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

第二章化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 教学目标 1.了解自发过程和化学反应的自发性。 2.通过“有序”和“无序”的对比，理解熵和熵变的概念。 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 熵变说明化学反应进行的方向。 第三节 化学反应的方向 化学反应进行的快慢 化学反应的限度 ——化学反应速率 ——化学平衡 ① QC＜K ，反应向正方向进行 ② QC＝K ，反应处于平衡状态 ③QC＞K ，反应向逆方向进行 v(正) ＞ v(逆)正向 v(正) ＜ v(逆)逆向 化学反应进行的方向 —— ? 第三节 化学反应的方向 ①自然界中水总是从高处往低处流； ②电流总是从高电势流向低电势； ③室温下冰块自动融化； ④墨水扩散； ⑤食盐溶解于水； ⑥火柴棒散落等 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.自发过程与自发反应 自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动 进行的反应，称为自发反应。 镁条燃烧； 酸碱中和； 铁器暴露在潮湿空气中会生锈； 甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧， 铜遇AgNO3溶液自动反应生成Ag和Cu(NO3)2等 这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性——其中是否蕴藏了一定的科学原理？ 二.化学反应的方向与焓变的关系 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 △H＜0 日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判据（焓判据）∶体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即△H ﹤0）。 下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 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 共同特点： △H < O 即放热反应 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < O 有利于反应自发进行 能量判据又称焓判据，即△H＜0的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。 思考：是不是所有自发进行的化学 反应都是放热的？ 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) △H ﹥ O 吸热反应 结论：△H < O有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要△H < O 焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 有序 混乱 思考：这些混乱的真正原因是什么？ 趋向体系混乱度增大 三.化学反应的方向与熵变的关系 混乱度与熵 　 混乱度： 　表示体系的不规则或无序状态。 　——混乱度的增加意味着体系变得更加无序 熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数 ，符号为S 单位：J∙mol-1∙K-1 —体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大 熵增原理：体系有自发向混乱度增加的方向的趋向 熵变△S：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的 变化，因此存在着熵变。 △S=S产物－S反应物 CH4 O2 CO2 186.15 205.03 214 H2O(l) HNO3(l) Br2(l) 69.6 156 152 NaCl Fe 金刚石 72.1 27.3 2.4 标准状态下：1mol不同物质的熵SJ∙mol-1∙K-1 ①同一条件下，不同物质熵值不同 相同物质的量的H2O ③物质的混乱度：体系混乱度越大，熵值越大 ②物质的存在状态：S(g)﹥S(l)﹥S(s) 熵值增大 冰 液态水 水蒸汽 1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。 3、反应过程中气体物质的量增加的反应。 混乱度增加熵增△S﹥O的一些规律： 混乱度越大越稳定，△S > 0 有利于反