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

1 J·mol-1·K-1 自由能与化学反应的方向 ∆ G = ∆ H – T ∆ S ∆ G = ∆ H – T ∆ S （Ｔ为热力学温度，为正值） D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g) 下列说法中正确的是（ ） 3kJ·mol-1 ∆ S = -280. 判断下列反应能否自发进行 通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。 问题一：什么是自发反应？ 但只根据熵变判断化学反应的方向是不全面的。 想一想：下列吸热反应为什么能自发进行？有什么共同点？ 1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？ 1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？ 4 J·mol-1·K-1 问题一：什么是自发反应？ 9 J·mol-1·K-1 有序排列的火柴散落时成为无序排列 化学（人教版）选择性必修1 第二章 第三节 利用熵变和焓变对自发反应方向性的判断不一致时，怎么办？ 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) 1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？ 能够自发进行的反应一定是熵增的过程 化学反应的方向 授课教师： 学校： 化学（人教版）选择性必修1 第二章 第三节 化学反应的快慢 化学反应的限度 化学反应的方向 ——化学反应速率 ——化学平衡 —— ? 化学反应原理 水总是自发地由高处往低处流 导入情景 石头自发地由山顶向山下滚 红墨水扩散 铁生锈 导入情景 自发反应：在一定条件下, 不需外界帮助就能自动 进行的反应，称为自发反应。 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。 总结感悟 下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？ C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)　　　　　 △H = -571.6 kJ·mol-1 交流讨论 共同特点：△H＜0即放热反应 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 ∆ H＜0 焓判据：体系趋向于从能量高的状态转变为能量低的状态， 一般地，△H＜0的反应，常常容易自发 总结感悟 结论：△H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) △H = +56.7 kJ·mol-1 (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) △H = +74.9 kJ·mol-1 焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。 引申思考 思考： 是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？ 有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列 联系生活 吸热反应为什么能自发进行？ 下课铃响了，教室变得杂乱无章 整理好的房间一段时间后总是会变得杂乱无章 联系生活 总结感悟 熵：符号为S，单位为J·mol-1·K-1 1850年, 克劳修斯提出用熵来度量体系的混乱（或无序）程度。体系越混乱，熵越大 。 熵判据：孤立体系或绝热体系中， 反应自发向熵增的方向进行。 通常情况下，固体溶解，墨水扩散，气体分子数增大的化学反应为熵增的过程。 S(水) ：69.9 J·mol-1·K-1 S(冰) ：47.9 J·mol-1·K-1 S(水蒸气)：188.7 J·mol-1·K-1 同一物质：S(g)>S(l)>S(s)。 交流讨论 想一想：同一物质不同状态下熵值相等吗？ 1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？ A.少量的食盐溶解于水中 B.气态水变成液态水 C. 2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s) D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g) E. HCl(g) + NH3(g) = NH4Cl (s) 交流讨论 ΔS<0 ΔS>0 ΔS<0 ΔS<0 ΔS>0 2．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 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) 交流讨论 想一想：下列吸热反应为什么能自发进行？有什么共同点？ 上述反应过程中气体分子数增大，反应的熵值增大。 ∆ S ﹥ 0 交流讨论 想一想：自发反应一定是熵增加的反应吗？ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆ S﹤0 推论： 熵增有利于反应自发进行， 但只根据熵变判断化学反应的方向是不全面的。 结论： 自发反应的方向与焓变、熵变有关，判断反应自发进行的方向，需综合考虑体系的焓变和熵变。 √ X 2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g) ∆ H = -78.03 kJ·mol-1 ∆ S = +494.4 J·mol-1·K-1 CO(g)==C(s，石墨)+1/2O2(g) ∆ H =+110.5 kJ·mol-1 ∆ S = -89.36 J·mol-1·K-1 判断下列反应能否自发进行 4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s) ∆ H = -444.3kJ·mol-1 ∆ S = -280.1 J·mol-1·K-1 牛刀小试 CaCO3(s)= CaO(s)+ CO2(g) ∆ H = + 178.2 kJ·mol-1 ∆ S = +169.6 J·mol-1·K-1 √ X 利用熵变和焓变对自发反应方向性的判断不一致时，怎么办？ ? √ X √ X 自由能变化△G 当△G<0时，反应为自发反应 当△G>0时，反应为非自发反应 ∆ G = ∆ H – T ∆ S （Ｔ为热力学温度，为正值） 资料卡片 当△G=0时，反应为平衡状态 焓变ΔH 熵变ΔS 反应的自发性  ＜0 ＞0   ＞0 ＜0   ＜0 ＜0   ＞0 ＞0   非自发 自发 低温可行 高温可行 资料卡片 ∆ G = ∆ H – T ∆ S 影响因素： 化学反应的方向 反应焓变 反应熵变 共同影响 吸热 放热 熵增 熵减 焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发 温度 课堂小结 1. 下列说法中正确的是（ ） A.凡是放热反应都是自发的，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小或不变 C.熵增加且放热的反应一定是自发反应 D.非自发反应在任何条件下都不能实现 课堂练习 2.能用焓判据判断下列过程的方向的是（ ） A.水总是自发地由高处往低处流 B.室温下冰融化成水 C.有序排列的火柴散落时成为无序排列 D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律混乱排列的几率大 C A 3. 下列反应中，熵减小的反应是（ ） A.(NH4)2CO3(s) = NH4HCO3(s) +NH3(g) B.2N2O5(g) = 4NO2(g) +O2(g) C.MgCO3(s) = MgO(s) +CO2(g) D.2CO(g)= 2C(s) +O2(g) 课堂练习 4. 某化学反应其ΔH = -122 kJ·mol-1，ΔS = +231 kJ·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行（ ） A.在任何温度下都能自发进行 B.在任何温度下都不能自发进行 C.仅在高温下自发进行 D.仅在低温下自发进行 D A 交流讨论 5.下列说法中，正确的是(　　) A.冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B.能够自发进行的反应一定是放热反应 C.ΔH<0的反应均是自发进行的反应 D.能够自发进行的反应一定是熵增的过程 A 谢 谢 ！ $