2.3.1化学反应进行的方向 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“化学反应进行的方向”，以汽车尾气处理反应导入，结合高山流水、品红扩散等生活现象，逐步构建自发过程、焓判据、熵判据及自由能复合判据的认知支架，帮助学生理解反应方向的判断规律。 其亮点在于通过问题链驱动科学思维，如对比放热与吸热反应实例引导证据推理，结合汽车尾气处理真实情境培养科学态度与责任。融入自主学习与例题练习，学生能深化化学观念，教师可高效实施从生活到理论的教学。

第三节 化学反应进行的方向 第二章 化学反应速率 与化学平衡 新课导入 汽车尾气带来严重的环境问题。为减少污染，人们创造性地设计新反应： 2NO+2CO=N2+2CO2 预期方向 科学判据：理论指引，少走弯路 实验摸索：代价太大，甚至做很多无用功 一个化学反应在给定的条件下（通常指温度和压强）能否自发进行, 以及在什么条件下有可能按照我们预期的方向发生？ 这个“判据”是什么呢？ 高山流水 高能状态 低能状态 水总是自发地从高处往低处流——有趋向于最低能量状态的倾向。 自发过程和自发反应 1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。 2、自发反应：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应 无需外界帮助就是无需外界对反应体系持续做功 请分析下列自发进行的反应,有什么共同点? 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ∆H=－572kJ/mol H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H=－184kJ/mol 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) ∆H=－368kJ/mol Zn(s) + CuSO4 (aq) = ZnSO4 (aq)+ Cu (s) ∆H = -216.8 kJ·mol-1 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+ H2O(l) ∆H=－56kJ/mol ∆H<0, 结论: 放热反应是自发的 　　　 ——焓判据 放热反应， E反 >E生 思考：很多放热反应有自发进行的倾向，是不是吸热反应就不能自发进行呢？ 但有些自发反应却是吸热的，如：以下两个反应 能从焓变角度来解释吗？ NaHCO3(s)+HCl(aq)=CO2(g)+NaCl(aq)+H2O(l) ∆H = +31.4KJ/mol 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) 　 ∆H = +109.8kJ/mol 冰块融化 品红在水中扩散 你能解释蒸汽扩散和火柴混乱的 真正原因吗？ 蒸汽扩散 火柴散落 But Mom! I’m in tune with the disorder of the universe! 10 10 这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？ 思考: 两个反应都是混乱度增大的反应 NaHCO3(s)+HCl(aq)=CO2(g)+NaCl(aq)+H2O(l) ∆H = +31.4KJ/mol 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) 　 ∆H = +109.8kJ/mol 定义：描述体系混乱度的物理量。 符号：S 单位：J·mol-1·K-1 混乱度越大，熵值越大 熵 微粒个数N : 微粒数越多，熵值越大 S 12 Water:69.9J mol-1K-1 Solid:47.9J mol-1K-1 Gas:188.7J mol-1K-1 1) 同一物质的熵值大小: S(气) S(液) S(固) ＞ ＞ 同一物质在不同状态时的熵值 2)产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应都是体系熵值 的反应。 增加（ ∆ S＞0） 液体遍地流 固体不乱跑 气体到处飞 13 age ∆ S 0 画图 When you drop a broken egg . . . It doesn’t become whole “落叶永离，覆水难收；欲死灰之复燃，艰乎其力；愿破镜之重圆，冀也无端；人生易老，返老还童只是幻想。” 15 15 思考：在一定温度和压强下，化学反应一定不能向着熵减小的方向自发进行吗？ 焓变和熵变都与反应的自发性有关，要判断反应进行的方向，必须综合考虑焓变和熵变。由焓判据和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。 有些熵减的过程也可自发进行，即ΔS＜0 Fe(OH)2(s) + O2(g) + H2O (g) ＝ Fe(OH)3(s) 2NO (g) + 2CO (g) ＝ N2 (g) + 2CO2 (g) 　 液态水变成固态水，从焓变的角度能自发，从熵变的角度不能自发，该怎么办？结合二者进行判断。其实这个反应焓变起主要作用。 18 化学反应的最终判据到底是什么呢？ △ G = △H — T △S 自由能变化 自主学习：P45资料卡片 自发反应的方向与焓变 和 熵变有关。 自由能ΔG （等温、等压条件下的封闭体系） ΔG = ΔH﹣TΔS 判断标准 Δ G ＜ 0 反应能自发进行 Δ G ＞0 反应不能自发进行 Δ G ＝0 反应处于平衡状态 复合判据 【例题】 已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。一定条件下,下列反应不能自发进行的是(　　) 化学反应方向的判断 对自由能的四种情况全包括，非常不错 21 温度对反应方向的影响 源于实际 应用概念 1.汽车尾气中的主要污染物是NO和CO,它们是现代化城市中的大气污染物。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气： 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 你能否判断该反应在室温下能自发进行吗？1. 已知 298K、100kPa下，ΔH= -746.8KJ·mol -1 ΔS＝-197.5J·mol－1·K－1 ΔG = ΔH - TΔS = -746.8KJ·mol-1 + 298K×197.5×10-3 KJ·mol－1·K－1 = -687.945 KJ·mol-1 <0 可自发进行！ 23 1.下列说法正确的是∶（ ） A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现； D、自发反应在任何条件下都能实现。 C 【课堂练习】 24 2.250C和1.01×105Pa时，反应 N2O5（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 3.下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是( ) A．1molSO3在不同状态时的熵值： S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)] B．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行， 则该反应的ΔH>0 C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行 D．2KClO3(s)=2KCl(s)+3CO2(g) ΔH>0能否自发进行与温度无关 B 本节课到此结束 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 $