1.3 化学反应的方向 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

化学反应的方向 人教版高中化学选择性必修第一册 第二章第三节 熵 吉布斯自由能判据 授课教师：XXX老师 授课班级：高二（X）班 授课时间：2027年秋 X月X日 指导教师：XXX高级教师 情境导入 （鲁科版选必一 p52） 一个化学反应在给定条件（通常指温度、压强）下能否自发进行以及在什么条件下有可能按预期的方向发生，仅用实验方法来摸索可能要付出极大的代价，甚至会徒劳无功，因此有必要寻求一种客观的判据，用它来判断一个化学反应能否正向自发进行。 证据意识 理论/实验 水从高处向低处流 生活经验 自发过程：在一定条件下，不需要借助外力(光、电等外部力量)作用就能自动进行的过程。相反，不会自然发生的(需持续借助外力作用才能进行)过程，叫做非自发过程。 热茶变凉 思考：从能量角度分析这些自发过程过程有什么共同特点？ 板块1：焓判据 （鲁科版选必一 p52） 因此一些化学家认为放热反应(△H<0 )具有自发进行的倾向？　　　 △H= -285.8 kJ·mol-1 △H= -57.3kJ·mol-1 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O(l) 从能量视角考虑，放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定， △H <0有利于反应自发进行 在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的且反应放热： 4 板块1：焓判据 Q1：所有自发进行的化学反应都是放热的？ 放热反应具有自发进行的倾向，但不全面，有局限性。 只能推断出：多数能自发进行的化学反应是放热反应。 2N2O5(g)＝4NO2(g) + O2(g) △H= ＋109.8kJ/mol (NH4 ) 2CO3(s) ＝NH4HCO3(s)+NH3(g) △H= ＋74.9kJ/mol Q2：如何设计实验证明？ 5 板块1：焓判据 （鲁科版选必一 p53） Q3：通过上述信息，你有哪些推断？ （1）不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。 （2）升高温度也许可以促进反应自发进行？ 板块2：熵判据 钾是维持人体生命所必需的元素,被称为“生命的第一元素”。1807年,英国化学家戴维通过电解熔融的苛性钾得到金属钾;随后法国化学家盖·吕萨克和泰纳把含有铁屑的苛性钾置于封闭体系中加热,制备出大量的钾；如今钾的工业生产是通过如下反应制得的： Q4：钠的活泼性不如钾，是什么因素推动这一反应进行? 信息：钾的沸点：756.5 ℃；钠的沸点：881 ℃ 反应在850 ℃下进行，根据沸点可知此时钾是气态 板块2：熵判据 熵：衡量体系混乱程度的物理量。体系的混乱程度越大(无序)，熵越大。 密闭条件下，体系有从有序自发的转变为无序的倾向 （1）基本概念 （2023版人教版选必一 p43-44） H2O(s) = H2O (l) △S>0 1. 同一物质：S(g)>S(l)>S(s) 2. 化学反应中，气态物质越多，体系的混乱度越大。 板块2：熵判据 （2）熵值大小的比较 板块2：熵判据 （3）熵变 1. 熵的变化量=末（生成物的熵值）-初（反应物的熵值） 2. 判断一个反应的熵变 a 若反应有气体参与，看气体计量系数的变化， 气体计量系数增加， ΔS ＞ 0； 气体计量系数减小， ΔS ＜ 0； 气体计量系数不变的反应(Δn气=0)， ΔS 总是很小,接近于零 b 对于没有气体参加的反应, 一般反应系数增大， ΔS >0 Q5：结合表4中化学反应和数据，归纳化学反应的ΔS情况 板块2：熵判据 （4）熵判据的局限性 Q6：熵减的反应是不是就不能自发进行？如何设计实验证明？ 板块2：熵判据 （4）熵判据的局限性 （2023版人教版选必一 p44） Q8：有些反应在常温下不能自发进行，但在高温下就可以自发进行了。这类反应有什么特点？ 板块3：复合判据 Q7：判断反应自发进行的方向有哪些因素? 能量视角 混乱度视角 反应条件 焓变 熵变 温度 （2023版人教版选必一 p45） ΔH ＞ 0，ΔS ＞ 0 ①能量减低（反应放热），混乱度增大（熵增）都是反应进行的动力，但是都不能独立地作为自发性的判据，需综合考虑。 ②根据ΔH -TΔS<0判断的只是反应自发进行的可能性， 具体的反应能否实际发生，还涉及化学反应速率的问题。 板块3：复合判据 板块3：复合判据 （鲁科版选必一 p56） （鲁科版选必一 p71） （鲁科版选必一 p56） 随堂练习 （2023版人教版选必一 p45 练习与应用） （1）（3）熵增 （2）（4）熵减 D A 不能只看焓判据或熵判据！！！ 碳酸氢钠分解为熵增反应 随堂练习 （鲁科版选必一 p57 练习与活动） $$