第2章 第1节 化学反应的方向-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件(鲁科版 单选)
2025-11-10
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44页
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第1节 化学反应的方向 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 1.40 MB |
| 发布时间 | 2025-11-10 |
| 更新时间 | 2025-11-10 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2025-10-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54199528.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学课件聚焦化学反应方向,系统梳理自发过程与反应、焓变熵变及自由能综合判据(ΔG=ΔH-TΔS)等核心知识,通过新授导学、合作探究等模块,从生活实例(水流、热传递)切入,衔接焓变熵变单独判据局限,递进至综合判据,构建完整学习支架。
其亮点在于以科学思维为核心,通过表格分类ΔH、ΔS组合及合成氨反应探究,培养证据推理与模型建构能力,结合课堂练习与典型应用实例,深化化学观念。学生可提升分析能力,教师能依托结构化资源高效落实素养教学。
内容正文:
第2章
化学反应的方向、限度与速率
第2章 化学反应的方向、限度与速率
化 学
选择性必修 1
新 知 导 学
课 时 精 练
合 作 探 究
随 堂 演 练
第1节 化学反应的方向
第2章 化学反应的方向、限度与速率
化 学
选择性必修 1
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课 时 精 练
合 作 探 究
随 堂 演 练
第2章 化学反应的方向、限度与速率
化 学
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新知导学 夯实基础
第2章 化学反应的方向、限度与速率
化 学
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合 作 探 究
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不借助光、电等外部力量
第2章 化学反应的方向、限度与速率
化 学
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高
低
高
低
第2章 化学反应的方向、限度与速率
化 学
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自发
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无序程度
大
>
>
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反应产物的总熵
反应物的总熵
正
>
增加
减小
自发
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×
×
√
√
√
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合作探究 素能提升
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随堂演练 对点落实
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课 时 精 练(八)
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第2章 化学反应的方向、限度与速率
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[素养发展目标] 1.知道化学反应是有方向的。2.知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
一、自发过程与自发反应
1.自发过程
(1)定义
在等温、等压条件下,______________________就能自动进行的过程。
(2)特点
①体系趋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者释放热量)。
②在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向。
(3)举例
①自然界中的水总是自发地由____处往____处流,而不会自动由低处往高处流。
②热量由____温物体传向____温物体。
eq \a\vs4\al(名师提醒)
自发过程具有方向性,即在一定条件下过程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。如铁器在潮湿的空气中生锈是自发进行的,而铁锈变为铁在该条件下肯定不能自发进行。
2.自发反应与非自发反应
(2)结论:不能仅用反应焓变来判断反应能否________进行。
二、反应焓变与反应方向
1.自发反应与焓变的关系
(1)判断依据
三、反应熵变与反应方向
1.基本概念
①熵
概念
描述体系________的物理量,其符号为S,单位J·mol-1·K-1
特点
熵值越大,体系的无序程度越____
影响
因素
纯物质熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。对同一物质来说:S(g) ____S(l)____S(s),在同一条件下,不同物质的熵不同
