2.3化学的方向 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦“化学反应的方向”，通过自然界自发过程实例（如水从高处流向低处）导入，系统讲解自发过程与反应、焓判据、熵判据及复合判据，构建从具体实例到抽象原理、从单一因素到综合分析的学习支架。 其特色在于以问题链（思考1-3）和实例分析（如放热反应、熵变反应）驱动，培养科学思维的证据推理与模型建构能力，强化化学观念中的变化与能量观念。采用“实例-探究-总结-应用”教学方法，学生能系统掌握判断方法，教师可借助丰富例题练习提升教学效率。

第二章化学反应速率与化学反应平衡 选择性必修１ 第三节 化学的方向 自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如，水总是自发地从高处流向低处而相反的过程却不能自发进行。 [思考１]如何判断化学反应自发进行的方向呢？ 新课导入 高能 → 低能（对外做功或释放热量) 有序 → 无序（无序体系更加稳定） （1）特点： 自发进行 一、自发过程与自发反应 1．自发过程： 在一定条件下，不需借助外力就能　　　　　　的过程。 （2）实例：高山流水，自由落体，冰雪融化。 （１）特点：具有　　　　，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 一、自发过程与自发反应 2．自发反应： 自发进行 方向性 （２）实例 如：钢铁生锈，木材燃烧。 在给定的条件下，可以　　　　　　到显著程度的化学反应。 自发进行的反应需要一定的反应条件才能进行，实际上不一定能够发生，非自发反应在一定的条件下也可能发生 【例1】下列过程是非自发的是(　　　) A．水由高处向低处流 B．氯气和溴化钾溶液的反应 C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰 D [思考２]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原因吗？ ① C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H=-2217.5kJ/mol ② 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) 　△H=-882kJ/mol ③ C(s)+ O2(g)=CO2 (g) 　　△H =-393.5kJ/mol ④ H2 (g) +F2(g) = 2HF(g) △H =-546.6kJ/mol 共同特点 发生原因 得出结论 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < O 有利于反应自发进行 体系趋向于从高能状态转变为低能状态（稳定） △H＜0，放热反应 二、焓判据 放热过程中体系能量_______，ΔH_______，具有自发的倾向。 降低 ＜0 二、焓判据 [思考3]吸热反应一定不可以自发进行吗？ 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一的因素 室温下能自发进行的吸热反应 较高温度下能自发进行的吸热反应 NaHCO3(aq) + HCl= NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) [例2]下列说法中错误的是（　　） A．放热反应就更易自发进行 B．对于同一物质在不同状态时的能量值是：气态＞液态＞固态C．对同一反应来说，平衡常数K值越大，则正反应进行越完全D．凡是能量较高的分子发生的碰撞均为有效碰撞 D 三、熵判据 1．熵的定义 描述体系___________的物理量，一般用 S 表示。 熵值越大，体系的混乱度 。 2．熵的大小 （1）同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g) __ S(l) ___ S(s)。 三、熵 混乱程度 ＞ ＞ 越大 （3）反应中无状态变化：S(化学计量数大) > S(化学计量数小) （4）反应中无状态无化学计量数变化：S(种类多) > S(种类少) （2）相同条件下，物质不同熵不同 (相同条件下的不同物质，分子结构越复杂，熵越大) 2N2O5 (g) = 4NO2(g)+O2(g) ∆H= + 56.7 kJ/mol N2(g)+O2(g) = 2NO(g) ∆H= + 180.5 kJ/mol 三、熵 熵变 计算公式 判断依据 反应产物总熵与反应物总熵之差 ∆S =S(反应产物) －S(反应物) 1.气体体积增大的反应∆S >0是熵增加的反应 2.气体体积减小的反应∆S < 0是熵减小的反应 　　自发反应有趋向于体系的混乱度增大的倾向，导致体系的熵值增加即 ΔS＞0。熵增加，物质的状态由有序变为无序了。反应物总能量降低即是一个从高到低的过程，这样的自然过程是易于发生的 有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应。 3．熵判据 熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素 [例3]列反应中，熵减小的是（ ） A.2NaHCO3(s)＝Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O（l） B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g) D 四、复合判据（自由能ΔG） 1.定义：在等温、等压条件下的封闭体系中，自由能变化(符号为ΔG)。综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，用来定量评价焓变和熵变在反应过程中作用的关系称之为吉布斯公式： ΔG = ΔH﹣TΔS 单位为kJ/mol 2. 判断标准： （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。 结合ΔG = ΔH﹣TΔS，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 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 [例4]判断下列反应能否自发进行，如能，需要在什么条件下？ 课堂小结 1.下列关于自发过程的叙述中，正确的是(　　) A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 C 课堂练习 Ｂ 2.相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是(　　) 3.“熵”表示体系的混乱度，的符号是“S”。下列变化中，ΔS<0的是(　　) A．3Fe(s)＋4H2O(g)=Fe3O4(s)＋4H2(g) B．2NO2(g)=N2O4(l) C．2IBr(l)=I2(s)＋Br2(g) D．(NH4)2CO3(s)=2NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g) B C 4.焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)+O2(g)=2CO(g)；反应②：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0 B．983K是两个反应主次趋势变化的转折点 C．L1对应反应① D．当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主 C 扬帆起航 追梦之旅绘就璀璨星河 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $