2.3 化学反应的方向-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修1）

第一章 化学反应的热效应 第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 本节重点 自发反应的判断依据 【资料】我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当. CO2 CH3OH ？ CO2(g) + 3H2(g) → CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 2H2O(g) → CH3OH(g) + 3/2 O2(g) 生产的可行性问题 生产的效率问题 生产的产率问题 首要问题 自然界中水总是自动从高处往低处流； 电流总是从自动电位高的地方向电位低的地方流动； 室温下冰块自动融化； 墨水自动扩散； 食盐自动溶解于水； 火柴棒自动散落等。 上述过程有何共同点？ 有明显的自发性 如何理解自发性了？ 思考 非自发过程 ：在一定条件下，需要持续借助人为作用力才能进行的过程。 1.自发过程 在温度和压强一定的条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。 墨水扩散 高山流水 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。 主题1:自发过程与自发反应 2.自发反应： 在给定的条件下,可以自发进行到显著程度的化学反应,就称为自发反应。 主题1:自发过程与自发反应 3.非自发反应 不能够自发地进行，需要做功。 主题1:自发过程与自发反应 “自发”或“非自发”是绝对的吗？ 冬天水结冰 → 自 发 春天冰融化 → 自 发 “自发”是一定条件下的自发，条件变了可能由原来的“自发”变成“非自发”。 主题1:自发过程与自发反应 “自发”一定能发生吗？“非自发”一定不能发生吗？ 处于高水位的水有向低处流动的趋势，但是被大坝拦截，该过程并没有实际发生，但是有发生的趋势。 “自发”只是有发生的趋势，并不代表 一定会发生，更不能确定发生的速率。 “非自发“也不代表不能发生。 主题1:自发过程与自发反应 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。如煤的燃烧是自发反应，但在常温下不能自发进行。 总结 主题1:自发过程与自发反应 对外做功或释放热量 高能状态 低能状态 1.从能量角度分析这些自发过程有什么共同特点？ 2.什么样的化学反应能自发进行？ ΔH < 0 推动 放热反应 焓减 思考 主题2:自发反应的判断依据 从能量角度讨论，化学反应有着什么样的倾向？ 化学反应有向着焓减的方向进行的倾向（△H ＜ 0）。 体系总是趋向于从高能量状态转化为低能量状态 （这时体系往往会对外做功或释放能量） 1.能量角度--焓判据 大多数放热反应可以自发进行。请猜测焓变(ΔH )与反应自发进行的关系 主题2:自发反应的判断依据 利用焓判据进行判断，下列反应能否自发进行？ 1.能量角度--焓判据 大多数放热反应可以自发进行，但有一部分吸热反应也能自发进行， 不能只根据化学反应的焓变来判断化学反应的方向。 吸热反应就一定不自发吗？ 仅用焓判据判断反应进行的方向不全面！ 焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 主题2:自发反应的判断依据 思考：什么因素驱动了吸热反应的自发进行？ 花香四溢、酒香扩散、食盐溶解于水有什么共同的特点？ 有序 混乱 混乱程度简称混乱度 主题2:自发反应的判断依据 从物质角度讨论，自发进行的方向是否与混乱度有关？ 气体扩散实验 在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向。与有序体系相比，无序体系“更加稳定”，可以采取更多地存在方式。 主题2:自发反应的判断依据 从物质角度讨论，自发进行的方向是否与混乱度有关？ 有序 状态 无序 状态 自发地转化为 混乱度小 混乱度大 自发过程进行的方向还与“混乱度”有关 熵(S) 液体扩散实验 主题2:自发反应的判断依据 如何定义体系的混乱程度？ 熵 (S): 量度混乱（或无序）程度的物理量(J/K) 与物质的存在状态有关：对于同一种物质，等物质的量的该物质其熵值（混乱度）大小与物质的存在状态有关。 比较分子间隔，得出结论：S(g)>S(l)>S(s)，即气态>液态>固态。 与物质的量有关：物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 不同物质熵值间的关系：物质的组成越复杂，其熵值越大，一般组成物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度越大，熵值也越大。 主题2:自发反应的判断依据 如何定义体系的混乱程度？ 熵是度量体系混乱程度的物理量，符号：S 混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大 同一物质：S(g) > S(l) > S(s) 判断以下反应的熵变 Zn(s) + H2SO4(aq) = ZnSO4(aq) + H2(g) 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O(l) = 4Fe(OH)3(s) △S>0 △S>0 △S<0 △S<0 ΔS=S产物总熵－S反应物总熵 主题2:自发反应的判断依据 从物质角度讨论，化学反应有着什么样的倾向？ 熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大（即△S>0）。 在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。即混乱度趋于增加，△S>0，有自发进行倾向。 化学反应有向着熵增的方向进行的倾向。 2.物质角度--熵判据 主题2:自发反应的判断依据 2.