《化學(xué)反應(yīng)的方向》化學(xué)反應(yīng)方向的判斷重難歸納1.化學(xué)反應(yīng)方向與焓變的關(guān)系。(1)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)多數(shù)為放熱反應(yīng)(ΔH<0)。例如:NaOH(aq)+HCl(aq)══NaCl(aq)+H2O(l),2Na(s)+2H2O(l)══2NaOH(aq)+H2(g),CaO(s)+H2O(l)══Ca(OH)2(aq)。(2)有些吸熱反應(yīng)在一定條件下也能自發(fā)進(jìn)行(ΔH>0)。例如:2N2O5(g)══4NO2(g)+O2(g),NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)══CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l),CaCO3(s)══CaO(s)+CO2(g)。(3)結(jié)論:①化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變有關(guān),但不能只根據(jù)焓變判斷反應(yīng)的方向。②大多數(shù)放熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。③能自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng),體系的混亂程度一定增大(即熵增)。2.化學(xué)反應(yīng)方向與熵變的關(guān)系。(1)許多熵增的反應(yīng)在一定條件下可以自發(fā)進(jìn)行。例如:2H2O2(aq)══2H2O(l)+O2(g),CaCO3(s)══CaO(s)+CO2(g),C(s,石墨)+H2O(g)══CO(g)+H2(g)。(2)有些熵減的反應(yīng),在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行。例如:NH3(g)+HCl(g)══NH4Cl(s),Ca(OH)2(aq)+CO2(g)══CaCO3(s)+H2O(l)。(3)結(jié)論:①化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的熵變有關(guān),但不能只根據(jù)熵變判斷反應(yīng)的方向。②熵增且放熱的化學(xué)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。③能自發(fā)進(jìn)行的熵減的化學(xué)反應(yīng),一定是放熱反應(yīng)。3.自由能判據(jù)。在等溫、等壓條件下的封閉體系中,可用ΔG的值來判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。ΔG=ΔH-TΔS<0,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;ΔG=ΔH-TΔS=0,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);ΔG=ΔH-TΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。溫度與反應(yīng)方向的關(guān)系:吸熱反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行嗎?試舉例說明。提示:不一定。多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),但也有不少吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。如氯化銨晶體與Ba(OH)2·8H2O晶體的反應(yīng)。典例剖析已知“凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)”。一定條件下,下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是(

)。A.2O3(g)══3O2(g)

ΔH<0B.2CO(g)══2C(s)+O2(g)

ΔH>0C.N2(g)+3H2(g)══2NH3(g)

ΔH<0D.CaCO3(s)══CaO(s)+CO2(g)

ΔH>0答案:B解析:A項(xiàng),ΔH<0,ΔS>0的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行;B項(xiàng),ΔH>0,ΔS<0的反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行;C項(xiàng),反應(yīng)是ΔH<0,ΔS<0的反應(yīng),一定條件下可以自發(fā)進(jìn)行;D項(xiàng),反應(yīng)是ΔH>0,ΔS>0的反應(yīng),一定條件下可以自發(fā)進(jìn)行。方法歸納化學(xué)反應(yīng)方向的判斷。在一定條件下,一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,既與焓變有關(guān),又與熵變有關(guān)。(1)在恒溫、恒壓條件下,反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,由ΔG=ΔH-TΔS的值來決定。(2)復(fù)合判據(jù)只適用于判斷恒溫、恒壓條件下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,不適用于判斷其他條件。(3)反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向性,反應(yīng)是否能實(shí)現(xiàn),還要看具體的條件。過程的自發(fā)性只是一種趨勢,過程要發(fā)生,必須具備一定的條件。學(xué)以致用1.下列說法不正確的是(

)。A.焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素,放熱反應(yīng)具有自發(fā)進(jìn)行的傾向B.在同一條件下物質(zhì)有不同的熵值,其體系的混亂程度越大,熵值越大C.自發(fā)反應(yīng)是指不需要條件就能發(fā)生的反應(yīng)D.一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與焓變和熵變的共同影響有關(guān)答案:C解析:ΔH-TΔS<0,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與焓變和熵變的共同影響有關(guān),焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素,放熱反應(yīng)具有自發(fā)進(jìn)行的傾向,但不一定自發(fā),A、D兩項(xiàng)正確;根據(jù)熵增原理,體系的混亂程度越大,熵值越大,B項(xiàng)正確;有的自發(fā)反應(yīng)需要在一定條件下才能發(fā)生,C項(xiàng)錯誤。2.某化學(xué)反應(yīng)的ΔH=-122kJ·mol-1,ΔS=-431J·mol-1·K-1,則以下關(guān)于此反應(yīng)的自發(fā)性描述中正確的是(

)。A.在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B.僅在低溫下能自發(fā)進(jìn)行C.僅在高溫下能自發(fā)進(jìn)行D.在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行答案:B解析:ΔH<0,ΔS<0時低溫有利于自發(fā)進(jìn)行。易錯提醒(1)一般來說,如果一個過程是自發(fā)的,則其逆過程往往是非自發(fā)的。(2)自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)是可能相互轉(zhuǎn)化的,某一條件下的自發(fā)反應(yīng)可能在另一條件下就是非自發(fā)反應(yīng),如2NO(g)+O2(g)══2NO2(g)是常溫下的自發(fā)反應(yīng)