2.2.1化学反应的方向与限度（第1课时 化学反应的方向）（课件+教案）-2022-2023学年高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修1）

2.2.1化学反应的方向与限度 （第1课时 ） 一、核心素养发展目标 1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.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 二、教学重难点 重点：1.熵变与焓变对化学反应方向的影响； 2.自发反应的判断。 难点：自发反应的判断。 三、教学方法 探究法、总结归纳法、分组讨论法等 四、教学过程 【导入】为什么冰置于室温下会慢慢融化？美丽的瀑布为何总是从高处落向低处？ 【展示】相关图片 【讲解】自然界的一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。 自发过程 自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如：水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。 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。 【展示】水沸腾、水电解的图片 【讲解】非自发过程 在一定条件下，需要持续借助外力才能进行的过程。 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。 【讲解】与自然界中的许多变化一样，化学反应具有方向性。 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。 【问】下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的可能原因吗？ 【生】独立完成，小组讨论 【讲解】在恒压下，有些自发进行的化学反应是放热的（ΔH＜0）。放热反应过程中体系能量降低。 【展示】氢氧化钡和氯化铵晶体的反应视频 【问】该反应能自发进行的可能原因是什么？ 【讲解】氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应是一个吸热反应，该反应在常温下就能自发进行。 考察化学反应能否自发进行，不能直接用放热（ΔH＜0）或吸热（ΔH＞0）作为判断依据。 焓变是判断反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。 【问】分析下列过程能自发进行的可能原因： 1. 硝酸铵的溶解 【生】硝酸铵溶解前，晶体中硝酸根离子与铵根离子规则排列； 溶于水后形成水合离子，无序地分散在溶液中，即体系的混乱度增大。 【问】2、2. 碳酸钙的分解 CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) 3. 氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应 2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)＋BaCl2(s)＋10H2O(l) 【生】碳酸钙分解成二氧化碳气体， 氯化铵晶体与氢氧化钡晶体反应生成氨气，气体的产生会导致体系的混乱度增大。 【讲解】研究表明，一些自发进行的化学反应有趋于体系混乱度增大的倾向。 熵 ①熵是衡量一个体系混乱度的物理量。符号：S。 ②影响熵值的因素：构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度越大，熵越大。 熵变：反应前后体系熵的变化，符号：ΔS。 如果发生变化后体系的混乱度增大，那么该过程的ΔS＞0；反之，ΔS＜0。 【强化巩固】判断下列过程的熵变大于零，还是小于零。 【生】独立完成。 【讲解】熵变与化学反应进行方向的关系 ①ΔS>0体系的混乱度增大，有利于反应自发进行，但自发反应不一定ΔS>0。 ②ΔS<0体系的混乱度减小，不利于反应自发进行，但有些ΔS<0的化学反应也能自发进行。如：氢气在氧气中点燃生成水、氨气与氯化氢反应生成氯化铵固体等 ③熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。 【展示】干冰升华、镁条燃烧、钾入水、生成氯化银的图片 【生】完成四歌变化过程的能否自发、焓变、熵变。 【讲解】体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行，焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向。 1876年，吉布斯提出自由能变化ΔG，并认为化学反应总是向着自由能减小（ΔG＜0）的方向进行，直至达到平衡。 在等温、等压条件的封闭体系中， ΔG=ΔH-TΔS T为热力学温度，为正值 ΔG＜0一定能自发进行 ΔG=0达到平衡状态 ΔG＞0一定不能自发进行 规律总结 ΔH ΔS 反应的自发性 ＜0 ＞0 ΔH－TΔS＜0，一定能自发进行 ＞0 ＜0 ΔH－TΔS＞0，一定不能自发进行 ＜0 ＜0 在较低温度下能自发进行 ＞0 ＞0 在较高温度下能自发进行 【强化巩固】 某反应2AB(g)C(g)＋3D(g)在高温时能正向自发进行，其逆反应在低温时能正向自发