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

形成天才的决定性因素是勤奋。 化学 导学案 学 校 年 级 高二 课 题 2.3化学反应的方向 课 型 新授课 课 时 第1课时 （共1课时） 主备教师 授课教师 授课班级 1.1 学习目标 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。 复 习 导 入 知识回顾： ①如何表示化学反应进行的快慢？②如何表示化学反应的限度？③那么如何判断化学反应进行的方向？ 新 知 探 究 思考时间： 自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。 上述过程有何共同点？ 一、自发过程与自发反应 自发过程： 自发反应： 交流--思考：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？它们有何共同特点？ 共同特点： 从能量角度分析它们为什么可以自发进行？ 二、化学反应进行方向的判据 1、能量判据（焓判据） 能量判据（焓判据）∶自发过程的体系趋向于从 转变为 （填“高能状态”或“低能状态”） 即△H 0的反应有自发进行的倾向（填“＞”或“＜”） 多数能自发进行的化学反应是 反应 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一 温馨提醒： （1）焓判据只能用于判断 ，能否实现要看具体条件； （2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。 （3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素 随堂小练： 1、知道了某过程有自发性之后，则（ ） A.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 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 思考时间:是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？ 你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？ 有序→混乱 2、熵判据 （一）熵 a、定义： b、符号： c、常用单位： d、影响熵大小的因素： 混乱度越大→体系越无序→熵值越大 ①与物质的量的关系 物质的量越大→粒子数越多→熵值越大 ②对于同一物质，当物质的量相同时， S(g)>S(l)>S(s) ③不同物质熵值的关系： I、物质组成越复杂→熵值越大 II、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大 (二)熵变 （1）定义： （2）计算公式：ΔS= （三）熵判据——又称熵增原理 体系有自发向混乱度 的方向变化的倾向。(即熵增的方向△S 0) △S越大，越有利于反应自发进行 判一判： 1、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) 2、下列反应中，熵减小的是（ ） 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) 思考与交流：自发反应一定是熵增加的反应吗？ 思考：化学反应是否能够自发进行的最终判断依据是什么呢？ 正确判断一个化学反应是否能够自发进行，必须综合考虑体系的 和 。 （四）复合判据（自由能判据） 研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是 反应进行方向的判断方法： △G = △H - T△S 0 反应能自发进行 △G = △H - T△S 0 反应不能自发进行 △G = △H - T△S 0 反应达到平衡状态 小结： 应用判据时的注意事项： （1）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。 （2）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。 （3）只适用于没有发生的反应，注：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。 判一判：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) (3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) (4) 2CO(g)=2C(s)+O2(g) 课 堂 检 测 【随堂练习】 1、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 2、25℃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。 本 课 小 结 化学反应进行方向的判据： 1. 焓判据 2. 熵判据 3. 复合判据：△G △G =△H－T △ S; △G ＜0 反应能自发进行 △G =△H－T △ S ;△G ＞0 反应不能自发进行 课 后 作 业 练习册科学素养综合练 2.3 化学反应的方向 导学案 答案 思考时间（共同点） 都是在一定条件下不需要外界持续做功就能自动进行的过程。 一、自发过程与自发反应 · 自发过程：在一定条件下，不需要外界持续做功就能自动进行的过程。 · 自发反应：在一定条件下，不需要外界持续做功就能自动进行的化学反应。 交流 — 思考 · 共同特点：都是放热反应（ΔH＜0） · 能量分析：体系从高能状态转变为低能状态，能量降低，有利于自发进行。 二、化学反应进行方向的判据 1、能量判据（焓判据） · 自发过程趋向于从高能状态转变为低能状态 · ΔH ＜ 0 的反应有自发进行的倾向 · 多数自发进行的化学反应是放热反应 · 温馨提醒（1）：焓判据只能用于判断反应进行的方向 随堂小练 1. A 2. D 2、熵判据 （一）熵 a. 定义：用来衡量体系混乱度的物理量b. 符号：Sc. 常用单位：J·mol⁻¹·K⁻¹ （二）熵变 （1）定义：反应前后体系熵的变化量（2）计算公式：ΔS = 生成物总熵 − 反应物总熵 （三）熵判据（熵增原理） 体系有自发向混乱度增大的方向变化的倾向，即 ΔS ＞ 0 判一判 1. 熵变判断：(1) 水蒸气冷凝成水：ΔS＜0(2) 硫酸铜溶于水：ΔS＞0(3) CaCO₃(s)=CaO(s)+CO₂(g)：ΔS＞0(4) 2N₂O₅(g)＝4NO₂(g)+O₂(g)：ΔS＞0(5) 2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l)：ΔS＜0 2. 熵减小的是：D 思考与交流 自发反应不一定是熵增加的反应。最终判断依据：必须综合考虑体系的焓变和熵变。 （四）复合判据（自由能判据） · 判据公式：吉布斯自由能 ΔG = ΔH − TΔS · ΔG ＜ 0：反应能自发进行 · ΔG ＞ 0：反应不能自发进行 · ΔG ＝ 0：反应达到平衡状态 判一判（自发条件） (1) 钠与水反应：所有温度下自发（ΔH＜0，ΔS＞0）(2) NH₃(g)+HCl(g)=NH₄Cl(s)：低温自发（ΔH＜0，ΔS＜0）(3) C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)：高温自发（ΔH＞0，ΔS＞0）(4) 2CO(g)=2C(s)+O₂(g)：所有温度下都不自发（ΔH＞0，ΔS＜0） 课堂检测 1. C 2. D 学科网（北京）股份有限公司 $