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

该高中化学课件围绕“化学反应的方向”这一核心概念，系统构建了从自发过程到焓变、熵变再到吉布斯自由能判据的知识链条，通过生活实例引入，层层递进地引导学生理解反应自发性的多因素影响，形成由浅入深的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与化学观念，以真实反应案例（如石灰石分解）为载体，强化学生对ΔG = ΔH - TΔS公式的理解与应用，体现宏观、微观、符号三重表征的思维路径。教学中注重证据推理和模型建构，如用表格对比不同ΔH与ΔS组合下的反应方向，帮助学生建立定量判断意识。此设计既提升学生分析复杂问题的能力，又助力教师精准落实核心素养导向的教学目标。

化学反应的方向 1 化学反应的方向 1、了解自发过程和自发反应。 2、了解熵变的概念。 3、初步了解焓变和熵变与反应进行的方向之间的关系。 4、根据ΔG=ΔH－TΔS和所给数据判断化学反应进行的方向。 学习目标 2 化学反应的方向 身边的自发过程 自然界中有许多现象是可以自发进行的，而且是有方向性的。 3 化学反应的方向 1.自发过程 在一定条件下，不需要外力作用就可以进行的过程。 2.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。 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。 4 化学反应的方向 3.自发过程的特点 （ 不稳定→稳定） （1）能量角度： 高能 → 低能（能量越低越稳定，对外做功或释放热量） （2）混乱度角度： 有序 → 无序（无序体系更加稳定） 热量传导　 气体扩散 水流方向 渗透作用 电流方向 高温到低温处　温度相同为止 高压到低压处 压力相等为止 高水位到低水位 水位相等为止 高浓度到低浓度 渗透平衡为止 高电位到低电位 5 化学反应的方向 人们发现，自然界中的自发过程都朝着能量降低的方向进行。 （能量越低，系统的状态就越稳定） 化学反应一般也符合上述能量最低原理。 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。 自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态。 (这时体系会对外部做功或释放热量，ΔH < 0) 从热效应的角度分析，你们认为什么类型的化学反应更容易自发呢？ 6 化学反应的方向 1．化学反应方向与焓变的关系 放热 吸热 7 化学反应的方向 品红在水中扩散 蒸汽扩散 火柴散落 结论：自发过程进行的方向还与“混乱度”有关，即熵(符号为S)。 2．化学反应方向与熵变的关系 8 化学反应的方向 比较方法： ①物质的量越大，粒子数越多，熵值越大； ②同一物质，物质的量相同时， S(高温) > S(低温)， S(g) > S(l) > S(s)； ③不同物质，物质组成越复杂，熵值越大， 原子种类相同的物质，分子中原子数越多，熵值越大。 熵变：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为ΔS。 9 化学反应的方向 (3)自发反应与熵变的关系 化学反应 ΔS 能否自发进行 2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g) >0 能 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) >0 能 4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s) <0 能 熵增 熵减 10 化学反应的方向 大量事实告诉我们，焓变和熵变都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。要判断反应自发进行的方向，必须综合考虑焓变和熵变。 吉布斯确立了定量描述焓变和熵变在判断反应的自发性过程中的地位。吉布斯自由能的出现，完美地从定量角度揭示了变化过程中焓变与熵变之间的协调与抗衡。 约西亚·威拉德·吉布斯 11 化学反应的方向 ＜ ＝ ＞ 12 化学反应的方向 4.综合判据：自由能变化 （等温、等压条件下的封闭体系） ∆G = ∆H - T∆S 焓变 熵变 化学反应能否自发进行 H＜0 S＞0 H＞0 S＜0 H＜0 S＜0 H＞0 S＞0 任何温度都自发进行 任何温度不能自发进行 低温下可自发进行 高温下可自发进行 ∆G = ∆H - T∆S 13 化学反应的方向 14 化学反应的方向 在100 kPa、298 K时，石灰石分解反应CaCO3(s) ===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0。 (1)常温下，该反应能否自发进行？ 提示：根据中学所学化学知识可知，常温下石灰石分解反应不能自发进行。 (2)试分析温度能否成为该反应进行方向的决定因素？ 提示：能，该反应的ΔH>0、ΔS>0，高温条件下能使ΔG＝ΔH－TΔS<0，而常温条件下ΔG＝ΔH－TΔS>0，故该反应中温度能成为反应进行方向的决定因素。 15 化学反应的方向 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kJ·mol-1）的变化。关于该反应的下列说法中，正确的是（ ） A.ΔH>0， △S>0 B.ΔH>0, △S＜0 C.ΔH＜0，△S＜0 D.ΔH＜0，△S>0 C 16 下课 17 化学反应 ΔH 能否自发进行 H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(l) <0 能 Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) <0 能 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2O >0 能 大多数 eq \o(□,\s\up1(1)) ________反应可以自发进行，但有些 eq \o(□,\s\up1(2)) ________反应也能自发进行。因此，不能只根据放热或吸热来判断化学反应的方向。 大多数 eq \o(□,\s\up1(10)) ________的反应可以自发进行，但有些 eq \o(□,\s\up1(11)) ________的反应也能自发进行。因此，不能只根据熵增或熵减来判断化学反应进行的方向。 3．自由能(G)与化学反应的方向 (1)利用ΔG＝ΔH－TΔS判断化学反应的自发性 ①当ΔG________0时，反应能自发进行； ②当ΔG________0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG________0时，反应不能自发进行。 (2)应用局限：综合考虑焓变和熵变可以判断反应自发进行的方向，但不能确定反应是否一定发生及发生的速率。 $