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

第三节：化学反应进行的方向 如果还没发生，就需要依据科学依据，判断是否能够发生？ 以及在什么条件下发生？ 化学反应限度 化学反应速率 动力学 热力学 反应已经发生 反应还未发生 化学反应方向 热力学 高处 低处 自发 非自发 高温物体 低温物体 自发 非自发 高电势 低电势 自发 非自发 体系的能量 有降低的趋势 从能量上看，以上三个实例有什么共同点？ 任务 1 解释自发过程与自发反应的含义 自发反应：在一定条件下，不需外界帮助就能自动进行的化学反应。 自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。 一定条件指的是？ 外界帮助指的是？ 外界帮助包括升温、加压等 而“点燃”不属于 外界 帮助 对体系做有用功 水的电解 2H2+O2===2H2O 自发 非自发 在一定条件下，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的。 “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。 氢氧燃料电池 任务 2 基于能量视角，归纳自发反应的特点 H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l) Zn(s) + CuSO4(aq)=ZnSO4(aq) + Cu(s) 2Fe(s) + O2(g)=Fe2O3 (s) ΔH =-824 kJ/mol ΔH =-285.8 kJ/mol ΔH = -216.8kJ/mol HCl(aq) + NaOH(aq)=NaCl(aq) + H2O(l) ΔH =-57.3 kJ/mol Na(s) + H2O(l) =NaOH(aq) +1/2H2 (g) ΔH =-184 kJ/mol 体系的能量 有降低的趋势 自发反应 有利于 能自发的化学反应，只能是放热反应吗？ 一定可以发生 焓判据 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH = +109.8kJ/mol (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH = +74.9kJ/mol NaHCO3(s)+ HCl(aq)= NaCl (aq)+ H2O (l)+ CO2(g) ΔH = +34.1kJ/mol Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) ΔH ＞0 (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH ＞0 自发反应也有可能是吸热反应 只根据焓判据来判断反应进行的方向，是不全面的 有序 无序 任务 2 认识熵及熵变 1850年, 克劳修斯提出用熵用来衡量体系 混乱(无序)程度的物理量，用S表示。 体系越混乱（无序），熵值越大， 单位是J·mol-1·K-1。 ΔS=S(产物)－S(反应物) ΔS＞0，熵增反应 ΔS＜0，熵减反应 ①同一物质在不同状态下熵值不同， 一般规律是 S(g)>S(l)>S(s) ②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 孤立/绝热体系 熵值增大 自发反应 有利于 熵判据 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) NaHCO3(s)+ HCl(aq)= NaCl (aq)+ H2O (l)+ CO2(g) Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) 能自发进行的反应，ΔS 都大于 0 吗？ 4Na(s) + O2(g)=2Na2O(s) ΔS =-259.86J·mol-1·K-1 ΔH =-828.44 kJ·mol-1 焓判据 ΔH<0 熵判据 ΔS<0 自发反应 有利于 不利于 矛盾 主要方面 次要方面 综合考虑体系的焓变与熵变 任务 3 认识自发反应的综合判据 1876年，吉布斯（美）提出自由能变化 ΔG，并认为化学反应总是向着自由能减小（ ΔG < 0）的方向进行，直至达到平衡。 ΔG = ΔH-T ΔS ΔG = ΔH—TΔS < 0 反应能自发进行 ΔG=ΔH—TΔS = 0 反应达到平衡状态 ΔG=ΔH—TΔS > 0 反应不能自发进行 ΔG的正负除