物质角度--熵判据 在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大 利用熵判据进行判断，下列反应能否自发进行？ 由此可见，熵减的过程在一定条件下也能自发进行。因此不能只根据熵变来判断化学反应的方向。 仅用熵判据判断反应进行的方向不全面！ 熵变只是判别反应能否自发进行的一个因素，但也不是唯一因素。 主题2:自发反应的判断依据 综合利用焓判据和熵判据进行判断，下列反应能否自发进行？ ΔH＜0 ΔS＞0 均有利 ΔH＞0 ΔS＞0 ΔH＜0 ΔS＜0 高温有利 低温有利 一个有利 一个不利 结论：反应确定，ΔH、ΔS确定，只有改变温度，才能影响化学反应进行的方向。 自由能判据ΔG=ΔH-TΔS＜0 当ΔG < 0时，反应能自发进行； 当ΔG = 0时，反应处于平衡状态； 当ΔG > 0时，反应不能自发进行。 主题2:自发反应的判断依据 请同学们结合公式G= H-TS，分析讨论反应进行的方向与温度的关系 ΔH ΔS O ΔH>0 ΔS>0 ΔH<0 ΔS>0 ΔH<0 ΔS<0 ΔH>0 ΔS<0 所有温度下反应都能自发进行 低温下反应能自发进行 高温下反应能自发进行 所有温度下反应都不能自发进行 正正高温 正负皆停 负正皆行 负负低温 主题2:自发反应的判断依据 任何温度下都能自发进行 任何温度下都不能自发进行 低温下能自发进行 高温下能自发进行 1、判断下列4个反应能否自发进行，如能，需要在什么条件下？ 课堂练习 1.实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是( 　　) A. 所有的放热反应都是自发进行的 B. 所有的自发反应都是放热的 C. 焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素 D. 焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 C 【解析】 多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是所有能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是唯一因素。故选C。 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ A 2.自由能的变化(ΔG)是反应方向判断的复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应正向自发进行。已知：某化学反应的ΔH＝ －122 kJ/mol，ΔS＝231 kJ/(mol·K)，则该反应在下列哪种情况下可自发进行( 　　) A. 在任何温度下都能自发进行 B. 在任何温度下都不能自发进行 C. 仅在高温下自发进行 D. 仅在低温下自发进行 【解析】 该化学反应的ΔH＝－122 kJ/mol，即ΔH<0，ΔS＝231 kJ/(mol·K)，即ΔS>0，则复合判据ΔG＝ΔH－TΔS在任何温度下都小于0，即该反应在任何温度下都能自发进行，A正确。 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 课堂检测 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1) 放热反应一定能够自发进行( 　　) (2) 混乱度增大的反应一定能够自发进行( 　　) (3) ΔH＜0、ΔS＞0的反应一定能自发进行( 　　) (4) ΔH＞0、ΔS＜0的反应在温度合适时可以自发进行( 　　) (5) 综合考虑体系的焓变和熵变才能判断反应能否自发进行( 　　) × × × √ √ PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 课堂检测 1.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法正确的是(　　) A．该反应是熵增大的反应 B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂 C．该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是增大反应的速率 D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应 C PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 课堂检测 3.下列对于化学反应方向说法正确的是(　　) A．反应3NO2(g)＋H2O(l)=2HNO3(aq)＋NO(g)在一定条件下能自发进行， 说明该反应的ΔH＞0 B．常温下反应2Na2SO3(s)＋O2(g)=2Na2SO4(s)能自发进行，则ΔH＜0 C．反应2Na2O2(s)＋2CO2(g)=2Na2CO3(s)＋O2(g)能自发进行， 则该反应的ΔH＞0 D．一定温度下，反应2NaCl(s)=2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH＜0 B PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 课堂小结 化 学 反 应 方 向 的 判 断 焓判据 放热过程中体系能量降低，ΔH＜0， 具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故焓变只是影响反应反向的一种因素 熵判据 ①熵的大小：同种物质，熵值：气态>液态>固态 ②熵判据：体系的无序程度增加(即熵增)，ΔS＞0反应有自发进行的倾向，但有些熵减的过程也能自发进行，故熵变只是影响反应方向的一种因素 复合判据 ＞0，反应不能自发进行 ΔH-TΔS =0，反应达到平衡 ＜0，反应能自发进行 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 28 Thank you for watching $$