张云书

[摘   要]文章从问题的提出、平面坐标系的应用、学生的认知发展、例题解析四个方面，就如何基于平面坐标系记忆化学反应自发性的判据规律进行阐述，为提高抽象难懂的重难点知识的教学效率提供了方法借鉴。

[关键词]平面坐标系; 记忆;化学反应自发性;判据规律

[中图分类号]    G633.8        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）17-0058-03

一、问题的提出

由自由能[ΔG=ΔH-TΔS]可知，恒温恒压下，一个化学反应的自发性可从两个方面进行判断：一是由[ΔG]的大小直接判断。若[ΔG>0]，反应不能自发进行;若[ΔG]<0，反应能自发进行。二是由[ΔH]、[ΔS]的数值进行判断[1]。当[ΔH<0]，[ΔS>0]时，反应能自发进行;当[ΔH>0]，[ΔS<0]时，反应不能自发进行;当[ΔH>0]，[ΔS>0]或[ΔH<0]，[ΔS<0]时，反应是否能自发进行与温度有关，一般低温时以焓變的影响为主，高温时，以熵变的影响为主，而温度影响的大小要视[ΔH]、[ΔS]的具体数值而定。用[ΔG]的大小作为判据，因规律简单，容易记忆。用[ΔH]、[ΔS]的数值作为判据，结合自由能[ΔG]的大小，也还能理解。若依据[ΔH]、[ΔS]的数值变化来判断，就要考虑温度的影响，这对学生而言，难度较大。

二、基于平面坐标系归纳化学反应的自发性

平面坐标系中，横坐标为[ΔH]的值：原点左边，[ΔH<0];原点右边，[ΔH>0];从左到右，[ΔH]的值逐渐增大。纵坐标为[ΔS]的值：原点下方，[ΔS<0];原点上方，[ΔS>0];从下到上，[ΔS]的值逐渐增大。结合坐标系的象限和反应自发性关系，将平面分为A区和B区，A区——反应自发进行区，B区——反应非自发进行区（如图1）。

依据[ΔH]、[ΔS]、[T]值的变化，又将A、B区分为A1、A2、A3，B1、B3、B4（下标1、2、3、4分别表示该区域位于坐标系中的第一、二、三、四象限）等6个区域。每个区域分别代表[ΔH]、[ΔS]、T的变化引起[ΔG]的变化的6种类型。（详见表1）

为使表格内容清晰、简洁，便于理解，表格中的“+”表示大于0，“-”表示小于0。其中，第一象限中的A1与B1的分界线偏向[ΔS]上方，暗指高温时，反应的自发性以熵变的影响为主;第三象限中的A3与B3的分界线偏向[ΔH]的左边，暗指低温时，反应的自发性以焓变的影响为主。

A区——反应自发进行区。包括第一、三象限的局部和第二象限：A1区，[ΔH]为“+”、[ΔS]为“+”，即值均大于0，暗喻“高”;T为“高温”，可简记为“高、高、高温自发”。A2区……