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

该高中化学课件聚焦化学反应方向的判断，通过墨水扩散、冰雪消融等实例引导学生理解自发与非自发过程，结合放热反应引出焓判据，吸热反应实例引出熵判据，最终构建吉布斯自由能复合判据，形成递进式知识支架。 其亮点在于任务驱动式探究，如分析冰块融化混乱度变化的学生任务，结合正误判断、选择等评价练习，体现科学探究与实践。通过“焓变是否唯一因素”等问题引导证据推理，培养科学思维，小结表格清晰呈现ΔH、ΔS与反应方向关系，助力学生深化化学观念，教师可提升教学效率。

学习目标 课标解读：知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 必备知识：1、了解自发过程和化学反应的自发性 2、通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念 3、初步了解焓变和熵变对化学反应进行方向的影响 关键能力：能综合考虑焓变和熵变来判断反应自发进行的方向。 学科素养：证据推理与模型认知 学生任务1：结合实例，思考什么是自发过程、非自发过程？什么自发反应、非自发反应？ 任务一、自发过程与非自发过程 飞流直下 冰雪消融 火柴燃烧 墨水扩散 水的电解 任务一、自发过程与非自发过程 【概念】 1、自发过程：一定的条件下，不需要借助外力作用就能自发进行的过程，其逆过程是非自发过程。 2、非自发过程:在一定条件下，需持续借助人为作用才能进行的过程。 3、自发反应与非自发反应 思考：自发反应不需要任何条件就能自发进行吗？ 非自发反应一定不能发生吗? 评价练习1、正误判断 (1)在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程(　　) (2)自发过程不需任何条件就能发生(　　) (3)室温下冰变成水属于自发过程(　　) (4)能自发进行的反应，反应速率一定很大(　　) 任务一、自发过程与非自发过程 评价练习3、过程自发性的作用是(　　) A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定会发生 C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应 评价练习2、下列关于自发反应的叙述正确的是(　　) A.自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的 B.铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应 C.自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程 D.自发反应与外界条件无关 任务一、自发过程与非自发过程 Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) △H= -181.75 kJ·mol-1 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= -57.3 kJ·mol-1 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ·mol-1 任务二、化学反应的方向——焓判据 学生任务2：下列反应都是自发反应，试分析它们有什么共同点？ NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) 铁生锈：2Fe(s)+3/2O2(g)= Fe2O3(s) 请说说下列反应能够自发进行的原因。 △H<0 △H= -57.3 kJ·mol-1 △H= -572kJ·mol-1 △H= -636.1 kJ·mol-1 △H= -824kJ·mol-1 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定， △H < O有利于反应自发进行(焓减原理)。 焓判据 任务二、化学反应的方向——焓判据 ①NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)+CO2 (g) ΔH=+31.4kJ/mol ②2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) ΔH=+109.8kJ/mol ③Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑ ΔH ＞0 结论：ΔH < 0，有利于反应自发进行，但自发反应不一定要ΔH < 0 由此可得出：焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。 某些吸热反应也能自发进行，因此，不能只根据放热或吸热判断化学反应的方向。 思考：19世纪，化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素就是反应热：放热反应自发进行，吸热反应不能自发进行。这是真的吗？ 思考：什么因素驱动了吸热反应的自发进行？ 任务三、化学反应的方向——熵判据 学生任务3：试分析下列过程中体系的混乱度有何变化？是自发过程还是非自发过程？ 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。 冰块融化 品红在水中扩散 蒸汽扩散 有序 混乱 任务三、化学反应的方向——熵判据 学生任务4：阅读教材43-45，回答下列问题 1、熵、熵变的含义 2、如何判断物质熵的大小？如何判断反应是熵增还是熵减？ 熵值最大 熵值最小 导致熵增(ΔS＞0）的一些因素 1、同一物质状态改变： 2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。 3、反应过程中气体物质的量增多的反应（其它状态亦如此）。 4. 生成气体的反应。 固态 液态 气态 熵增 熵增 任务三、化学反应的方向——熵判据 试根据您对熵的理解，判断下列过程中体系的熵变是大于零还是小于零。 (1)水冷凝成冰 (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 任务三、化学反应的方向——熵判据 思 考： 自发反应一定是熵增加的反应吗？ 化学反应一定不能向着熵减少的方向自发进行吗？ ①铝热反应:2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔS=－39.35J•mol-1•K-1＜0 熵判据： △S>0，有利于反应自发进行，但自发反应不一定要ΔS>0。 熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是唯一因素。 ②NH3(g) +HCl(g) =NH4Cl(s) ΔS＜0 注：只有孤立体系或绝热体系，自发过程才向着熵增方向进行。 任务三、化学反应的方向——熵判据 2. 物质的混乱度趋于增加 1. 物质具有的能量趋于降低 H<0 S>0 焓(H)判据 熵(S)判据 放热反应 焓变 熵变 化学反应能否自发进行 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断 H<0 H<0 H>0 H>0 S>0 S>0 S<0 S<0 熵增原理 思考：那怎么来判断一个反应自发进行的方向呢？ 任务四、化学反应的方向——复合判据 美国物理化学家吉布斯 研究表明：在等温、等压条件下，化学反应总是向着自由能 减小ΔG＜0的方向进行，直到达到平衡。 复合判据：ΔG = ΔH - TΔS (G ：自由能 T：热力学温度/开尔文温度，25℃=298K) ΔG = △H - TΔS ＜0 反应能自发进行 ΔG = △H - TΔS ＞0 反应不能自发进行 ΔG = △H - TΔS ＝0 反应达到平衡状态 反应进行方向的判断方法： 若正方向为自发过程， 则逆方向为非自发过程 任务四、化学反应的方向——复合判据 美国物理化学家吉布斯 １．在讨论过程的方向时，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。 △H △S ∆H>0 ∆S>0 高温下 反应自发进行 ∆H>0 ∆S<0 所有温度下 反应不能自发进行 ∆H<0 ∆S>0 所有温度下 反应自发进行 ∆H<0 ∆S<0 低温下 反应自发进行 ΔG = ΔH - TΔS 大大高温 小小低温 焓变为负，熵变为正，即使全世界绝对零度，爱你依旧自发！ 任务三、化学反应的方向——复合判据 练习2、关于下列过程熵变的判断不正确的是（ ) A.溶解少量食盐于水中，△S>0 B.纯碳和氧气反应生成CO(g),△S>0 C.H2O(g)变成液态水，△S>0 D.CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g),△S>0 练习1、下列过程中△S<0的是（ ) A.H2O(I)=H2O(g) B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) D.2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) 课堂练习 C C 练习3、反应CH3OH(l)+NH3(g) CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度下才能自发进行,若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1，该温度下|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1,则下列选项正确的是(　　) A.ΔH>0,该温度下ΔH-TΔS<0 B.ΔH<0,该温度下ΔH-TΔS>0 C.ΔH>0,该温度下ΔH-TΔS>0 D.ΔH<0,该温度下ΔH-TΔS<0 课堂练习 A 课堂小结 $