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

第三节　化学反应的方向 第二章　化学反应速率和化学平衡 1 水总是自发地由高处往低处流 留意自然 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 高锰酸钾溶于水 SO2 溶于水 H2 燃烧 非自发过程： 在一定条件下 ， 需持续借助人为作用才能进行的过程。 蒸发溶剂， 获得食盐晶体 水泵抽水 电解水 一、能量判据（焓判据） 一般地 ， ΔH＜0 的反应 ， 常常容易自发。 体系趋向于从高能状态转变为低能状态，体系会对外做功或者释放热量即ΔH＜0 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 ΔH＜0 人们发现， 自然界中还存在着 一种能够推动体系变化的因素 ——体系有从有序自发的转变成无序的倾向！ 硝酸铵溶于水 吸热过程 玩过的扑克牌 有 序 混 乱 火柴散落 二、熵判据 1850年, 克劳修斯提出用熵来衡量体系混乱(无序)程度的物理量，用S表示。 1. 熵： 用来度量体系混乱程度的物理量。 2. 符号：S 单位： J ·mol-1 ·K-1 3. 体系混乱度越大， 熵值越大。 固体的溶解 、 气体的扩散过程等都是混乱度增加的过程。 4. 熵变和熵增原理 （1 ） 熵变(ΔS ）： 产生新物质或物质状态和数量有变化就存在熵变。 ΔS =S生成物－S反应物 （2 ） 熵增原理： 在与外界隔离的体系中， 自发过程将导致体系的熵增大。 该原理是用来判断过程方向的 一 个因素 。 熵判据 等量的同一物质：S (g) ＞ S (l) ＞S (s) S(水蒸气)： 188.7 J ·mol- 1 ·K- 1 S(水) ： 69.9 J ·mol- 1 ·K- 1 S(冰) ： 47.9 J ·mol- 1 ·K- 1 ΔS=S(产物)－S(反应物) ΔS＞0，熵增反应 ΔS＜0，熵减反应 ①同一物质在不同状态下熵值不同， 一般规律是 S(g)>S(l)>S(s) ②在化学反应中，气态物质的系数增大， 则熵增大。反之，则熵减小 4Na(s) + O2(g)=2Na2O(s) ΔS =-259.86J·mol-1·K-1 ΔH =-828.44 kJ·mol-1 焓判据 ΔH<0 熵判据 ΔS<0 自发反应 有利于 不利于 矛盾 主要方面 次要方面 综合考虑体系的焓变与熵变 高中化学 (NH4)2CO3 ＝2NH3 ↑ + CO2 ↑ + H2O 1． 碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气。 对其说法中正确的是（ A ） A． 其分解是因为生成了易挥发的气体， 使体系的熵增大 B． 其分解是因为外界给予了能量 C． 其分解是吸热反应， 据能量判据能自发分解 D． 碳酸盐都不稳定， 都能自发分解 1876年，吉布斯（美）提出自由能变化 ΔG，并认为化学反应总是向着自由能减小（ ΔG < 0）的方向进行，直至达到平衡。 ΔG = ΔH-T ΔS ΔG = ΔH—TΔS < 0 反应能自发进行 ΔG=ΔH—TΔS = 0 反应达到平衡状态 ΔG=ΔH—TΔS > 0 反应不能自发进行 ΔG的正负除了与焓变、熵变有关，还与什么有关？ ΔH ΔS 能自发 不能自发 高温自发 低温自发 ΔG = ΔH（+）-T（↑） ΔS（+）< 0 ΔG = ΔH（-）-T（↓） ΔS（-）< 0 ΔG = ΔH（+）-T ΔS（-）> 0 ΔG = ΔH（-）-T ΔS（+）<0 分析下列过程的焓变、 熵变与反应方向 CaCO3(s) ＝ CaO(s)+CO2(g） ΔH=＋178.2 kJ ·mol-1 吸热 ΔS = ＋169.6 J ·mol-1 ·K-1 熵增 高温自发， 低温不自发 2． 已知反应： 2NO(g)＋2CO(g)==N2(g)＋2CO2(g)， 在298 K、 101 kPa 的条件下， 其ΔH＝－ 113.0 kJ ·mol－1， ΔS＝－ 145.3 J ·mol－1 ·K－1。 该 反 应 能 ( 填 “ 能 ” 或 “ 不 能 ” ) 用 于 消 除 汽 车 尾 气 中 的 NO ， 理 由 为 该反应 的ΔH－TΔS≈ - 69.7 kJ ·mol－1<0， 说 明该反应在理论上是可行 的， 所 以 能 用 于 消 除汽车尾气中的NO。 ΔG= ΔH－TΔS =-113.0 kJ ·mol－1 －298 K×(－145.3×10－3 kJ ·mol－1 ·K－1) ≈ - 69.7 kJ ·mol－1 < 0， 故理论上该反应能自发进行。 $