2.3 化学反应的方向 课件-2026-2027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的判据，涵盖自发过程、焓变、熵变及自由能等核心知识。以碳燃烧与二氧化碳分解的问题导入，通过高山流水等自然界自发过程建立认知，逐步过渡到化学自发反应及判据，形成递进式学习支架。 其亮点在于融合化学观念与科学思维，用墨水扩散、耳机线缠绕等生活实例助学生理解熵增原理，结合“科学史话”引导质疑焓判据局限，培养证据推理能力。练习设计如判断ΔS变化强化应用，课堂小结整合判据，助力学生构建知识体系，也为教师提供逻辑清晰的教学资源。

第三节 化学反应的方向 第二章 化学反应速率与化学平衡 【情景引入】 碳和氧气燃烧可以得到二氧化碳，而二氧化碳却很难分解成碳和氧气，为什么？ 【学习任务一】自发过程与自发反应 自然界中的自发过程 高山流水 墨水扩散 花香四溢 自由落体 3 【学习任务一】自发过程与自发反应 (1)含义：一定条件下，不借助外力就可自发进行的过程 (2)特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态 (体系对外部做功或释放热量) ②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向 (无序体系更加稳定) (3)非自发过程：一定条件下，需持续借助外力才能进行的过程 1.自发过程 2.自发反应 想一想：你知道有哪些化学反应能自发进行？ (1)含义：在给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的反应 (2)非自发反应：不能自发进行，必须借助某种外力才能进行的反应 3.应用 (1)自发反应可被用来做“有用功”。 如H2的燃烧可设计成燃料电池 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。 如电解水 【学习任务一】自发过程与自发反应 1．下列过程是非自发的是 （ ） A．水由高处向低处流 B．天然气的燃烧 C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰 练习一： D (1)自发反应不需要任何条件就能发生吗？ 也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 (2)非自发反应一定不能发生吗？ 在一定条件下能发生。 【学习任务一】自发过程与自发反应 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 水　流 电　流 热 量 自发 高处 低处 自发 高电位 低电位 自发 高温 低温 1.焓变与化学反应的方向 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， 因此反应放热有利于反应自发进行。 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 19世纪初，贝特罗（法）和汤姆逊（丹麦）提出：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。 科学史话 你如何评价贝特罗和汤姆逊的观点？ 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g) ∆ H ﹥ 0 想一想：吸热反应都不能自发进行吗？ 多数放热反应是自发进行的，有些吸热反应也可以自发进行，只用放热或者吸热(ΔH)判断反应是否自发是不全面的。 归纳总结 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 2.熵变与化学反应的方向 吸热反应为什么能自发进行？ 有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列 放在包里的耳机线总是自发地缠绕打结 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 整理好的房间一段时间后总是会变得杂乱无章 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 固体溶解过程 气体的扩散 纯物质相互接触后自发地混合形成混合物 体系混乱度增大 用什么物理量来描述体系的无序程度？ 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 (1) 概念 熵——用来度量体系混乱程度的物理量。符号S 熵变——生成物与反应物的熵值之差。符号ΔS S(水) ：69.9 J mol-1K-1 S(冰) ：47.9 J mol-1K-1 S(水蒸气)：188.7 J mol-1K-1 (2)熵值大小 ①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。 ②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 ③通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 1850年, 克劳修斯 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) ΔS<0 ΔS>0 ΔS<0 ΔS<0 ΔS>0 练习二： 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 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) 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 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 自发反应一定是熵增加的反应吗？ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆ S﹤0 交流讨论 (3)熵变与化学反应进行方向的关系 体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向， 即ΔS>0。 通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。 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。事实上，与环境既没有物质交换也没有能量交换的孤立体系或绝热体系，自发过程总向着熵增加的方向进行。 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。 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 √ 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 CaCO3(s)= CaO(s)+ CO2(g) ∆ H = + 178.2 kJ·mol-1 ∆ S = +169.6 J·mol-1·K-1 √ X ? √ X √ X 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 3.自由能与化学反应的方向 (1)自由能： ΔG＝ΔH－TΔS (ΔG单位: kJ·mol－1； T: 开尔文温度，单位K) ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 (2)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 化学反应方向的判断方法 归纳 提升 类型 ΔH ΔS ΔG 反应的自发性 1 <0 >0 <0 一定能自发 2 >0 <0 >0 一定不能自发 3 <0 <0 正负决定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 【学习任务二】化学反应进行方向的判据 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 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 【学习评价】 3.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) 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 A B 【学习评价】 【课堂小结】 化学反应进行的方向 复合判据 熵判据 焓判据 2.已知：①2H2＋O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2H2O；②2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解))2H2↑＋O2↑。①是自发反应，②是非自发反应，通过对上述反应的分析，思考： $