2.1化学反应的方向 课件 2022-2023学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

化学反应的方向、限度与速率 第2章 第2章 第1节 化学反应的方向 核心素养发展目标 1. 证据推理与模型认知：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模型。 2. 科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 常见的自发过程 问题•引入 在等温、等压条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程为自发过程。 汽车尾气中主要污染物是NO和CO，它们是现代城市中的重要大气污染物。 为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气的想法。 2NO(g) + 2CO(g) === N2(g) +2CO2(g) 你能否判断这一方案是否可行？ 理论依据是什么？ 联想•质疑 一. 反应焓变与反应方向 观察以下能自发进行的热化学方程式，体会并总结这些自发反应的共同点是什么? 2H2O2(aq) === O2(g)+2H2O(l) ΔH =－189.3 kJ·mol-1 2Na(s)+Cl2(g)=== 2NaCl(s) ΔH =－822 kJ·mol-1 H2(g)+F2(g) === 2HF(g) ΔH =－546.6 kJ·mol-1 19世纪，一些化学家曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？请举例说明。 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq) === CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH = +37.30 kJ·mol-1 (例：2N2O5(g) === 4NO2(g)+O2 (g) ；(NH4) 2CO3(s) === NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH > 0) 一. 反应焓变与反应方向 有不少吸热反应也能自发进行。 有一些焓变不大的吸热反应，在室温下不能自发进行，但是在高温条件下其焓变并没有显著减小，但反应却能自发进行。 CaCO3(s) === CaO(s)+CO2 (g) ΔH(298 K) = +178.2 kJ·mol-1 ΔH(1200 K) = +176.5 kJ·mol-1 一. 反应焓变与反应方向 结论： ΔH < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要ΔH < 0 焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 归纳总结 二. 反应熵变与反应方向 固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠和蔗糖都能溶于水，是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？ 硝酸铵的溶解 氢氧化钠的溶解 蔗糖的溶解 氯化钠的溶解 ΔH > 0 ΔH < 0 焓变微乎其微 是热效应吗？ 显然决定因素不是热效应 二. 反应熵变与反应方向 固体溶解过程的一个共同点是固体中整齐排列的离子或分子进入溶剂，溶质的离子或分子由有序变为无序，形成均匀溶液。这一过程中体系的有序程度降低，无序程度增大。 归纳总结 二. 反应熵变与反应方向 用什么物理量来描述体系的无序程度？ 有 序 混 乱 二. 反应熵变与反应方向 1. 熵：用来度量体系混乱程度的物理量。 2. 符号：S 单位：J·mol-1·K-1 3. 体系混乱度越大，熵值越大。 纯物质的熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。例如，同一条件下，不同物质的熵不同；同一物质，S(g)>S(l)>S(s)。 二. 反应熵变与反应方向 4. 熵变(ΔS)和熵增原理 常见熵 ΔS >0 增加的物理过程 固体的溶解 水的汽化 墨水在水中的扩散 气体的扩散 化学反应存在着熵变（ΔS） ΔS = 反应产物的总熵－反应物的总熵 对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。 ΔS > 0 反应体系混乱度增大 ΔS < 0 反应体系混乱度减小 二. 反应熵变与反应方向 思考：下述过程的方向性，体会熵变与反应的自发性有何关系? 2H2O2(aq) === 2H2O(l)+O2(g) ΔS = +57.2 J·mol-1·K-1 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq) === CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔS = +184.0 J·mol-1·K-1 熵增加的反应，在常温、常压下可以自发进行 CaCO3(s) === CaO(s)+CO2(g) ΔS = +169.6 J·mol-1·K-1 C(s,石墨)+H2O(g) === CO