化学反应的方向[核心素养发展目标]1.证据推理与模型认知：了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。一、自发过程和自发反应1．自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。(2)特点①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。2．自发反应(1)定义：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。(2)自发反应的特征①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。自发过程的判断(1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。(2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。例1下列不属于自发进行的变化是()A．红墨水加到清水中使整杯水变红B．冰在室温下融化成水C．水电解生成氢气和氧气D．铁器在潮湿的空气中生锈答案C解析红墨水滴入清水中能使整杯水变红、冰在室温下融化为水、铁器在潮湿空气中生锈等过程都是自发进行的，A、B、D属于自发进行的变化，而水电解生成氢气和氧气的反应必须通电电解才可以进行，不属于自发过程，C项不属于自发进行的变化。考点自发过程和自发反应题点自发过程的判断例2知道了某过程有自发性之后，则()A．可判断出过程的方向B．可确定过程是否一定会发生C．可预测过程发生完成的快慢D．可判断过程的热效应答案A解析判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。考点自发过程和自发反应题点自发过程(或反应)的理解二、化学反应进行方向的判据1．焓判据(能量判据)(1)放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。(2)焓变与化学反应进行方向的关系①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。②有不少吸热的反应也能自发进行。如NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH>0③还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。如CaCO3(g)=====CaO(s)＋CO2(g)ΔH>02．熵判据(1)熵：用来量度体系混乱程度的物理量。熵值越大，混乱程度越大。符号为S。(2)熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)＞零。(3)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。(4)熵变与化学反应进行方向的关系①许多熵增的反应是自发的，如：2KClO3=====2KCl＋3O2↑；CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。②有些熵减的反应也可以自发进行，如：Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)。3．复合判据(1)复合判据为体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ·mol－1)，综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。(2)在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔG＝ΔH－TΔS＜0的方向进行，直到达平衡状态。①当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应能自发进行。②当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应不能自发进行。③当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达到平衡状态。(1)焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。(2)根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及化学反应速率的问题。例3下列关于焓判据和熵判据的说法中，不正确的是()A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程B．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(...
