2.3化学反应的方向 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学反应方向，核心知识点包括自发与非自发反应、焓判据、熵判据及复合判据。课堂导入通过水流动、沸水变凉等生活实例类比，衔接前两节的反应速率和化学平衡，构建“反应快慢-限度-方向”的完整知识支架。 其亮点在于以“思考与讨论”驱动证据推理，结合熵变实例（如CaCO3分解）培养科学思维，通过复合判据表格和口诀（“大大高温，小小低温”）促进模型认知。当堂检测题（如CO2与H2反应熵变判断）强化应用，助力学生理解抽象概念，教师可通过结构化内容提升教学效率。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向 素养要求 1.结合学过的化学反应实例，了解自发反应和非自发反应的含义。 2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义。 3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向，培养证据推理与模型认知能力。 新课引入 化学反应进行的快慢 化学反应的限度 化学反应进行的方向 ——化学反应速率 ——化学平衡 —— ? 化学反应原理研究的三个内容： 新课引入 水总是自发地从高处流向低处 借助水泵， 持续消耗电能 水从低处流向高处是不能自发进行 新课引入 100°C的沸水 一段时间后热量传递给 周围空气 <100°C的温水 最终 =室温的凉水 沸水可以自发变凉，但是这杯凉水是不可能自发变成沸水的。 新课引入 发自内心的开心 强颜欢笑 自发过程 借助外力，非自发过程 学习任务一 自发过程和自发反应 1. 自发过程 在一定条件(T、P)下，不需要外力作用就能自动进行的过程。 变化过程涉及的温度、压强、点燃、使用催化剂等基本条件。 人为干预（光能、电能等） 特点： ① 方向性： 由能量高 → 能量低 ② 不可逆性 ☆非自发过程：在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。 学习任务一 自发过程和自发反应 1. 自发过程 常温下，冰的融化是自发过程，但水结成冰是非自发过程。 钢铁生锈是自发过程，但生锈的铁变回不锈的铁是非自发过程。 学习任务一 自发过程和自发反应 2. 自发反应 在一定条件（温度、压强）下不需外力（光、电能）作用，就能自动进行的反应，与该反应为吸热反应还是放热反应无关。 如：氢气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 ☆非自发反应 ： 在一定温度和压强下，需要持续借助外力作用（光能，电能）才能进行的化学反应。 外力：不是指反应条件，而是对体系持续提供能量。 氢气的燃烧 水的电解 自发 非自发 2H2O=2H2+O2 当堂检测 1. 下列关于自发过程的叙述，正确的是（ ） A. 只有不需要任何条件就能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 思考与讨论 ① 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1 ② C(s)+ O2(g)=CO2 (g) △H =-393.5kJ/mol ③2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=-882kJ/mol ④ Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)ΔH =-216.8kJ/mol 下列反应在一定条件下都能自发进行，这些反应有何共同特点？ 共同特点： △H < 0 即放热反应 E 反应历程 反应物的能量总和 生成物的能量总和 △H<0 能量由高到低 学习任务二 反应进行的方向 放热反应使体系能量降低，△H <0 有利于反应自发进行 1. 焓判据 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) 　 △H=+109.8kJ/mol 但少数吸热反应也可以自发进行的，如： 结论：△H < 0有利于反应自发进行 但自发反应不一定要△H < 0 NaHCO3(s)+HCl(aq)=CO2(g)+NaCl(aq)+H2O(l) △H=＋31.4KJ/mol 思考与讨论 密闭条件下，体系有从有序自发的转变为无序的倾向 思考：是什么因素驱动了吸热反应的自发进行呢？ 混乱度小（有序） 混乱度大（无序） 自发 学习任务二 反应进行的方向 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。 特点：混乱度 混乱度 。 自发 小 大 有序 无序 学习任务二 反应进行的方向 为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性。科学家用熵（符号为S）来度量这种混乱的程度。 同种物质的熵值变化： S(g) > S(l) > S(s)。 很多自发反应都是熵增的过程 如H2O(g) > H2O(l) > H2O(s) 2. 熵判据 体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS＞0，反应有自发的倾向。 ☆熵：用来衡量体系混乱（无序）程度的物理量。 ☆熵变（△S）： △S=S(后）-S(前） △S>0,熵增反应 △S<0,熵减反应 学习任务二 反应进行的方向 试根据熵的定义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 ①产生气体的反应 ②气体物质的量增大的反应为熵增反应。 学习任务二 反应进行的方向 2NO(g)+2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g) 4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)＝4Fe(OH)3(s) △S<0 结论：△S > 0，有利于反应自发进行， 但自发反应不一定要△S > 0。 大多数自发进行的反应为熵增的反应，但少数熵减的反应也可以自发进行,如： △S<0 2. 熵判据 学习任务二 反应进行的方向 3. 复合判据 自发反应的方向 与 焓变 和 熵变 有关。 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。 当△G＜ 0 时， 反应能自发进行 当△G ＞0时，反应不能自发进行 当△G＝0 时，反应达到平衡状态 △G = △H - T△S 学习任务二 反应进行的方向 △G 不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关 △G = △H - T△S (△G<0可以发生自发反应） △H △S T △G 能否自发进行 < 0 > 0 > 0 < 0 < 0 < 0 > 0 > 0 < 0 任何温度 可以自发进行 > 0 任何温度 都不可以自发进行 低温时 < 0 可以自发进行 高温时 < 0 可以自发进行 3. 复合判据 T绝对温度： 开尔文温度（K）国际单位制 =摄氏（℃）度 + 273. 0 绝对零度达不到，更不可能为负！ 则：T 一定大于零 学习任务二 反应进行的方向 ① 表达式：G = H - TS ② 判据 G＞0， 不能自发进行 G＜0， 能自发进行 ③ 规律 H S H＜0 S＞0 自发 H＞0 S＜0 不自发 S＞0 H＜0 S＜0 低温自发 G = 0， 平衡状态 H＞0 高温自发 口诀：“大大高温，小小低温” 3. 复合判据 当堂检测 2. 一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2 (g) CH3OH(g) +H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为KJ/mol)的变化。关于该反应的下列说法中，正确的是（ ） A.ΔH>0，ΔS>0 B.ΔH>0，ΔS<0 C. ΔH<0，ΔS<0 D.ΔH<0，ΔS>0 C 课堂小结 化学反应进行的方向 复合判据 熵判据 焓判据 ∆H < 0 有利于反应自发进行,但自发反应不一定要 ∆H < 0 很多自发的化学反应都是熵增的过程，即ΔS＞0;但有些 熵减的过程 也可自发进行，即ΔS＜0 ΔG = ΔH﹣TΔS 当堂检测 3. 下列反应中，熵显著增加的反应是(　　) A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) B．3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g) C．2C(s)＋O2(g) === 2CO (g) D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) C 当堂检测 选项 化学方程式 已知条件 预测 A M(s)= X(g)＋Y(s) ΔH＞0 它是非自发反应 B 4M(s)＋N(g)＋2W(l)= 4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH＞0 C 4X(g)＋5Y(g)= 4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH可能大于0 D W(s)＋G(g)= 2Q(g) ΔH＜0 任何温度不能自发进行 4. 下列对化学反应预测正确的是（　 　） C 当堂检测 4. 250C和1.01×105Pa时，反应 2N2O5(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 当堂检测 5. 下列反应在任何温度下均能自发进行的是( ) A.2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B.Ag(s)＋ Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C.HgO(s)===Hg(l)＋ O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D.H2O2(l)=== O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 D Lavf57.56.101 $