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第2章第1节化学反应的方向怀远一中城市中越来越多的汽车2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)是否可以自发进行一、自发反应1.自发过程:在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程.2.非自发过程：在一定条件下，需要外界做功才能进行的过程。学科网3.自发反应:在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应.4.自发过程（反应）的特征：有明确的方向性，具有做功的本领，要逆转必须借助外界做功。下列反应在室温下能否自发进行?1.把锌片插入硫酸铜溶液中2.水分解为氢气和氧气的反应3.把金属钠投入盛有水的烧杯中Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu2Na+2H2O=2NaOH+H2↑水总是自发地由高处往低处流——有趋向于最低能量状态的倾向1.焓：描述物质所具有的能量的物理量符号H单位：kJ·mol-12.反应的焓变（△H）：△H=H（反应产物）—H（反应物）3.△H0，即反应产物的总焓大于反应物的总焓，说明反应是吸收能量的，为吸热反应；4.△H0，即反应产物的总焓小于反应物的总焓，说明反应是放出能量的，为放热反应。下列反应在一定条件下都能自发进行，通过表中提供的数据你能得出什么结论？学科网思考：放热反应可以都自发进行，而吸热反应则不能。你同意这种观点吗？【分组实验】NH4NO3(s)、NaOH(s)、NaC1(s)和蔗糖分别溶于水NH4NO3吸热溶解过程中NaOH放热NaC1、蔗糖焓变微乎其微【结论】1.多数能自发进行的化学反应是放热反应2.有不少吸热反应也能自发进行3.反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一因素。有序排列的火柴散落时成为无序排列——有趋向于最大混乱度的倾向组卷网氢氧化钠晶体Na+、OH-通过静电作用(化学键)按一定规律紧密排列在水分子的作用下化学键被破坏1.熵：描述体系混乱度的物理量符号S单位：J·mol-1·k-12.影响熵的因素：①同一条件下，不同的物质的熵不同②同一物质，聚集状态不同则熵不同：S(g)S(l)S(s)水的不同聚集状态的混乱程度4.反应的熵变（△S）：5.熵增加的反应：（△S0）3.熵增加过程：固体溶解、物质（如水）的汽化、墨水的扩散、气体的扩散等组卷网△S=S（反应产物）-S（反应物）产生气体的反应气体的物质的量增加的反应等下列反应在一定条件下都能自发进行，根据下表的数据回答问题：1.熵增反应一定能自发进行吗？2.能自发进行的反应一定是熵增加反应吗？3.熵变对反应方向有什么影响？＊在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关，但都不是惟一因素。反应熵变与反应方向1.化学反应过程发生熵变，有熵增和熵减之别。2.熵增加有利于反应的自发进行。3.有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。4.反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是惟一的因素。如何正确判断一个化学反应是否能够自发进行必须综合考虑反应的焓变和熵变恒温恒压时判断反应是否能够自发进行△H＜0△S0△H0△S＜0△H＜0△S＜0△H0△S0自发非自发不一定不一定4、△H-T△S判断反应自发进行的方向NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)△H＜0△S＜0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H0△S0判断这两个反应什么条件下自发进行｛△H-T△S＜0,自发进行△H-T△S＝0，可逆反应△H-T△S0，非自发进行低温可行高温可行1.下列说法完全正确的是A.放热反应均是自发反应B.ΔS为正值的反应均是自发反应C.物质的量增加的反应，ΔS为正值D.自发反应也需要一定条件D2.下列反应中熵增加的是（）A.食盐晶体溶于水B.氢气在氧气中燃烧生成液态水C.碳酸氢铵分解D.水蒸气冷凝为水AC[例2](2012·无锡高二检测)下列反应在任意温度下一定能自发进行的是()A．2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋Cl2↑＋H2↑B．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)ΔH0C．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH0D．X2Y2(g)===X2(g)＋Y2(g)ΔH0[解析]A项需通电才能进行，为非自发反应；B项ΔH0、ΔS0，在低温下ΔH－TΔS0，反应能自发进行；C项ΔH0，ΔS0，在高温下ΔH－TΔS0，反应能自发进行；D项，ΔH0，ΔS0，在任何温度下ΔH－TΔS0，反应一定能自发进行。[答案]D3：已知反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在298K,100kPa的条件下,其△H=-113.0kJ/mol,△S=-145.3J/molK(1)请讨论该反应是否能用于消除汽车尾气中的NO?请说明理由.(2)已知汽车发动机内的温度高于2000K.能否设计一个装置使该反应在发动机中进行?请分析说明.若假定该反应的△H随温度的变化忽略不计,请计算使该反应能够自发进行的最高温度.解析:(1)能.因为该反应的△H-T△S=-113.0-298×(-145.3)×10-3=-69.68kJ/mol0,说明该反应在理论上是可行的,有可能用于消除汽车尾气中的NO.(2)不能.因为从△H-T△S这个关系式以及△H=-113.0kJ/mol,△S=-145.3J/molK来看,随着T(温度)的升高,会使△H-T△S0,即反应在较高的温度下不能自发进行.当△H-T△S=0时，T=777.7K即该反应能够自发进行的最高温度为777.7K.说明在汽车的发动机中（温度高于2000K）不可能进行该反应.温度与反应方向的关系