②熵变
概念
______________与____________之差,符号为ΔS
熵增加反应
产生气体的反应和气体的物质的量增大的反应,反应熵变的数值通常都是__值,为熵增加反应,即ΔS__0
熵变与
反应方向
熵____有利于反应的自发进行;但有些熵____的反应在一定条件下也可以自发进行
2.结论:不能仅用反应熵变来判断反应能否____进行。
四、用焓变和熵变综合判断反应方向
1.反应进行方向的判断
焓变(ΔH)和熵变(ΔS)都与反应的自发性有关,但都不能独立地作为反应自发性的判据。要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变。
体系的自由能变化(ΔG,kJ/mol)是由焓判据和熵判据组合成的复合判据。它不仅与ΔH、ΔS有关,还与温度T有关,其表达式为ΔG=ΔH-TΔS,在等温、等压及不考虑体积变化做功以外的其他功的条件下,ΔG是判断化学反应自发性的判据,其规律是 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ΔG<0 反应正向能自发进行;,ΔG=0 反应达到平衡状态;,ΔG>0 反应正向不能自发进行。))
2.对反应进行方向判断的讨论
类型
ΔH
ΔS
反应的自发性
①
<0
>0
ΔH-TΔS<0,一定能自发进行
②
>0
<0
ΔH-TΔS>0,一定不能自发进行
③
<0
<0
ΔH-TΔS因温度的变化可能大于0也可能小于0,反应的自发性也因温度变化而改变。一般来说,低温时,以ΔH的影响为主,高温时,以ΔS的影响为主,ΔH<0,ΔS<0的反应在较低温度下能自发进行;ΔH>0,ΔS>0的反应在较高温度下能自发进行
④
>0
>0
1.下列关于自发反应的叙述中,正确的是( )
A.自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的
B.铁在潮湿的空气中生锈属于自发反应
C.自发过程必然是自发反应
D.自发反应与外界条件无关
B [如果某反应在一定条件下能够自发进行,则在相同条件下,其逆过程应是非自发的,A项错误;铁在潮湿的空气中因发生电化学腐蚀而生锈,该过程属于自发反应,B项正确;自发过程不一定属于化学反应,显然不一定是自发反应,C项错误;只有确定条件下的反应才能称为自发反应或非自发反应,D项错误。]
2.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)ΔH<0的反应一定能自发进行。( )
(2)ΔH>0的反应一定不能自发进行。( )
(3)常温下,Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应可自发进行。( )
(4)常温下,反应2Al(s)+6HCl(aq)===2AlCl3(aq)+3H2(g)可自发进行。( )
(5)反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素。( )
3.图甲所示的a、b两容器中分别充满两种互不反应的气体。若将中间活塞打开(如图乙所示),两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中。此过程为不伴随能量变化的自发过程。下列说法不正确的是( )
A.此过程是由混乱程度小向混乱程度大的方向变化的过程,即熵增大的过程
B.此过程为自发过程,且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序,混乱度增大
D.此过程的逆过程也是自发进行的
D [由“两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中”可知,此过程为混乱度增大,由有序到无序的过程,属于熵增大的过程,A、C项正确;由“此过程为不伴随能量变化的自发过程”可知,此过程中没有热量的吸收或放出,B项正确;此过程是自发进行的,则它的逆过程是非自发的,D项错误。]
4.对于化学反应能否自发进行,下列说法错误的是( )
A.若ΔH<0,ΔS>0,则任何温度下反应都能自发进行
B.若ΔH>0,ΔS<0,则任何温度下反应都不能自发进行
C.若ΔH>0,ΔS>0,则低温时反应可自发进行
D.若ΔH<0,ΔS<0,则低温时反应可自发进行
C [若ΔH<0,ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,任何温度下反应都能自发进行,A项正确;若ΔH>0,ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,任何温度下反应都不能自发进行,B项正确;若ΔH>0,ΔS>0,则高温时,ΔH-TΔS<0,即高温时反应可自发进行,C项错误;若ΔH<0,ΔS<0,则低温时,ΔH-TΔS<0,即低温时反应可自发进行,D项正确。]
探究 自由能变化与反应方向
合成氨反应是一个可逆反应:N2 (g) +3H2(g) 2NH3(g)
ΔH= -92.2 kJ·mol-1 ΔS= -198.2 J·mol-1·K-1。
1.请你根据正反应的焓变分析298 K下合成氨反应能否自发进行?
提示: 能。正反应为放热反应,由高能态到低能态,可自发进行。
2.请你根据正反应的熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行?
提示: 不能。正反应为气体体积减小的反应,ΔS<0,无序程度减小,不能自发进行。
3.请你根据反应的复合判据分析298 K下合成氨反应能否自发进行?
提示:能。ΔH-T ΔS= -92.2 kJ·mol-1-298 K×(-198.2)×10-3 kJ·mol-1·K-1=-33.136 4 kJ·mol-1<0,反应在298 K时可以自发向正反应方向进行。
4.能自发进行的反应就一定能够实际发生吗?为什么?
