2.2.1化学反应的方向 课件-2026-2027学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学反应的方向，通过冰融化、瀑布下落等自然现象导入，引出自发过程的方向性，进而探讨化学自发反应，从能量（焓变）和混乱度（熵变）角度分析判据，最终整合为复合判据（ΔG=ΔH-TΔS），构建逻辑递进的学习支架。 其亮点在于以活动探究和生活实例驱动教学，如活动二用扑克牌洗牌、教室下课等现象引出熵的概念，结合NH₄Cl与Ba(OH)₂·8H₂O反应等实例及表格总结ΔH与ΔS组合判据，培养科学思维与探究能力。学生能通过具象实例理解抽象概念，教师可直接利用结构化内容提升教学效率。

专题二 化学反应速率与化学平衡 第一单元 化学反应的方向与限度 第1课时 化学反应的方向 课程导入 冰置于室温下会慢慢融化？ 自然界的一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。 瀑布总是从高处落向低处？ 能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。 混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。 特点： 自发过程 一、自发过程和自发反应 活动一：从能量变化的角度探讨化学反应的方向 一、自发过程和自发反应 非自发过程： 在一定条件下，需要持续借助外力才能进行的过程。 水沸腾 水电解 ①水泵将水从低处抽向高处； ②爬山； ③学习； ④飞机起飞； 活动一：从能量变化的角度探讨化学反应的方向 一、自发过程和自发反应 自发过程的判断： 01 根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 02 根据其逆向过程是否自发判断： 若逆向过程自发，则正向过程一定不自发； 若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 活动一：从能量变化的角度探讨化学反应的方向 一、自发过程和自发反应 与自然界中的许多变化一样，化学反应具有方向性。 自发反应 在一定条件（T、P）下，无需外界帮助就能自动进行，或具有发生的可能性的反应 锌与硫酸铜 铜与硝酸银 光照、通电 活动一：从能量变化的角度探讨化学反应的方向 一、自发过程和自发反应 自发反应 木炭燃烧 钢铁生锈 有些自发反应需要一定的条件才能发生 有些自发反应的化学反应速率很小 镁条燃烧；酸碱中和；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧。 以上反应都是自发反应，而其逆向反应为非自发反应。　　 活动一：从能量变化的角度探讨化学反应的方向 一、自发过程和自发反应 自发反应 特征 ①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 自发过程或自发反应具有方向性，即过程或反应的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程或反应的逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 能够自发进行的过程或反应在常温下不一定能够发生，自发性只能用于判断过程或反应的方向，不能确定过程或反应是否一定会发生和发生的速率。 总结 一、自发过程和自发反应 活动一：从能量变化的角度探讨化学反应的方向 一、自发过程和自发反应 注意： 自发反应的逆向反应为非自发反应。 自发反应从属于自发过程 如何判断反应能否自发进行？ 活动一：从能量变化的角度探讨化学反应的方向 二、化学反应进行方向的判据 一、反应焓变与反应方向（能量判据） 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 △H＜0 二、化学反应进行方向的判据 1. C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH =－2217.5 kJ·mol－1 2. 2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH =－822 kJ·mol－1 3. 4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH =－1648.4 kJ·mol－1 4. H2(g)＋F2(g)=2HF(g) ΔH =－546.6 kJ·mol－1 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可能原因吗？ 在恒压下，有些自发进行的化学反应是放热的（ΔH＜0）。 放热反应过程中体系能量降低。趋于稳定。自发进行。 有没有吸热的化学反应可以自发进行的？ 一、反应焓变与反应方向（能量判据） 考察化学反应能否自发进行，不能直接用放热（ΔH＜0）或吸热（ΔH＞0）作为判断依据。 NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体的反应是一个吸热反应，该反应在常温下就能自发进行。 结论：焓变是判断反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。 二、化学反应进行方向的判据 一、反应焓变与反应方向（能量判据） 二、化学反应进行方向的判据 墨水滴入水中 气体的扩散 固体的溶解 火柴的散落 二、化学反应进行方向的判据 一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？ 如果没有法律的制约，世界会怎样？ 下课铃一响教室里会怎样？ 你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？ 