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

化学反应进行的方向 第三节 1 思+议： 1.自发过程与自发反应都具有什么性？ 2.放热反应都能自发进行么？ 吸热反应一定不能自发进行么？ 3.什么是熵？熵增加的反应一定可以自发进行吗？ 4.如何利用自由能来判断化学反应进行的方向？ 1.自发过程与自发反应都具有 性。 有些化学反应也是自发进行的。 如： ， ， ， 。 自然界中存在某些自发过程： 方向 铁生锈， 甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、 锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4 1.自发反应的方向——焓判据 实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。 Zn(s) +CuSO4(aq) === ZnSO4 (aq) +Cu(s) ΔH =-216.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)== H2O(l) ∆H= -285.8kJ·mol-1 思考2：吸热反应一定不能自发进行么？ 思考1：从能量角度分析它们为什么可以自发进行？ 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定。 所以：当△H < 0 有利于反应自发进行。 不一定。 如：2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 结论： （1）△H <0时， ，但自发反应不一定要△H 0。 （2）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素， 但不是 因素 . 所以：只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 有利于反应自发进行 < 唯一（或决定） 5 墨水扩散 2.自发反应的方向——熵（混乱度）判据 实验还发现，自发过程进行的方向还与“混乱度”有关。 液 固 显然，这些过程都是自发地: 从混乱度小（有序）向混乱度大（无序）的方向进行。 也就是说“熵增”（∆S>0）有利于反应自发进行。 6 2.自发反应的方向——熵判据 思考1：导致熵增(△S＞0）的一些因素会有哪些？ 1.同一物质状态改变： 。 2.固体的溶解过程、扩散过程。 3.反应过程中气体物质的量增多的反应。 4.不同物质熵值间的关系：物质的组成越复杂，其熵值越大，一般组成物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度越大，熵值也越大。 S(g)>S(l)>S(s) 总结熵的结论： （1）△S 0有利于反应自发进行， 但自发反应 （一定/不一定） 要△S > 0。 思考2：自发反应一定是熵增加的反应吗？ （2）熵变是反应能否自发进行的一个因素, 但不是 因素。 2.自发反应的方向——熵判据 不一定；4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s) > 不一定 唯一（或决定） 8 化学反应是否能够自发进行的最终判断依据是什么呢？ 综合考虑焓变和熵变 3.自发反应的方向—复合判据 自由能：△G = △H - T△S △G＜ 0 反应 (能/不能）自发进行 △G ＞0 反应 (能/不能）自发进行 △G ＝0 反应： 。 能 不能 处于平衡状态 9 △H △S ∆H>0 ∆S>0 ∆H>0 ∆S<0 ∆H<0 ∆S>0 ∆H<0 ∆S<0 △G = △H - T△S 所有温度下 反应自发进行 高温下 反应自发进行 所有温度下 反应不能自发进行 低温下 反应自发进行 10 1.焓(H)判据——H 0，有利于反应自发进行, 但自发反应不一定要△H＞0。 H S Ｇ 反应在该状况下能否自发进行 ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ ＜０ ＜０ 自发进行 ＞０ 不自发进行 高温自发,低温不自发 知识小结 2.熵(S)判据——S 0，有利于反应自发进行, 但自发反应不一定要△S＜0。 3.复合判据——Ｇ ＜ ＞ 低温自发，高温不自发 11 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)所有能够自发进行的化学反应都是放热反应。(　　)(2)自发反应在任何条件下都能发生。 (　　)(3)同一种物质的固、液、气三种状态的熵值相同。 (　　)(4)非自发过程在一定条件下可能变成自发过程。 (　　)(5)需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程。 (　　)(6)ΔH>0,ΔS<0的反应,任何温度下都不能自发进行。 (　　)(7)反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行, 则该反应的ΔH<0。 ( ) (8)2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0。 (　　) 随堂小练 2、以下自发反应可用能量判据来解释的是( ) A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol D 1、知道了某过程有自发性之后，则（ ） 可判断出过程的方向 B.可确定过程是否一定会发生 C.可预测过程发生完成的快慢 D.可判断过程的热效应 A 随堂小练 13 2.判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零。 (1)水蒸气冷凝成水 (2)硫酸铜溶于水 (3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) (4) 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) (5)2H2(g) + O2(g) ＝2H2O (l) △S<0 △S>0 △S>0 △S>0 △S<0 随堂小练 14 3、判断下列反应什么条件下能自发进行？ (1) 钠与水反应 (2) NH3(g)+HCl(g) =NH4Cl(s) C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) (4) 2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H <0 △S>0 自发进行 △H <0 △S <0 低温自发进行 △H >0 △S>0 高温自发进行 △H >0 △S<0 非自发进行 随堂小练 15 4.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， 多数的能自发进行的反应是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值， 其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 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 随堂小练 16 5、下列对熵的理解不正确的是 (　 　) A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小 D．25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋ O2(g)是熵增加的反应 C 随堂小练 6. 反应FeO(s)+C(s)=Fe(s)+CO(g)　ΔH>0、ΔS>0, 下列说法中 正确的是( 　) A.低温下自发进行,高温下非自发进行 B.高温下自发进行,低温下非自发进行 C.任何温度下均非自发进行 D.任何温度下均自发进行 随堂小练 B 7.下列判断错误的是(　　)。①反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) 在室温下可自发进行, 则该反应的ΔH<0②CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 在室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0 ③一定温度下,自发反应MgCl2(l)=Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0④常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g) 不能自发进行,则该反应的ΔH>0A.①③　　　B.②③　　　C.②④　　　D.② 随堂小练 D 8.相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较,合理的是(　　)。A.1 mol CH4(g)<1 mol H2(g)B.1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g) C.1 mol H2O(s)>1 mol H2O(l)D.1 mol C(s,金刚石)>1 mol C(s,石墨) 随堂小练 B $