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

2.3　化学反应的方向 化学 必修第一册 人民教育出版社 化学 必修第二册 人民教育出版社 学习目标 01 知道化学反应是有方向的 01 01 知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关 能判断简单反应能否自发进行 爆炸 【化学反应原理】 化学反应原理 化学反应的方向 化学反应的快慢 化学反应的限度 ——？ ——化学反应速率 ——化学平衡 化学反应的速率 【自然界中的自发现象】 水总是自发地从高处流向低处 水从低处流向高处是不能自发进行的 借助水泵， 持续消耗电能 化学反应的速率 一.自发过程与自发反应 1.自发过程： 在温度和压强一定条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。 特点 ①能量角度： ②混乱度角度： 体系趋向于从高能状态转变为低能状态。 （这时体系会对外部做功或释放能量） 在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向。 2.自发反应： 在一定条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应称为自发反应。 【注】 ①自发反应具有方向性。 即在一定条件下反应的某个方向是自发进行的，其逆方向在相同条件下一定不能自发进行。 ②自发反应是指该反应过程有自发进行的倾向。 但不一定能够实际发生，发生时速率也不一定大，非自发反应在一定条件下也可能发生。 eg.煤的燃烧是自发反应，但在常温下不能自发进行。 化学反应的速率 I：小组讨论分析下列反应在一定条件下能否自发进行？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5kJ·mol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1 2H2O(l) = 2H2(g) +O2(g) △H = +484 kJ·mol-1 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1 H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1 Cu(s) + H2SO4(aq) = CuSO4(aq) + H2(g) △H = +1341 kJ·mol-11 √ √ × √ √ × 共同特点 发生原因 结论 ∆H<0，放热反应 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定 放热反应（∆H<0），是有利于反应自发进行的条件 所有自发进行的化学反应都是放热吗？ 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一的因素 二、焓变与反应方向 室温下能自发进行的吸热反应 2NH4Cl(s) + Ca(OH)2(s)=2CaCl2(s) + NH3(g) + 2H2O(l) 较高温度下能自发进行的吸热反应 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 焓变对化学反应方向的影响（焓判据） ①放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定， ∴焓减有利于反应自发进行，但自发反应不一定焓减。 ②反应的焓变是制约化学反应能否自发的因素之一，但不是决定反应能否自发的唯一因素。 化学反应的速率 这些过程都是自发地从混乱度小（有序）向混乱度大（无序）的方向进行。 气体的自发扩散过程 硝酸铵溶于水的过程可以自发进行 化学反应的速率 （1）熵 ①定义： ②单位： ③大小： ④影响因素： 体系混乱度，用“S”表示。 a.同一条件下，不同的物质有不同的熵值。 b.同一物质在不同状态下熵值也不同，一般S(g)>S(l)>S(s)。 c.相同状态、同一物质，物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 J/(mol·K) 体系混乱度越大，熵值越大； 体系混乱度越小，熵值越小。 三、熵变与反应方向（熵判据） 化学反应的速率 （2）熵变ΔS ΔS = S(产物) – S(反应物) 体系趋向于从有序状态转变为无序状态。 即：熵增。 ①ΔS>0（熵增反应）： 大多数熵增反应可自发进行。 eg.Zn(s) + H2SO4(aq) = ZnSO4(aq) + H2(g) ②ΔS<0（熵减反应）： 少数熵减反应也可以自发进行。 eg.4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O(l) = 4Fe(OH)3(s) 化学反应的速率 （3）熵判据 ①ΔS>0，有利于反应自发进行，但自发反应不一定要ΔS>0。 ②反应的熵变是制约化学反应能否自发的因素之一，但不是决定反应能否自发的唯一因素。 化学反应的速率 （焓变与熵变对化学反应方向的共同影响） 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