2.2.1化学反应的方向-【备好课】2023-2024学年高二化学同步课件（苏教版2019选择性必修1）

2.2.1化学反应的方向 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。 自然界的一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。 自然界变化的方向性 与自然界中的许多变化一样，化学反应具有方向性 3 自发反应指的是在一定温度、压强下,不需借助外力就能自动进行的反应。 ①具有方向性，即许多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。 定义： 知识点一 · 自发反应 特征： 外力指的是除了温度、压强之外的如通电、光照、电磁波等条件。 锌与硫酸铜 铜与硝酸银 1.下列不属于自发进行的变化是(　 　) A.红墨水加到清水中使整杯水变红 B.冰在室温下融化成水 C.水电解生成氢气和氧气 D.铁器在潮湿的空气中生锈 练一练 C 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？ 总结规律 观察思考 1. C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH =－2217.5 kJ·mol－1 2. 2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH =－822 kJ·mol－1 3. 4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH =－1648.4 kJ·mol－1 4. H2(g)＋F2(g)=2HF(g) ΔH =－546.6 kJ·mol－1 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。 知识点二 · 焓判据 能量越低越稳定，是不是只有放热反应才能自发反应 6 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。 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。 知识点二 · 焓判据 观察思考 知识点三 · 熵判据 分析下列过程能自发进行的可能原因： 1. 硝酸铵的溶解 NH4NO3(s)=NH4+(aq)＋NO3－(aq) 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 硝酸铵溶解前，晶体中硝酸根离子与铵根离子规则排列 观察思考 知识点三 · 熵判据 分析下列过程能自发进行的可能原因： 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) 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。 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。 ①对于同一物质：S（g）＞S（l）＞S（s) 衡量一个体系混乱度的物理量，符号：S。 知识点三 · 熵判据 影响因素： 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。 定义： 1.熵 ②常见的增熵过程：固态→液态→气态 2.试判断下列反应的熵变大小 练一练 n气减小，ΔS＜0 ①2CO+O2=2CO ②N2+3H2⇄2NH3 正反应，ΔS＜0 逆反应，ΔS＞0 ΔS<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。 熵变是判断反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。 ΔS>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。 知识点二 · 熵判据 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 总结归纳 1.焓变是判断反应能否自发进行的一个因素，ΔH＜0体系的能量减小，有利于反应自发进行，但不是唯一因素。 2.熵变是判断反应能否自发进行的一个因素，ΔS＞0体系的混乱度增大，有利于反应自发进行，但不是唯一因素。 3.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。 制作错题集/作业本单独分析 13 知识点四 · 复合判据ΔG 1.吉布斯自由能 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=ΔH-TΔS ＜0 一定能自发进行 =0 达到平衡状态 ＞0 一定不能自发进行 知识点四 · 复合判据ΔG 1.吉布斯自由能 ΔH ΔS ΔG 反应的自发性 ＜0 ＞0 ＞0 ＜0 ＜0 ＜0 ＞0 ＞0 ΔG=ΔH-TΔS ＜0 一定能自发进行 ＞0 一定不能自发进行