有序 混乱 活动二：从“混乱度”变化的角度探讨化学反应的方向 克劳修斯 （德国） 熵 S 由有序变为无序 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，提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵 活动二：从“混乱度”变化的角度探讨化学反应的方向 研究表明，一些自发进行的化学反应有趋于体系混乱度增大的倾向。 影响因素：构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度越大，熵越大。 定义：衡量一个体系混乱度的物理量，符号：S。 熵 二、化学反应进行方向的判据 a.同一物质：S(高温) S(低温)；S(g) S(l) S(s) b.相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值 。c.S(混合物) S(纯净物)。 > > > 越大 > 二、反应熵变与反应方向 47.9 J•mol-1•K-1 69.9 J•mol-1•K-1 188.7 J•mol-1•K-1 冰 水 水蒸汽 熵变： 二、化学反应进行方向的判据 （1）H2O(s) →H2O(l) →H2O(g) （2）2NaHCO3(s) Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g) （3）NaOH(s)=Na+(aq)＋OH－(aq) （4）N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔS＜0 熵减 ΔS＞0 熵增 ΔS＞0 熵增 ΔS＞0 熵增 △S = ΣS（生成物） - ΣS（反应物） 表达式： 正负判断： 气体体积增大的反应，ΔS˃0，熵增加反应； 气体体积减小的反应，ΔS˂0，熵减小反应； 反应前后体系熵的变化，符号：ΔS。 反应后体系的混乱度增大，那么该过程的ΔS＞0；反之，ΔS＜0。 分析下列吸热反应能自发进行的可能原因： 1. 硝酸铵的溶解 NH4NO3(s)=NH4+(aq)＋NO3－(aq) 溶于水后形成水合离子，无序地分散在溶液中，即体系的混乱度增大 硝酸铵溶解前，晶体中硝酸根离子与铵根离子规则排列 二、化学反应进行方向的判据 有序 混乱 分析下列吸热反应能自发进行的可能原因： 2. 碳酸钙的分解 CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) 3. 氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应 2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)＋BaCl2(s)＋10H2O(l) 碳酸钙分解成CO2气体， NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体反应生成NH3，气体的产生会导致体系的混乱度增大。 二、化学反应进行方向的判据 有序 混乱 ΔS<0体系的混乱度减小，不利于反应自发进行，但有些ΔS<0的化学反应也能自发进行。 ΔS>0体系的混乱度增大，有利于反应自发进行，但自发反应不一定ΔS>0。 熵变是判断反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。 H2在O2中点燃生成水、NH3与HCl反应生成NH4Cl固体等 二、化学反应进行方向的判据 二、反应熵变与反应方向 二、化学反应进行方向的判据 干冰升华 镁条燃烧 钾入水 生成氯化银 能否自发 焓变 熵变 自发 自发 自发 自发 ΔH＜0 ΔS＞0 ΔH＞0 ΔH＜0 ΔH＜0 ΔS<0 ΔS＞0 ΔS<0 总结：体系能量减小（焓减：ΔH＜0）和混乱度增加（熵增：ΔS＞0）都能促使反应自发进行，焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向。 1876年，吉布斯提出自由能变化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。 在等温、等压条件的封闭体系中， ΔG=ΔH-TΔS T为热力学温度，为正值 二、化学反应进行方向的判据 24 ΔG=ΔH-TΔS ＜0 一定能自发进行 =0 达到平衡状态 ＞0 一定不能自发进行 二、化学反应进行方向的判据 25 规律总结 ΔH ΔS 反应的自发性 ＜0 ＞0 一定能自发进行 ＞0 ＜0 一定不能自发进行 ＜0 ＜0 在较低温度下能自发进行，高温不自发 ＞0 ＞0 在较高温度下能自发进行，低温不自发 二、化学反应进行方向的判据 26 规律总结 ΔH ΔS 反应的自发性 ＜0 ＞0 ΔG=ΔH－TΔS＜0，一定能自发进行 ＞0 ＜0 ΔG=ΔH－TΔS＞0，一定不能自发进行 ＜0 ＜0 在较低温度下能自发进行，高温不自发 ＞0 ＞0 在较高温度下能自发进行，低温不自发 二、化学反应进行方向的判据 27 二、化学反应进行方向的判据 规律总结 典例解析 某反应2AB(g) ⇌ C(g)＋3D(g)在高温时能正向自发进行，其逆反应在低温时能正向自发进行，则该反应的正反应的ΔH、ΔS 应为(　　) 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 不良反应 30 随堂练习 1、对于化学反应能否自发进行，下列说法错误的是(　　) A.若ΔH<0，ΔS>0，则任何温度下反应都能自发进行 B.若ΔH>0，ΔS<0，则任何温度下反应都不能自发进行 C.若ΔH>0，ΔS>0，则低温时反应可自发进行 D.若ΔH<0，ΔS<0，则低温时反应可自发进行 C 随堂练习 2.下列对化学反应预测正确的是(　 　) 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一定小于0 D W(s)＋G(g)===2Q(g) ΔH<0 任何温度都自发进行 D 下课，同学们！ Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.63 $