2.1化学反应的方向（同步课件）-高二化学同步精品课堂（沪科版2020选择性必修第一册）

第一节 化学反应的方向 第二章 化学反应的方向、限度和速率 授课人： 学习目标 1．知道化学反应是有方向的，并了解自发反应的特征； 2．了解化学反应的方向与反应的焓变、熵变等的关系，掌握自发反应的判断依据及相关计算。 课程导入 为什么冰置于室温下会慢慢融化？ 自然界的一些变化是自发进行的，而且是有方向性的。 瀑布为何总是从高处落向低处？ 2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O 自发进行 Na2SO4＋2H2O→2NaOH＋H2SO4 相同条件下： 非自发进行 铁丝 铁锈 自发进行 自发反应：在给定条件下，能“自己”进行的化学反应 非自发进行 一、化学反应的方向 一、化学反应的方向 自发反应 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。 一、化学反应的方向 自发反应 木炭燃烧 钢铁生锈 有些自发反应需要一定的条件才能发生 有些自发反应的化学反应速率很小 自发过程或反应具有方向性，即过程或反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程或反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 能够自发进行的过程或反应在常温下不一定能够发生，自发性只能用于判断过程或反应的方向，不能确定过程或反应是否一定会发生和发生的速率。 总结 一、化学反应的方向 一、化学反应的方向 1. 化学反应的方向与焓变 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH = -572 kJ·mol-1 2Na(s) + Cl2(g)= 2NaCl(s) ΔH = -822 kJ·mol-1 4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g)= 4Fe(OH)3(s) ΔH = -464kJ·mol-1 下列反应都是放热反应，在一定条件下，均能自发进行： 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。 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。 碳酸钙分解是吸热反应，在常温条件下不能自发进行，但在高温下能自发进行。 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。 一、化学反应的方向 CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) 有序 混乱 墨水、气体扩散，固体的溶解 一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？ 如果没有法律的制约，世界会怎样？ 下课铃一响教室里会怎样？ 一、化学反应的方向 2. 化学反应的方向与熵变 水分子可在更大的空间内运动 冰 水 水蒸气 > 混乱程度： 冰 水 水蒸气 > 水分子的排列是很有秩序的 水分子能在液体体积范围内做无序运动 一、化学反应的方向 （1）高于 621 K：NH4Cl(s)= NH3(g) + HCl(g) （2）高于 324 K：N2O4(g) =2NO2(g) （3）常温下：Ba(OH)2·8H2O(s) + 2NH4Cl(s)= BaCl2(s) + 2NH3(g) + 10H2O(l) 下列吸热反应在指定条件下均为自发反应： 生成气体 气体生成物的分子数增多 气体的产生或增多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。 定义：衡量一个体系混乱度的物理量，符号：S。 熵 一、化学反应的方向 a.同一物质：S(高温) S(低温)；S(g) S(l) S(s) b.相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值 。c.S(混合物) S(纯净物) d.同类物质的摩尔质量越大，熵越大，如甲烷的熵 乙烷。 > > > 越大 > 小于 一、化学反应的方向 熵变：反应前后体系熵的变化，符号：ΔS。 ΔS=S(生成物)－S(反应物) 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。 2H2O(l) =2H2(g) + O2(g)　ΔS = 57 J·K-1·mol-1 ΔS＞0 CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) ΔS = 160 J·K-1·mol-1 ΔS＞0 4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) =4Fe(OH)3(s) ΔS = —278 J·K-1·mol-1 Fe2O3(s) + 2Al(s) =2Fe(s) + Al2O3(s) ΔS = —38 J·K-1·mol-1 ΔS＜0 ΔS＜0 在一定条件下均可自发进行 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。 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。 熵变是判断反应能否