2.3 化学反应进行的方向 课件-2025-2026学年上学期高二化学同步课件(人教版选择性必修1)

该高中化学课件聚焦“化学反应进行的方向”，涵盖自发过程与反应、焓变、熵变及复合判据（ΔG=ΔH-TΔS）等核心知识。课堂导入从生活自发过程实例（水流、冰块融化等）切入，引导归纳共性，搭建“生活现象—化学概念—判据探究”的学习支架，衔接自然。 其亮点是以“单一判据局限—复合判据普适”为主线，通过辨析“焓减一定自发”等误区培养科学思维，结合合成氨条件选择、碳酸钙分解等实例深化化学观念，检测题如汽车尾气反应计算提升应用能力。学生能构建系统知识，教师可高效落实核心素养。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应进行的方向 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 通过生活实例与实验分析，掌握焓变（ΔH）、熵变（ΔS）对反应方向的影响，理解 “自发反应” 的定义，深化宏观辨识与微观探析素养。​ 通过规律归纳与公式应用，掌握利用复合判据（ΔG=ΔH-TΔS）判断化学反应方向的方法，能结合温度分析判据的适用场景，提升证据推理与逻辑分析能力。​ 结合工业合成（如合成氨）、自然界自发过程（如铁生锈）实例，体会反应方向判断对调控化学反应的意义，增强科学态度与社会责任意识。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 知识掌握：明确自发反应的定义，理解焓变（ΔH）与能量变化、熵变（ΔS）与体系混乱度的关联，掌握二者对反应方向的影响规律；精准认知复合判据（ΔG=ΔH-TΔS）的内涵及应用规则，建立 “单一判据局限 — 复合判据普适” 的认知逻辑。​ 能力培养：能结合物质状态变化、粒子数增减判断常见过程的熵变正负，能运用复合判据定性分析不同温度下反应的自发性；能通过实例辨析 “焓减一定自发”“熵增一定自发” 等误区，提升基于热力学参数的推理与辨析能力。​ 素养塑造：结合工业合成（如合成氨条件选择）、自然现象（如碳酸钙分解）等实例，认识反应方向判断对优化生产条件、解释自然过程的价值；培养 “多角度分析问题” 的科学思维，强化宏观现象与微观本质相联系的化学核心素养。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 自然界中水总是自动从高处往低处流； 电流总是从自动电位高的地方向电位低的地方流动； 室温下冰块自动融化； 墨水自动扩散； 食盐自动溶解于水； 火柴棒自动散落等。 上述过程有何共同点？ 有明显的自发性 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节一：自发过程与自发反应 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。 无需外力 自发进行 借助外力 非自发进行 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节一：自发过程与自发反应 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。 非自发过程 ：在一定条件下，需要持续借助人为作用力才能进行的过程。 生活中常见的自发过程 这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节一：自发过程与自发反应 特点: （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） 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节一：自发过程与自发反应 自发反应：在一定条件下，无需外力，有能自动发生反应的趋势的一类反应 钢铁生锈 湿法炼铜 木材燃烧 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节一：自发过程与自发反应 1.自发反应具有方向性：即在一定条件下反应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 2.自发反应是指该反应过程有自发进行的倾向：但不一定能够实际发生，发生时速率也不一定大，非自发反应在一定条件下也可能发生。如煤的燃烧是自发反应，但在常温下不能自发进行。 注意： 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节二：化学反应进行的方向与焓变的关系 1.从能量角度分析这些自发过程过程一般有什么共同特点？ 2.在一定的温度、压强条件下，有的化学反应也是自发进行的，如何判断化学反应自发进行的方向？ 对外做功或释放热量 高能状态 低能状态 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节二：化学反应进行的方向与焓变的关系 大多数放热反应可以自发进行。请猜测焓变(ΔH )与反应自发进行的关系 △H= -285.8 kJ·mol-1 △H= -216.8 kJ·mol-1 △H= -57.3kJ·mol-1 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) Zn(s) + CuSO4 (aq) = ZnSO4(aq)+ Cu(s) NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O(l) 放热反应(△H<0 )具有自发进行的倾向　　　 反应热 反应过程 能量 反应物 生成物 可否依据△H的正负将化学反应分为自发反应和非自发反应？ 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节二：化学反应进行的方向与焓变的关系 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 ∆ H＜0 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节二：化学反应进行的方向与焓变的关系 能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ＜ 0）。 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全。 焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 2N2O5(g)＝4NO2(g) + O2(g) △H= ＋56.7kJ/mol (NH4 ) 2CO3(s) ＝NH4HCO3(s)+NH3(g) △H= ＋74.9kJ/mol 下列反应也能够自发进行 NaHCO3(s)+HCl(aq) ＝NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l) △H= ＋31.4kJ/mol 思考：什么因素驱动了吸热反应的自发进行？ 花香四溢、酒香扩散、食盐溶解于水有什么共同的特点？ CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g) △H= ＋178.5 kJ/mol 高温 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 有序 混乱 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 混乱度大 混乱度小 自发过程进行的方向还与“混乱度”有关 两瓶中气体的颜色相同 不需要外界的任何作用，气体通过分子的扩散自发地混合均匀 熵(S) 有序 状态 无序 状态 转化为 密闭条件下 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 熵( S ) 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。 ——描述体系无序程度的物理量 熵值越大，体系无序程度/混乱度越大。 