2.3. 化学反应的方向课件 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

化学组 秦文平 第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 学习目标 1、了解自发过程和化学反应的自发性，能结合宏观的事实认识自发过程与自发反应。 2、通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。 3、初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向。能认识到焓判据和熵判据的局限，能用复合判据分析和解决化学问题。 新课导入 什么是自发过程？ 水向低处流 花香四溢 墨水在水中扩散 自然界中的自发过程体现了自然界的变化具有一定的方向性！ 知识回顾 在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程。 一、自发过程与自发反应 1、自发过程： （1）特点： （2）实例： ②有序 → 无序（无序体系更加稳定）。 ①高能 → 低能（对外做功或释放热量） 高山流水，自由落体，冰雪融化。 新知探究 2、自发反应： （1）在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应。 变化过程涉及的温度、压强、点燃、使用催化剂等基本条件。 （2）特点： 具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 一、自发过程与自发反应 新知探究 【思考】在一定的温度、压强条件下，一个化学反应会朝着什么方向自发进行？ 实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。 ① C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H=-2217.5kJ/mol ② 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=-882kJ/mol ③ C(s)+ O2(g)=CO2 (g) △H =-393.5kJ/mol ④ H2 (g) +F2(g) = 2HF(g) △H =-546.6kJ/mol 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定。△H < 0 有利于反应自发进行 二、焓判据 新知探究 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？ 2NH4Cl(s) +Ba(OH)2.8H2O (s)= BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) △H＞0 该反应是吸热反应，但在常温下能自发进行 结论： 反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一， 但不是唯一的因素。 新知探究 ①NH4NO3(s) = NH4+ (aq) ＋NO3- (aq) ② CaCO3(s) =CaO (s) +CO2 (g) ③N2O4(g)=2NO2(g) ④CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) ⑤Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) = BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)　 【思考】下列过程均为吸热过程，且在一定条件下都能自发进行，请分析其共同特点，找出原因。 不自由变自由(有序变无序) 固体变气体 气体少变成气体多 固体变液体 固体变液体和气体 除热效应（焓变）外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 混乱度，且大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。 新知探究 同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g) ＞ S(l)＞ S(s)。 描述体系混乱程度的物理量，一般用 S 表示。 三、熵判据 1、熵的定义 2、熵的大小 3、熵判据 体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS＞0，反应有自发的倾向。 但有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应，故熵变只是影响反应方向的一种因素。 熵值越大，体系的混乱度越大。 新知探究 四、复合判据（自由能ΔG） 1、定义: 在等温、等压条件下的封闭体系中，自由能的变化ΔG = ΔH﹣TΔS。(单位为kJ/mol) 2、判断标准： （1）当ΔG <0时，反应能自发进行； （2）当ΔG =0时，反应处于平衡状态； （3）当ΔG >0时，反应不能自发进行。 △S △H ∆H<0 ∆S<0 所有温度下 反应不能自发进行 ∆H>0 ∆S>0 高温下 反应自发进行 ∆H<0 ∆S>0 所有温度下 反应自发进行 ∆H<0 ∆S<0 低温下 反应自发进行 新知探究 【例1】判断下列4个反应能否自发进行，如能，需要在什么条件下？ 任何温度下都能自发进行 任何温度下都不能自发进行 低温下能自发进行 高温下能自发进行 课堂小结 一、自发过程与自发反应 二、焓判据 三、熵判据 四、复合判据 情况 焓