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

化学反应的方向 科学史话---金属钾的制备 请同学们回忆金属钠、镁、铝的制备，并思考金属钾的制备方法。 戴维在发现钾的实验中，用的是电解法，但是钾的实际生产不是通过电解反应来实现的，原因有两点： ①阴极得到的钾会溶解在熔融的氯化钾中。 ②钾浮在电解质上面，与氧气接触，会发生剧烈反应，甚至会爆炸。 金属K的制备方案 Na(l) + KCl(l) === NaCl(l) + K(g) 高温 ？ 任务1：生活体验---感知化学反应与能量的变化 请列举自然界中的自发过程，并从能量角度分析这些自发过程有什么共同特点？ 重力势能降低 内能降低 【问题引导】 1.从能量角度分析为什么有些放热反应常温下能自发进行？ 2.为什么有些放热反应需要点燃或加热？此类反应的进行最初需要克服的“壁垒”是什么？ 任务1：生活体验---感知化学反应与能量的变化 E 反应历程 反应物的能量总和 生成物的能量总和 △H C + O2 === CO2 2H2 + O2 === 2H2O Fe + S === FeS 点燃 点燃 加热 Ea Ea< △H 【问题引导】 3.为什么有些放热反应需要持续加热？ 任务1：生活体验---感知化学反应与能量的变化 E 反应历程 反应物的能量总和 生成物的能量总和 △H Cu + 2H2SO4 === CuSO4 + SO2↑ + 2H2O 加热 △H Ea Ea > △H 反应过程中放出的热量，不足以产生维持反应持续进行所需的推动力 — 环境提供能量 【问题引导】 4.为什么有些吸热反应也能够发生？ 任务1：生活体验---感知化学反应与能量的变化 E 反应历程 反应物的能量总和 生成物的能量总和 △H △H Ea 当环境提供能量时，吸热反应也能发生。 C + CO2 === 2CO 高温 CaCO3 === CaO + CO2 高温 C+ H2O === CO + H2 高温 任务1：生活体验---感知化学反应与能量的变化 反应条件与反应过程中的能量变化的关系 反应历程 E 反应物的能量总和 生成物的能量总和 反应历程 E 反应物的能量总和 生成物的能量总和 常温下可自发进行的反应 需要加热或点燃才能自发进行的反应 任务1：生活体验---感知化学反应与能量的变化 反应条件与反应过程中的能量变化的关系 反应历程 E 反应物的能 量总和 生成物的能量总和 反应历程 E 反应物的能量总和 生成物的能量总和 需要持续加热才能发生的放热反应 在持续加热条件下发生的吸热反应 问题5.吸热反应在常温下不能自发进行吗？ （以碳酸氢钠与柠檬酸的反应为例） 任务1：生活体验---感知化学反应与能量的变化 问题5.吸热反应在常温下不能自发进行吗？ （碳酸氢钠与柠檬酸的反应为例） 任务1：生活体验---感知化学反应与能量的变化 反应历程 E 反应历程 E ① ② ② Na2CO3 NaHCO3 ③ ③ ① CO32- + H+ == HCO3-△H < 0 ② HCO3- + H+ == H2CO3△H < 0 ③ H2CO3 == H2O + CO2(g)△H > 0 放热反应 吸热反应 问题6：碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应，为什么常温下也能自发进行？ 体系有自发向混乱度增加(即熵增)的方向变化的倾向，这是自然界的普遍规律。 新的物理量 — 熵 描述体系混乱度的物理量，符号：S 单位：J·mol-1·K-1 物质熵值的特点： 1.与物质的状态有关: 2.与物质的分子结构有关: S(冰)< S(水)<< S(水蒸气) S(CH4) < S(C2H6) < S(C3H8) < S(C4H10) S(H2O) < S(H2O2) 任务2：探究之旅---理解化学反应与熵值的变化 问题6：碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应，为什么常温下也能自发进行？ 从反应的整体过程看，反应是吸热的，但是熵值是增大的，这是反应得以自发进行的主要原因 反应历程 E ② NaHCO3 ③ 吸热反应 任务2：探究之旅---理解化学反应与熵值的变化 任务2：探究之旅---理解化学反应与熵值的变化 热冰实验 高温 【学以致用】为什么金属钠能还原金属钾？