?S>0高溫下反應自發進行?H>0?S<0所有溫度下反應不能自發進行?H<0?S>0所有溫度下反應自發進行?H<0?S<0低溫下反應自發進行1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)

△S=+80.7J·mol-1·K-1放熱熵增吸熱熵減放熱熵減吸熱熵增2）TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)

△H=+161.9kJ·mol-1

3）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)

△H=-176.9kJ·mol-1

△S=-38.4J·mol-1·K-1△S=-284.3J·mol-1·K-1△S=+169.6J·mol-1·K-14）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)根據你已有的知識和經驗,分析下列過程的焓變、熵變與是能否自發進行△H=+178.2kJ·mol-1△H=-57.3kJ·mol-1自發不自發自發高溫自發，低溫不自發熵與環境在環境學家看來熵增就是污染……熵在其他領域的應用衰老是生命系統的熵的一種長期的緩慢的增加，

也就是說隨著生命的衰老，生命系統的混亂度

增大，當熵值達極大值時即死亡，

這是一個不可抗拒的自然規律。熵與生命：熵在其他領域的應用△G<0△G>0△H>0△S＜0非自發△G=0△H＜0△S>0自發△H＜0△S＜0低溫可行△H>0△S>0高溫可行可逆反應到達平衡狀態△G=△H-T△S復合判據課堂小結1、下列反應中，在高溫下不能自發進行的是（）A、(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)

B、2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)C、MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D、CO(g)＝C(s)＋1/2O2(g)D課堂練習

2、下列說法不正確的是（）A、焓變是一個與反應能否自發進行有關的因素，多數能自發進行的反應都是放熱反應B、在同一條件下不同物質有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大C、

一個反應能否自發進行取決于該反應放熱還是吸熱D、一個反應能否自發進行，與焓變和熵變的共同影響有關C課堂練習

3、碳酸銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發地分解產生氨氣，對其說法中正確的是（）A、其分解是因為生成了易揮發的氣體，使體系的熵增大B、其分解是因為外界給予了能量C、其分解是吸熱反應，據能量判據能自發分解D、碳酸鹽都不穩定，都能自發分解A課堂練習

4、以下自發反應可用能量判據來解釋的是()A、硝酸銨自發地溶于水B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)