2.3 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

第三节 化学反应进行的方向 第二章 化学反应速率和化学平衡 1 学习目标： 1、知道化学反应是有方向的；知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 2、能结合具体事例说明反应自发进行的方向。 2 飞流直下：不借助外力 自发过程与非自发过程 过程1:水的流动 高处 抽水上山：借助水泵， 持续消耗电能 低处 自发 非自发 过程2:热量传递 高温物体 低温物体 自发 非自发 100°C的沸水 <100°C的温水 沸水可以自发变凉，但是这杯凉水是不可能自发变成沸水的。 自发过程与非自发过程 一段时间后热量传递给周围空气 =室温的凉水 最终 自然界中水总是从高处往低处流； 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 室温下冰块自动融化； 墨水扩散； 食盐溶解于水。 思考时间 上述过程有何共同点？ 有明显的自发性 5 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。 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 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？ 交 考 思 流 H2(g) + O2(g) ＝ H2O(l) △H＝-286KJ/mol 1 2 Zn(s) + CuSO4(aq) ＝ ZnSO4 (aq) +Cu (s) △H＝-216.8KJ/mol H2 (g) + Cl2(g) ＝ HCl(g) △H＝-92KJ/mol 1 2 Na(s) + H2O(l) ＝ NaOH(aq) + H2 (g) △H＝-184KJ/mol 1 2 6 H2(g) + O2(g) ＝ H2O(l) △H＝-286KJ/mol 1 2 Zn(s) + CuSO4(aq) ＝ ZnSO4 (aq) +Cu (s) △H＝-216.8KJ/mol H2 (g) + Cl2(g) ＝ HCl(g) △H＝-92KJ/mol 1 2 Na(s) + H2O(l) ＝ NaOH(aq) + H2 (g) △H＝-184KJ/mol 1 2 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 △H＜0 共同特点：△H < O 即放热反应。 结论：放热反应体系能量降低，具有自发倾向。 能量降低 思考：是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？ 结论：△H <0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) △H >0 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。 8 二、化学反应进行方向的判据 1、能量判据（焓判据） 能量判据（焓判据）∶ 自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ﹤0） 即△H＜0的反应有自发进行的倾向 多数能自发进行的化学反应是放热反应 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 △H＜0 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一 9 温馨提醒： （1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件； （2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。 （3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素 10 墨水扩散 固体的溶解 火柴的散落 你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？ 有序 混乱 11 2、熵判据 （一）熵 定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量 符号：S ①与物质的量的关系：物质的量越大→粒子数越多→熵值越大 ②对于同一物质，当物质的量相同时，S(g)>S(l)>S(s) 影响熵大小的因素：混乱度越大→体系越无序→熵值越大 12 (二)熵变 （1）定义：发生化学反应时物质熵的变化成为熵变，符号为ΔS （2）计算公式：ΔS=生成物总熵-反应物总熵 （三）熵判据——又称熵增原理 体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向。(即熵增△S＞0) △S越大，越有利于反应自发进行 13 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 判一判 △S<0 14 自发反应一定是熵增加的反应吗？ 结论：△S > 0有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S > 0 【思考与交流】 结论：熵变是反应能否自发进行的其中一个因素, 但不是唯一因素 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) 15 思考：化学反应是否能够自发进行的最终判断依据是什么呢？ 正确判断一个化学反应是否能够自发进行，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 △G = △H - T△S △G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行 △G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行 △G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态 反应进行方向的判断方法： 16 2、物质的混乱度趋于增加 1、物质具有的能量趋于降低 H(焓变)<0 S(熵变)>0 焓(H)判据 熵(S)判据 反应在该状况下能否自发进行 ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ ＜０ ＜０ 自发进行 ＞０ 不自发进行 低温时＞０,高温时＜０ 低温时＜０,高温时＞０ 低温自发,高温不自发 H Ｓ Ｇ 低温不自发,高温自发 小结：“大大高温，小小低温” 17 应用判据时的注意事项 （1）过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是 否一定会发生和过程发生的速率。 注：一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的 18 1、判断下列反应什么条件下能自发进行？ (1) 钠与水反应 (2) NH3(g)+HCl(g) =NH4Cl(s) C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) (4) 2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H <0 △S>0 自发进行 △H <0 △S <0 低温自发进行 △H >0 △S>0 高温自发进行 △H >0 △S<0 非自发进行 判一判 19 2.下列说法不正确的是（ ） A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关 C 20 3.250C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 21 4.化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是(　　)A．反应SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)的ΔS＞0B．1 mol CO2在不同状态时的熵值：S(g)＜S(l)C．反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0能否自发进行与温度有关D．ΔH＜0或ΔS＞0的反应一定能自发进行 C 课堂小结 3. 复合判据：△G △G =△H－T △ S; △G ＜0 反应能自发进行 △G =△H－T △ S ;△G ＞0 反应不能自发进行 2. 熵判据 1. 焓判据 化学反应进行方向的判据 △G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态 23 1.有A、B、C、D四个反应： 反应 A B C D ΔH/(kJ· mol－1) ＋10.5 ＋1.80 －126 －11.7 ΔS/(J·mol－1·K－1) ＋30.0 －113.0 ＋84.0 －105.0 (1)在任何温度下都能自发进行的反应是________。(2)在任何温度下都不能自发进行的反应是____________。(3)另外两个反应中，在温度高于________℃时可自发进行的反应是________；在温度低于________℃时可自发进行的反应是________。 (1)C　(2)B　(3)77　A　－161.6　D 2.恒容绝热的密闭容器中充入反应物，在一定条件下分别发生四个不同的反应，平衡常数与压强随反应进行变化情况合理，且在高温下反应能自发进行的是(　　) A 以后的你会感谢现在努力奋斗的你！ 26 $