在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为：
△H—T△S<0 反应能自发进行
△H—T△S==0反应达到平衡状态
△H—T△S>0反应不能自发进行
反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。
1.第Ⅰ象限符号为“+、+”(△S>0、△H>0)时化学反应的方向——高温下反应自发进行
【例1】石灰石的分解反应为：CaCO3(s)==CaO(s) +CO2(g)
其△H(298K)==178.2kJ•mol—1，△S(298K)== 169.6J•mol—1•K—1
试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行?其分解温度是多少?
【解析】
∵△H—T△S=178.2kJ•mol—1—298K×10×—3×169.6kJ•mol—1•K—1
==128kJ•mol—1>0
∴298K时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。
由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使△H—T△S<0，假设反应焓变和熵变不随温度变化而变化，据△H—T△S<0可知，T>△H/△S ==178.2kJ•mol—1/10×—3×169.6kJ•mol—1•K—1==1051K，即温度高于778℃时反应可自发进行。
2.第Ⅱ象限符号为“+、—”(△S>0、△H<0)时化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行
【例2】已知双氧水、水在298K、100kPa时的标准摩尔生成焓的数据如下：
物 质 △fH /kJ•mol—1
H2O(l) —258.8
H2O2(l) —191.2
O2(g) 0
(1)试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。
(2)若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其△S==57.16J•mol—1•K—1
试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到2000K时，反应能否自发进行。
【解析】
(1)根据△H ==H(产物)—H(反应物)得，△H ==2×(—258.8kJ•mol—1)+0—2×(—191.2kJ•mol—1)=== —135.2kJ•mol—1。
(2)在298K时，△H—T△S=—135.2kJ•mol—1-(298K×10—3×57.16kJ•mol—1•K—1) == —152.23 kJ•mol—1<0
∴该反应在常温下可自发进行。
温度达到2000K，且假定焓变和熵变不随温度变化而变化，△H—T△S=—135.2kJ•mol—1-(2000K×10—3×57.16kJ•mol—1•K—1)== —249.52kJ•mol—1<0
故△S>0、△H<0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—T△S<0，故化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行。
3.第Ⅲ象限符号为“—、—”(△S<0、△H<0)时化学反应的方向——低温下反应可以自发进行
【例3】常温下氢氧化亚铁与空气中的氧气及水有可能发生反应，即：
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)，已知该反应在298K时的△H== —444.3 kJ•mol—1，△S== —280.1 J•mol—1•K—1
试问该反应在常温下是否自发进行?
【解析】
根据△H—T△S=—444.3 kJ•mol—1—298K×10-3×(—280.1 kJ•mol—1•K—1)== —360.83 kJ•mol—1<0，故298K时反应可自发进行。
由于焓变和熵变的作用相反，且二者相差悬殊，焓变对反应的方向起决定性作用，故反应可自发进行。
假定温度达到2000K，则△H—T△S=—444.3 kJ•mol—1—2000K×10-3×(—280.1 kJ•mol—1•K—1)=115.9 kJ•mol—1>0，反应不能自发行。即高温下反应不能自发进行。
4.第Ⅳ象限符号为“—、+”(△S<0、△H>0)时化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行
【例4】CO(g)=C(s，石墨)+1/2O2(g)，其△H=110.5 kJ•mol—1△S== —89.36J•mol—1•K—1，试判断该反应在298K和2000K时反应是否自发进行?
【解析】
298K时，△H—T△S=110.5 kJ•mol—1—298K×10—3×(—89.36kJ•mol—1•K—1) ==137.13 kJ•mol—1>0，故298K时反应不能自发进行。
2000K时，△H—T△S=110.5 kJ•mol—1—2000K×10—3×(—89.36kJ•mol—1•K—1) ==289.22 kJ•mol—1>0，故2000K时，反应也不能自发进行。
事实上，△S<0、△H>0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—T△S>0，故化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行。
从以上四个象限的情况来看，交叉象限的情况相反相成，第Ⅰ象限(高温下反应自发进行)和第Ⅲ象限(低温下反应自发进行)相反相成，第Ⅱ象限(所有温度下均可自发进行)和第Ⅳ象限(所有温度下反应均不能自发进行)相反相成。分析化学反应的方向的热力学判据是△H—T△S<0，而这个判据是温度、压强一定的条件下反应自发进行的趋势，并不能说明反应能否实际发生，因为反应能否实际发生还涉及动力学问题。
第3课时 化学反应的限度
1.可逆反应：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应中使用“ ”。
2.化学平衡(状态)：
(1)概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
(2)特征：
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