同一物质：S(g) > S(l) > S(s) 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 (1)同一条件下，不同的物质熵值不同 (2)同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s) (3)物质的量越大，分子数越多，熵值越大 (4)反应过程中气体物质的量增加的反应是熵增大 (5)固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程是熵增大 【影响熵大小的因素】 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 ΔS 为反应产物的总熵与反应物的总熵之差。 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正值，为熵增加反应，如： ΔS =S反应产物－S反应物 对于确定的化学反应在一定条件下有确定的熵变 2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)      ΔS = +57.2 J·mol-1·K-1 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)      ΔS = +169.6 J·mol-1·K-1 熵变（ ΔS ） 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 下列自发过程的熵变有何特点？ (1)冰→ 液态水 → 水蒸气 (2)氯化钠晶体溶于水 (3)自发进行的吸热反应： N2O5分解：2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)    ΔH=+56.7kJ/mol 碳酸铵的分解：(NH4 )2CO3(s) NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ/mol 共同点：熵（S）增加 ΔS=S产物总熵－S反应物总熵 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 熵变（△S） △S=S(产物）-S(反应物） △S>0,熵增反应 △S<0,熵减反应 体系趋向于从有序状态转变为无序状态， 因此熵增反应(△S>0 )具有自发进行的倾向 。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节三：化学反应进行的方向与熵变的关系 但某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行 NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s) S<0 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。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节四：化学反应进行的方向的复合判据 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。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节四：化学反应进行的方向的复合判据 体系自由能变化(符号为G，单位为kJ/mol)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： G=H-TS，G为吉布斯自由能 反应不能 自发进行 ΔG > 0 ΔG ＝ 0 反应处于 平衡状态 反应能 自发进行 ΔG < 0 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节四：化学反应进行的方向的复合判据 结合公式G＝H-TS，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 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 化学反应进行的方向 环节四：化学反应进行的方向的复合判据 应用吉布斯自由能的注意事项： 在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质，如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果； 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； 只适用于没有发生的反应； 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。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 知识建构 化 学 反 应 方 向 的 判 断 焓判据 熵判据 复合判据 放热过程中体系能量降低，ΔH＜0， 具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故焓变只是影响反应反向的一种因素 ①熵的大小：同种物质，熵值：气态>液态>固态 ②熵判据：体系的无序程度增加(即熵增)，ΔS＞0反应有自发进行的倾向，但有些熵减的过程也能自发进行，故熵变只是影响反应方向的一种因素 ＞0，反应不能自发进行 ΔH-TΔS =0，反应达到平衡 ＜0，反应能自发进行 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 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 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 2.以下说法中正确的是 (　　) A.ΔH<0的反应均是自发反应 B.自发进行的反应一定能随时自动发生 C.冰在室温下自动融化成水,这是熵增的过程 D.MgCO3(s)====MgO(s)+CO2(g)高温下,不能自发 C 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 3.下列对化学反应方向的说法,正确的是 (　　) A.同一物质的固、液、气三种状态的熵值递减 B.常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)=2Na2SO4(s)能自发进行,则ΔH<0 C.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)　ΔH>0,ΔS>0,不论在何种条件下都不可能自发进行 D.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据 B 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 4.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法正确的是(　　) A．该反应是熵增大的反应 B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂 C．该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是增大反应的速率 D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应 C 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 5.试判断用于汽车净化的一个反应2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在298 K、100 kPa下能否自发进行? 已知:在298 K、100 kPa下该反应的ΔH=-113.0 kJ·mol-1,ΔS=-145.3 J·mol-1·K-1。 ΔG=ΔH-TΔS=-113.0 kJ·mol-1-298 K×[-145.3 J·mol-1·K-1)]×10-3≈-69.7 kJ·mol-1<0 可以自发进行 感谢您的观看 Thank you $