2.3 化学反应进行的方向 课件 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应进行的方向 日月盈昃，辰宿列张。 寒来暑往，秋收冬藏。 春 夏 秋 冬 方向 在一定条件下，事物的发展都有方向性。 在事情发生前，预判发展方向。 臣夜观天象， 掐指一算，今日 无风，不宜战事 科学预判 一个化学反应在给定的条件下（通常指温度和压强）能否自发进行？以及在什么条件下有可能按照我们预期的方向发生？有哪些判据？ 高处 低处 自发 非自发 飞流直下：不借助外力 抽水上山：借助水泵，持续消耗电能 一、自发过程与非自发过程 过程1： 水的流动 过程2： 100℃的沸水 一段时间后 ＝室温的凉水 高温物体 低温物体 自发 热量传递 非自发 热量传递给周围空气 最终 ＜ 100℃的温水 沸水可以自发变凉，但凉水不可能自发变成沸水的。 一、自发过程与非自发过程 2H2+O2===2H2O 氢气的燃烧 水的电解 ①在一定条件下，如果一个过程是自发的，其逆过程通常是非自发的 自发 非自发 过程3： 氢气燃烧 一、自发过程与非自发过程 水从高处到低处可以用来发电 氢氧燃料电池 水有“自发”向低处流的趋势，被拦截，没有实际发生，但有发生的趋势。 一、自发过程与非自发过程 小结：①在一定条件下，如果一个过程是自发的，其逆过程通常是非自发的。 ②自发过程可以对外界做功 ③“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，更不能确定发生的速率。 “非自发”也不代表不能发生。 ④“自发”是一定条件下的自发，条件改变，可能由原来的“自发”变成“非自发” 【探究发现】 下列反应在一定条件下都能自发进行，这些反应的共同点是什么？ 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定； 放热反应（△H < 0）有利于反应自发进行，这一经验规律就是焓判据。 二、化学反应进行的方向 1、能量判据（焓判据） 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 △H＜0 体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即△H ﹤0） 能量判据（焓判据） 思考：所有的燃烧都是放热反应，但需要点燃，有人觉得这是非自发的，你怎么看？ 【析】燃烧反应存在“障碍”——（能垒）活化能，“点燃”的目的是克服反应的活化能，“启动”反应。因为反应放出的热量∣△H∣＞Ea，放出的热量足以克服后续反应的活化能，因此在反应引发后，不用持续加热，也能自发进行下去。 自然之法如此神奇，正是很多燃烧反应会遇到“活化能”的壁垒，才使得富含有机物的生命体在富含氧气的大气中没有“自燃”。 【探究发现】 思考：为什么有些放热反应需要持续加热呢？如 H2(g)+CuO(s)===Cu(s)+H2O(l) △H= —128.5KJ/mol 【析】因为此反应所需活化能很大，而反应放出的热量太少，即∣△H∣＜Ea。使得放出的热量难以克服后续反应的活化能，因此在反应发生后，需要从环境中不断吸收热量，才能够自发进行下去。 在19世纪，一些化学家认为，决定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，而吸热反应不能自发进行。你同意这种观点吗？ 【探究发现】 结论：△H < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < 0 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) 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。 △H ﹥ 0 下列反应也可自发进行，是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？ △H ﹥ 0 △H ﹥ 0 【探究发现】 二、化学反应进行的方向 2、熵判据 （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。 有序 混乱 熵增了 自发 品红在水中的扩散 冰块融化 若把3班同学全部加进来，则熵 。 更大 更混乱——熵增 更混乱——熵增 规律：① 同一物质：S(g) ＞ S(l) ＞S(s) ②固体的溶解、气体的扩散过程等都是混乱度增加的过程。 ③在化学反应中，气态物质的系数增大，则熵增大。反之，则熵减小 二、化学反应进行的方向 2、熵判据 △S=S(产物)－S(反应物) △S＞0，熵增反应 △S＜0，熵减反应 熵变 ——熵增原理 在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，自发过程将导致熵增加