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

追寻科学的脚步 ——化学反应的方向 选择性必修第一册 第二章第三节 根据所学内容，思考：假如你是一名化工厂工程师，需要把一个化学反应投入生产，针对化学反应而言，你需要考虑哪些问题？ 生产的效率问题 产率问题 反应进行的方向 化学反应的速率 化学平衡(限度) 生产的可行性问题 水往低处流 物质溶解 或 溶液扩散 火柴散落 自发过程：在一定条件下，不需要借助外力就能自动进行的过程， 其逆过程就是非自发过程。 课堂活动 钠和水反应 铁生锈 锌和酸反应 自发反应：在给定的条件下，一个反应可以自发进行到显著程度的化 学反应，其逆反应就是非自发反应。 反应是否自发判断依据：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力（如加热等）。 化学反应有是方向性的 某反应是否自发：只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢无关。 下列变化过程哪些是自发的，哪些是非自发的？ ①自然界中水总是从高处往低处流； ②钠与水反应生成H2； ③室温下水结成冰； ④电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； ⑤氢气在氧气中燃烧生成水； ⑥锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等； ⑦水通电分解成氢气和氧气。 课堂练习 自发：①②④⑤⑥ 自发反应：②⑤⑥ 知识点一 5 ②钠与水反应生成H2 Na(s)+H2O(l)=NaOH(aq)+1/2H2(g) △H=－184kJ/mol ⑤锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等； Zn (s)+CuSO4 (aq) = Cu(s)+ZnSO4 (aq) △H=－216.8 kJ/mol ⑥氢气在氧气中燃烧生成水； H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol 放热反应 △H<0 思考交流 从能量变化的角度找找它们的共同之处。 体系总是趋向于从高能状态转变为低能状态，即△H<0 能量越低越稳定 课堂活动 任何一种无外部能量干扰的纯化学变化，总是向着产生能释放最大热量的物质或物系的方向进行。 ——贝特罗“最大功原理” 焓判据 △H<0，反应可自发进行 课堂活动 实验探究 小组合作进行实验,观察并记录实验现象，思考并交流 实验一 实验二 实验步骤 向事先准备好，装有Mg条的试管中滴入1mL左右的稀盐酸溶液，用手感受试管的温度变化 1. 将塑料袋左右两边装有白色固体的夹子给取掉。 2. 将两部分固体进行混合，并开始揉搓。 3. 观察现象 实验一 实验二 实验内容 Mg与稀HCl反应 Ba(OH)2.8H2O和NH4Cl反应 实验现象 思考并交流 该反应为放热反应,能自发进行 该反应为吸热反应,能自发进行。 有气体产生，试管壁变热 塑料袋触感冰凉 焓判据是不全面的 △H<0不是判断反应自发的唯一标志； 但△H<0有利于化学反应的自发进行；大多数放热反应是自发反应。 反思归纳 为了研究热机效率，建立了热力学第二定理 克劳修斯提出“熵”的概念 在孤立系统中发生的自发过程，熵必定是朝着熵增加的方向进行的。 ——熵增原理 霍斯特曼将“熵”的概念引入化学 什么是熵？ 熵（S）——体系混乱度 熵越大，体系的混乱度越大，体系越无序； 熵越小，体系的混乱度越小，体系越有序。 1.对同一物质来说， S（g）> S （l）>S（s） 2.在化学反应中产生气体或气体化学计量数增大，熵变通常都是正值(△S>0)，为熵增反应。 （反应熵变）△S=S(生成物的总熵值) - S(反应物的总熵值) 有序状态 无序状态 △S>0 熵判据 熵值增大的反应（即△S>0）能够自发进行 思考下列反应均为自发反应，其熵值的变化是怎样的？ （1）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ （2）Fe(OH)2+O2+H2O=Fe(OH)3↓ （3）Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ （4）Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3 课堂练习 △S>0 △S<0 △S>0 △S<0 熵判据也是不全面的， △S>0也不能作为判断反应自发的唯一标志， 但△S>0有利于化学反应的自发进行。 反思归纳 自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变又都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。怎么办？ 大量事实告诉我们，综合考虑焓变和熵变可以判断反应自发进行的方向。 吉布斯确立了定量描述焓变和熵变在判断反应的自发性过程中的地位。自由能的出现，完美地从定量角度揭示了变化过程中焓变与熵变之间的协