第二章第三节 化学反应方向课件 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，通过水流动、香水扩散等生活现象导入，系统讲解自发过程与反应、焓变熵变及自由能判据，衔接反应速率与平衡知识，搭建从宏观现象到微观本质的学习支架。 其亮点在于以生活实例构建化学观念，通过思考交流、正误判断等互动环节培养科学思维，如石灰石分解计算等应用体验促进科学探究。学生能深化对反应规律的理解，教师可借助互动素材提升教学效率。

人教版选修第一册 第二章 化学反应速率与平衡 第三节 化学反应方向 为什么这些现象具有方向性？自然界中是否存在‘可逆’的自发过程？ 水从高处自发流向低处，反之需外界做功 香水扩散使整间屋子充满香味，而香气不会自发聚集 铁器在潮湿空气中自发生锈，生锈的铁不会自发变回铁单质 1.自发过程 (1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。例如高山流水、自由落体。 (2)特点 ①体系趋向于从 状态转变为 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 自发转变为 的倾向(无序体系更加稳定)。 (3)非自发过程：在一定条件下，需持续借助外力才能进行的过程。 高能 低能 有序 无序 一 . 自发过程与自发反应 2.自发反应 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，称为自发反应。 （1）自发反应具有方向性，即在一定条件下反应的某个方向是自发进行的，其逆方向在相同条件下一定不能自发进行。 如铁在潮湿的空气中生锈是自发进行的，而在该条件下铁锈变为铁一定不能自发进行。 （2）自发反应是指该反应过程有自发进行的倾向，但不一定能够实际发生，发生时速率也不一定大，非自发反应在一定条件下也可能发生。 如煤的燃烧是自发反应，但在常温下不能自发进行。 引发 （3）联系：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。 （4）自发反应的常见易错点： a.发反应不一定能实际发生，非自发反应在一定条件下可能发生。 b.反应的自发性只能用于判断反应自发进行的倾向，而不能确定反应能否实际发生及发生时的速率。 反应能否发生还与反应条件有关，例如，酒精的燃烧是一个自发反应，但需要借助外界条件“点燃”才能发生。 3.应用 （1）自发反应可被用来做“有用功”。例如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。例如通电将水分解为H2和O2。 1.下列过程中属于自发过程的是　　　　　　　(填序号)。 ①铵盐的溶解　②烧碱与盐酸反应　③Zn与稀H2SO4反应　④将地下水抽至地面　⑤Mg在空气中燃烧　⑥铝热反应　⑦墨水在水中的扩散　⑧电解熔融的氯化钠 ①②③⑤⑥⑦ 2.已知：①2H2+O2 2H2O；②2H2O 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： (1)自发反应不需要任何条件就能发生吗？ 提示　自发反应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？ 提示　非自发反应在一定条件下能发生。 思考交流 二、化学反应进行方向的判据 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 △H＜0 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一 1.焓变与化学反应的方向 放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提出用 来判断反应进行的方向，这就是焓判据。 大多数放热反应是可以自发进行的。有些吸热反应也可以 ，如：2N2O5(g)　 　4NO2(g)+O2(g)　ΔH＝+109.8 kJ·mol-1，故不能只根据______或 来判断反应的方向。只用焓判据判断反应是否自发不全面。 降低 自发 焓变 自发进行 放热 吸热 分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系。 (1)H2(g)+O2(g)===H2O(l)，燃烧反应是　　(填“吸”或“放”，下同)热反应，ΔH　　(填“>”或“<”，下同)0，常温下能自发进行。 (2)Zn(s)+CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)+Cu(s)，该反应是　　热反应，ΔH　0，常温下　　(填“能”或“不能”，下同)自发进行。 (3)Ba(OH)2·8H2O 和 NH4Cl的反应为　　热反应，常温下　　自发进行。 (4)2N2O5(g)　　4NO2(g)+O2(g)，该反应是　　热反应，ΔH　　0，能自发进行。 放 < 放 < 能 吸 能 吸 >  思考交流1 2.熵 （1）概念： 熵是衡量体系混乱度的物理量，符号为 S ，单位通常为J/(mol·K)。 熵值越大，体系的混乱度越大。 （2）影响因素： ① 物质的种类：同一条件下，不同物质的熵值不同。 ② 物质的状态：同一物质的物质的量相同时，熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。 （1）概念：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为△S。 △S=S(产物）-S(反应物） △S>0，熵增反应 △S<0，熵减反应 （2）表达式： 熵变规律： 2.熵变与反应方向 熵增 熵减 物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程 固体的溶解过程、物质的扩散过程 气体的物质的量增大的反应 气体的物质的量减小的过程 物质由气态到液态、由液态到固态或由气态到固态的过程 (3)熵变与化学反应进行方向的关系 ①自发进行的化学反应大多是熵 的过程，有些熵 的过程也能自发进行。不能只根据熵增或熵减来判断化学反应进行的方向。 ②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，自发过程才向着熵增的方向进行。 增 减 熵变不是决定反应能否自发进行的唯一因素，因此，要判断反应自发进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 有些熵增大的反应（△S＞0）在较高温度下可以自发进行： C(s，石墨) + H2O(l) ＝ CO(g)+H2(g) 有些熵减小的反应（△S＜0）在一定条件下也可以自发进行： NH3(g) + HCl(g) ＝ NH4Cl(s) 11 (1)反应CaCO3(s)+2HCl(aq)===CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)的ΔS　(填“>” “<”或“＝”，下同)0，常温下　　(填“能”或“不能”，下同)自发进行。 > 能 (2)2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g)，该反应的ΔS　　0，能自发进行。 > (3)自发反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)的ΔS　　0。 < (4)二氧化碳通入澄清石灰水的反应Ca(OH)2(aq)+CO2(g)===CaCO3(s)+ H2O(l)　　自发进行，其ΔS　　0。 能 < 思考交流2 3.自由能与化学反应方向 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。 (1)自由能变化 ：符号为 ，单位为kJ·mol-1。 (2)自由能变化与焓变、熵变的关系 ΔG＝ 。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与 有关。 (3)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着 的方向进行，直到体系 。 ①当ΔG<0时，反应 ； ②当ΔG＝0时，反应 ； ③当ΔG>0时，反应 。 ΔG ΔH-TΔS 温度 自由能减小 达到平衡 能自发进行 处于平衡状态 不能自发进行 对反应进行方向判断的讨论 △H △S ∆H>0 ∆S<0 所有温度下 反应不能自发进行 ∆H<0 ∆S<0 低温下 反应自发进行 ∆H>0 ∆S>0 高温下 反应自发进行 ∆H<0 ∆S>0 所有温度下 反应自发进行 (1)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 (2)自由能变化ΔG<0的化学反应一定能迅速发生 (3)SO2(g)===S(g)+O2(g)　ΔH>0，ΔS>0，该反应不能自发进行 (4)NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH＝+185.57 kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 (5)ΔH>0，ΔS<0的反应，任何温度下都不能自发进行 × √ × √ × 正误判断 1.下列叙述不正确的是 A.混乱度减小的吸热反应一定不能自发进行 B.在温度、压强一定条件下，自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行 C.碳酸氢钠加热可以分解，因为升高温度利于熵增的方向自发进行 D.水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件也不可 能自发进行 √ 应用体验 2.已知在100 kPa、298.15 K时，石灰石发生分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH＝+178.3 kJ·mol-1　ΔS＝+160.4 J·mol-1·K-1，则 (1)该反应　 　(填“能”或“不能”)正向自发进行。 不能 (2)若温度能决定反应方向，则该反应正向自发进行的最低温度为 　　　　。 1 111.6 K 3.在化学反应A(g)+B(g)　　2C(g)+D(g)　ΔH＝Q kJ·mol-1过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 (1)Q　　(填“>”“<”或“＝”，下同)0。 (2)熵变ΔS　　0。 (3)该反应　　(填“能”或“不能”)自发进行。 (4)升高温度平衡常数K　 　(填“增大”“减 小”或“不变”)，平衡向　　　(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 < > 能 减小 逆反应 $