第二章 第三节 化学反应的方向（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1同步导学案（人教版）

化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 第三节　化学反应的方向 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 [核心素养发展目标]　1.了解自发过程和化学反应的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比，理解熵和熵变的概念。3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应进行的方向。 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 学习任务 课时作业 巩固演练 随堂检测 素养达标 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 一、化学反应的方向与焓变的关系 1．依据下表事实分析反应进行的方向与ΔH之间的关系 学习任务　化学反应方向的判断 化学反应 ΔH 能否自发进行 H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) <0 能 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 2.自发反应与焓变的关系 大多数______反应可以自发进行，但有些______反应也能自发进行，因此，不能只根据放热或吸热来判断化学反应的方向。 吸热 放热 化学反应 ΔH 能否自发进行 Ba(OH)2 ·8H2O＋2NH4Cl=== BaCl2 ＋2NH3·H2O ＋8H2O 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) (NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) >0 能 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 二、化学反应的方向与熵变的关系 1．熵(符号为___)：用来度量体系____________的物理量。对于同一种物质，不同状态时熵值大小为S(g)___S(l)___S(s)。气体的物质的量越大，分子数越多，熵值越___。 2．依据下表事实分析反应进行的方向与ΔS之间的关系 大 S 混乱程度 ＞ ＞ > 能 < 能 化学反应 ΔS 能否自发进行 Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ___0 ___ 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) 4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)=== 4Fe(OH)3(s) ___0 ___ 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 3. 自发反应与熵变的关系 大多数______的反应可以自发进行，但有些______的反应也能自发进行，因此，不能只根据熵增或熵减来判断化学反应的方向。 熵增 熵减 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 三、自由能(ΔG)与化学反应的方向 1．利用ΔG＝ΔH－TΔS判断化学反应自发性 ①ΔG＝(ΔH－TΔS)___0，反应能自发进行； ②ΔG＝(ΔH－TΔS)＝ 0，反应处于平衡状态； ③ΔG＝(ΔH－TΔS)___0，反应不能自发进行。 2．应用局限：综合考虑焓变和熵变可以判断反应自发进行的方向，但不能确定反应是否一定发生及发生的速率。 < > 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 已知甲烷隔绝空气在不同温度下可能发生如下两个反应：①CH4(g)―→ C(s)＋2H2(g)；②2CH4(g)―→C2H2(g)＋3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据： CH4(g)―→C(s)＋2H2(g)　ΔH(298 K)＝＋74.848 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝＋80.674 J·mol－1·K－1； 2CH4(g)―→C2H2(g)＋3H2(g)　ΔH(298 K)＝＋376.426 kJ·mol－1，ΔS(298 K)＝＋220.211 J·mol－1·K－1。 已知焓变和熵变随温度变化很小。 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 问题1：判断该反应是高温自发还是低温自发？ 答案：因反应①的ΔH>0，ΔS>0，只有升高温度，才能使ΔH－TΔS<0，故该反应是高温自发。 问题2：判断此反应自发进行由焓变还是熵变决定？ 答案：该反应是一个熵增加的反应，熵增有利于反应的自发进行。 问题3：通过计算判断此反应在常温下能否自发进行。 答案：ΔH－TΔS＝74.848 kJ·mol－1－298 K×80.674×10－3 kJ·mol－1·K－1≈50.807 kJ·mol－1，该反应在常温下不能自发进行。 化学·选择性必修1 返回导航 下页 上页 问题4：求制取炭黑的允许温度范围。 答案：制取炭黑的允许温度范围，即制取炭黑的最低温度和CH4不能裂解为C2H2的最低温度。 对于反应①ΔH－TΔS<0，则T>eq \f(ΔH,ΔS)＝eq \f(74.848 kJ·mol－1,80.6