提示: 不一定。因为ΔH-TΔS这个判据指在温度、压强一定的条件下,反应发生的可能性,并不能说明反应在该条件下一定能实际发生,还涉及化学反应条件的问题。
1.象限法判断反应的方向
2.正确理解复合判据判断化学反应进行方向的方法
(1)判据ΔG=ΔH-TΔS只能用于温度、压强一定条件下的反应,不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。
(2)反应方向与条件有关,常温、常压下能自发进行的反应在其他温度和压强下不一定能自发进行。
(3)判据ΔH-TΔS<0说明在一定温度和压强下反应有自发进行的趋势,不能说明在该条件下反应能否实际发生。反应能否发生还要看具体反应条件,如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件,其发生腐蚀过程的自发性是相同的,但是只有后者可以发生腐蚀。
回答下列问题:
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:2CO2(g)===2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH____________(填“>”、“<”或“=”)0,ΔS________(填“>”、“<”或“=”)0,在低温下,该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2的方法,化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。反应在常温下能够自发进行,则反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。
(3)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0,则:
①该反应常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。
②据本题反应数据分析,温度________(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。
(4)已知CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH=+218 kJ·mol-1,该反应能够自发进行的反应条件是_______________________________________
__________________________________________________________________。
(5)某吸热反应能自发进行,则该反应的ΔS________(填“>”或“<”)0。
解析: (1)该反应为吸热反应,化学反应后气体的化学计量数之和增加,所以ΔH>0,ΔS>0,故ΔG=ΔH-TΔS<0,低温下反应不能自发进行。(2)因为ΔS<0,且ΔG=ΔH-TΔS<0,故ΔH<0。(3)①常温下石灰石不分解。②该反应的ΔH>0,ΔS>0,属于熵增加的吸热反应,故在高温下该反应能够自发进行。(4)自发反应的条件是ΔH-TΔS<0,即ΔH<TΔS,ΔH=+218 kJ·mol-1,ΔS>0,故T> eq \f(ΔH,ΔS) ,即T值较大,该反应应在高温下进行。(5)吸热反应能自发进行,即ΔH>0,ΔH-TΔS<0,又知T>0,故ΔS>0。
答案: (1)> > 不能 (2)< (3)①不能 ②能 (4)高温 (5)>
[知识网络]
[要点归纳]
1.自发过程是在一定温度和压强下不需借助光、电等外部力量就能自动发生的过程。
2.熵是描述体系无序程度的物理量,用S表示,单位是J·mol-1·K-1,熵变是指反应产物总熵和反应物总熵之差,用ΔS表示。同一物质S(g)>S(l)>S(s)。
3.在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下,放热有利于反应正向自发进行,吸热则不利于反应正向自发进行;熵增加有利于反应正向自发进行,熵减小则不利于反应正向自发进行。
4.化学反应方向的判据为:
(1)ΔH-TΔS<0,反应正向能自发进行。
(2)ΔH-TΔS>0,反应正向不能自发进行。
(3)ΔH-TΔS=0,反应达到平衡状态。
(4)该判据指出的是化学反应正向自发进行的趋势。
5.反应的自发性只能判断方向性,反应能否实现,还要看具体的反应条件。
1.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,放热反应具有自发进行的倾向
B.在同一条件下物质有不同的熵值,其体系的无序程度越大,熵值越大
C.自发反应是指不需要条件就能发生的反应
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 [ΔH-TΔS<0反应能自发进行,一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关,焓变是一个与反应能否自发进行一个有关的因素,放热反应具有自发进行的倾向,但不一定自发,A、D正确;根据熵增原理,体系的无序程度越大,熵值越大,B正确;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,C错误。]
2.下列说法正确的是( )
A.反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能正向自发进行,则该反应的ΔH<0
B.ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下能正向自发进行
C.反应CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)的ΔS<0
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
A [反应物中有气体,反应产物中没有气体,则ΔS<0,若要使反应正向自发进行,ΔH-TΔS<0,则ΔH必须小于0,A项正确;根据ΔH-TΔS<0时,反应能正向自发进行,则ΔH<0,ΔS<0的反应在高温条件下不能正向自发进行,B项错误;反应物中无气体,反应产物中有气体,则ΔS>0,C项错误;同一物质不同状态的熵值:气体>液体>固体,D项错误。]
3.已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增加的反应。一定条件下,下列反应不能正向自发进行的是( )
A.2O3(g)===3O2(g) ΔH<0
B.2CO(g)===2C(s)+O2(g) ΔH>0
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
B [A项,反应是一个ΔH<0、ΔS>0的反应,一定能正向自发进行;B项,反应是一个ΔH>0、ΔS<0的反应,一定不能正向自发进行;C项,反应是一个ΔH<0、ΔS<0的反应;D项,反应是一个ΔH>0、ΔS>0的反应,两反应一定条件下可以正向自发进行。]
4.在化学反应A(g)+B(g) 2C(g)+D(g) ΔH=Q kJ·mol-1过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)Q________0(填“>”、“<”或“=”);
(2)熵变ΔS________0(填“>”、“<”或“=”);
(3)该反应________正向自发进行(填“能”或“不能”)。
解析: 根据图像可知,该反应是放热反应,故Q<0。根据反应特点可知,该反应是熵增加的反应,ΔS>0,则ΔH-TΔS<0,据此可知该反应能正向自发进行。
答案: (1)< (2)> (3)能
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