第二章 第三节 化学反应的方向 课件 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 假设你是一名化工厂工程师，需要把一个化学反应投入生产，针对化学反应而言，你需要考虑哪些问题？ 生产的可行性问题 生产的效率问题 产率问题 ------反应进行的方向 ------化学反应的速率 ------化学平衡(限度) 学习目标 1、知道化学反应是有方向的。 2、知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 3、能判断熵的变化（熵增或熵减） 4、能判断简单反应能否自发进行。 飞流直下：不借助外力 排水： 借助水泵，持续消耗电能 高处 低处 自发 非自发 情景引入 初步认识 自发过程： 一定的条件下，不需要其它外力作用就能自动进行的过程称为自发过程。 花香四溢 冰雪融化 墨水扩散 自发反应： 在给定条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应称为自发反应。 初步认识 钢铁生锈 金属置换 燃料燃烧 任务一 化学反应方向与焓变的关系 I：小组讨论分析下列反应在一定条件下能否自发进行？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5kJ·mol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1 2H2O(l) = 2H2(g) +O2(g) △H = +484 kJ·mol-1 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1 H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1 Cu(s) + H2SO4(aq) = CuSO4(aq) + H2(g) △H = +1341 kJ·mol-11 √ √ × √ √ × II：分析上述能够自发进行的化学反应，它们的共同特征是什么？为什么能够自发进行呢？你能够得出什么结论？ 共同特点： 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定 △H < 0 即放热反应 发生原因： 结论： 放热反应(△H < 0),是有利于反应自发进行的条件 [思考]: 所有自发进行的化学反应都是放热吗？ 小试牛刀 已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是（ ） A．2Na(s) + Cl2(g) ==2NaCl(s) △H < 0 B．C3H8(g) + 5O2(g) == 3CO2 (g) + 4H2O(1) △H < 0 C．2NH4Cl(s) + Ca(OH)2 (s) == 2CaCl2 (s) + NH3(g) + 2H2O(1) △H＞0 D．2Mg(s) + O2(g) == 2MgO(s) △H<0 C 思考：什么因素驱动了吸热反应的自发进行？ 自然界中，变化过程有从有序转变为无序的倾向 衡量体系混乱程度的物理量。 体系的混乱程度越大(无序)，熵越大。 (混乱度) 任务二 化学反应方向与熵变的关系 I.同一物质固、液、气态，哪状态的熵最大？ II.体系熵变与生成气体量有何关系？ 同一物质：S(g)>S(l)>S(s) 化学反应中，固态物质或液态物质生成气态物质，体系的混乱度增大；从较少的气态物质生成较多的气态物质，体系的混乱度也增大。 ①2N2O5 (g)=4NO2(g)+O2(g) ∆H= +56.7kJ/mol ②(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) ∆H=+74.9kJ/mol △S＞0 △S＞0 III.请分析讨论下列吸热反应能够自发进行的原因。你能够得出什么结论？ 熵增反应(△S>0 )具有自发进行的倾向 　　　 结论： [思考]: 所有自发进行的化学反应都是熵增的？ 熵增加(ΔS＞0)有利于化学反应的自发进行，但不全面。 都可自发进行 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △S<0 NH3(g)+HCl(g)= NH4Cl(s) △S<0 小试牛刀 “熵”表示体系的混乱度，它的符号是“S”。下列变化中，ΔS<0的是(　　) A．3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g) B．2NO2(g)===N2O4(l) C．2IBr(l)===I2(s)＋Br2(g) D．(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g) B 任务三 判断化学反应方向的复合判据 I.阅读下列资料，总结化学反应进行的方向和哪些因素有关？ [资料]自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变又都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。要判断反应自发进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 吉布斯确立了定量描述焓