2.3 化学反应进行的方向-2024-2025学年高中化学人教版（2019）选择性必修一

第三节 化学反应的方向 第1课时 第二章 化学反应速率与化学平衡 1 如何表示化学反应进行的快慢？ 化学反应速率 如何表示化学反应的限度？ 化学平衡 那么如何判断化学反应进行的方向？ 本节课我们一起来探究这个问题 新课导入 水总是自发地从高处流向低处 借助水泵，持续消耗电能 水从低处流向高处是不能自发进行 新课导入 ☆自发过程：在一定条件下，不借助外力就能自动进行的过程。 ☆非自发过程：在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。 一、自发过程与自发反应 100°C的沸水 高温物体 低温物体 室温的凉水 自发 非自发 ☆自发反应：不需要外力作用（光能，电能）就能自动进行的化学反应。 ☆非自发反应 ： 在一定温度和压强下，需要持续借助外力作用（光能，电能）才能进行的化学反应。 外力：不是指反应条件，而是对体系持续提供能量。 氢气的燃烧 水的电解 自发 非自发 2H2+O2=2H2O 5 ① 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1 ② C(s)+ O2(g)=CO2 (g) △H =-393.5kJ/mol ③2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=-882kJ/mol ④ Zn(s) +CuSO4(aq) = ZnSO4 (aq) +Cu(s) ΔH =-216.8kJ/mol 下列反应在一定条件下都能自发进行，这些反应有何共同特点？ 共同特点： △H < 0 即放热反应 思考与讨论 E 反应历程 反应物的能量总和 生成物的能量总和 △H<0 能量高到低 二、反应进行的方向 放热反应使体系能量降低，△H <0 有利于反应自发进行 1、焓判据 NaHCO3(s)+HCl(aq)=CO2(g)+NaCl(aq)+H2O(l) △H=＋31.4KJ/mol 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) 　 △H=+109.8kJ/mol 少数吸热反应也可以自发进行的，如： 结论：△H < 0有利于反应自发进行 但自发反应不一定要△H < 0 密闭条件下，体系有从有序自发的转变为无序的倾向 是什么因素驱动了吸热反应的自发进行呢？ 思考与讨论 混乱度小（有序） 混乱度大（无序） 自发 ☆熵：用来衡量体系混乱（无序）程度的物理量。 ☆熵变（△S）： △S=S(后）-S(前） △S>0,熵增反应 △S<0,熵减反应 ＞ S(g) ____ S(l) _ S(s) ＞ 2、熵判据 体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS＞0，反应有自发的倾向。 试根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零。 (1)水蒸气冷凝成水 (2)硫酸铜溶于水 (3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) (4) 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) (5)2H2(g)+ O2(g) ＝2H2O (l) △S<0 △S>0 △S>0 △S<0 △S>0 ①产生气体的反应 ②气体物质的量增大的反应为熵增反应。 对点训练 2NO(g)+2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g) 4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)＝4Fe(OH)3(s) △S<0 2、熵判据 结论：△S > 0，有利于反应自发进行， 自发反应不一定要△S > 0。 少数熵减的反应也可以自发进行 △S<0 热力学温度又被称为绝对温度，是热力学和统计物理中的重要参数之一。 一般所说的绝对零度指的是0K，对应摄氏温度-273.15°C 温度的三种表示方法 摄氏温度°C 华氏温度°F 绝对温度 K 国内一般摄氏度，国外华氏度，真正科研用绝对温度。 化学反应进行的方向 化学反应进行的方向与自由能（复合判据） (1)自由能变化ΔG=ΔH-TΔS （ΔH和ΔS带有正负号，T为绝对温度） (2)自由能变化ΔG判据：在温度、压力一定的条件下， 自发反应总是向ΔG=ΔH-TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。 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 △G 不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关 △H △S ∆H>0 ∆S>0 高温下 反应自发进行 ∆H>0 ∆S<0 所有温度下 反应不能自发进行 ∆H<0 ∆S>0 所有温度下 反应自发进行 ∆H<0 ∆S<0 低温下 反应自发进行 化学反应进行的方向与自由能（复合判据） 化学反应进行方向的判据 1.焓判据： 2.熵判据： 3.复合判据： 能量降低的方向,就是反应容易进行的方向(H<0) 熵增的方向,就是反应容易进行的方向(S>0) 自由能减小的方向，就是反应容易进行的方向(G<0) 化学反应进行的方向 一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2 (g) CH3OH(g) +H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为KJ/mol)的变化。关于该反应的下列说法中，正确的是（ ） A.ΔH>0，ΔS>0 B.ΔH>0，ΔS<0 C. ΔH<0，ΔS<0 D.ΔH<0，ΔS>0 C 对点训练 课堂小结 1．下列反应中，熵显著增加的反应是(　　) A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) B．3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g) C．2C(s)＋O2(g) === 2CO (g) D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) C 课堂检测 2. 碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ） A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大； B、其分解是因为外界给予了能量； C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发解； D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。 A 课堂检测 3.已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝+74.9 kJ·mol－1， 下列说法正确的是( ) A.该反应中熵变、焓变皆大于0 B.该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C.碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 D.能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 A 课堂检测 4. 250C和1.01×105Pa时，反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H=＋ 56.76kJ/mol 自发进行的原因是（ ） A、是吸热反应； B、是放热反应； C、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应。 D 课堂检测 5. 下列反应在任何温度下均能自发进行的是( ) A.2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B.Ag(s)＋ Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C.HgO(s)===Hg(l)＋ O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D.H2O2(l)=== O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 D 课堂检测 本课已结束，记得复习及完成课后作业哦~ $$