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

该高中化学课件围绕“化学反应的方向”，系统讲解自发过程与非自发过程、焓判据、熵判据及复合判据，通过水流、热量传递等生活实例复习导入，搭建从现象到本质的学习支架，帮助学生建立知识脉络。 其亮点在于以科学思维为核心，通过氯化铵与氢氧化钡反应等实例分析，引导学生从宏观现象到微观熵变进行证据推理，结合复合判据模型建构，培养化学观念。采用探究式教学，学生能深化理解，教师可提升教学效率。

2.3 化学反应的方向 讲课人： 讲课时间： 新课导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的发生有一定的方向性 化学反应的进行有一定的限度 2.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.，为什么？又说明了化学反应有怎样的特点？ 化学反应原理 化学反应的快慢 ——化学反应速率 化学反应的限度 ——化学平衡 化学反应的方向 —— ? 1.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4KJ/mol，但是1molN2和3molH2在一定条件下混合，反应后放出热量却少于92.4KJ。说明了化学反应有什么特点？ 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 自发过程 非自发过程 一 自然界有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。 过程1:水的流动 飞流直下：不借助外力 高处 低处 自发 非自发 抽水上山：借助水泵，持续消耗电能 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 自发过程 非自发过程 一 过程2:热量传递 100°C的沸水 一段时间后热量传递给周围空气 <100°C的温水 最终 沸水可以自发变凉，但是这杯凉水是不可能自发变成沸水的。 高温物体 非自发 低温物体 自发 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 自发过程 非自发过程 一 过程3:氢气燃烧 氢气的燃烧 自发 水的电解 2H2+O2=2H2O 非自发 ①在一定条件下，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的 过程4:钢铁生锈 自发 非自发 钢铁生锈也是 自发反应，但 是速率很慢。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 自发过程 非自发过程 一 过程5:冬天水结冰自发 过程6:春天冰融水自发 ③“自发”是一定条件下的自发，条件变了，可能由原来的“自发”变成“非自发” 过程7:墨滴在水中扩散 过程8:暖炉取暖 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 自发过程 非自发过程 一 在一定条件下不用借助外力就能自动进行。 何为“自发” 变化过程涉及的温度、压强、点燃、 使用催化剂等基本条件。 具备基本变化条件后， 为体系提供额外能量。 自发过程 自发反应 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 自发过程 非自发过程 一 水往低处流 ——能量高到低 室温下冰会自发融化 ——有序排列变无序运动 从本质上认识自发过程（从现象到本质） 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 自发过程 非自发过程 一 有些化学反应也是自发进行的，而且具有方向性。 如何判断化学反应自发进行的方向呢? 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 与自然界中的许多变化一样，化学反应也具有方向性。 如: 化学反应中酸碱中和、铁器暴露在潮湿空气中生锈、甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4等。 这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的. 问题一：什么是自发反应？ 自发反应：在一定条件（温度、压强）下不需外界（光、电能）帮助，就能自动进行的反应。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 ①一般来说，正反应是自发，则逆反应是非自发。 水从高处到低处可以用来发电 氢气燃烧可以设计成原电池 ②“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，更不能确定发生的速率。 “非自发”也不代表不能发生。 ③“自发”是一定条件下的自发，条件变了，可能由原来的“自发”变成“非自发” 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 寻找反应能否自发进行的判据 思考与讨论1： 准确判断一个过程、一个反应能否自发进行的依据是什么？ 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 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 问题二：如何判断自发反应？ 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 ∆ H＜0 总结感悟 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 思考与讨论2：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原因吗？ ① C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H=-2217.5kJ/mol ② 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=-882kJ/mol ③ C(s)+ O2(g)=CO2 (g) △H =-393.5kJ/mol ④ H2 (g) +F2(g) = 2HF(g) △H =-546.6kJ/mol 共同特点? 总结：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 △H＜0，放热反应。 即体系趋向于从高能状态转变为低能状态（稳定） 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 小结：自然之法如此神奇，正是很多燃烧反应会遇到“活化能”的壁垒。才使得富含有机物的生命体在富含氧气的大气中没有“自燃”。 思考与讨论3：对以上反应中的③，即碳燃烧，有同学提出这个过程不能自发，因为需要点燃，你怎么看？ 因为燃烧反应存在“障碍”——活化能，“点燃”的目的是克服反应的活化能，“启动”反应，使之发生。因为反应放出的热量|△H|>Ea。使得放出的热量足以克服后续反应的活化能，因此在反应引发后，不用持续加热，也能自发进行下去。 1.焓判据（能量判据） ：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。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 思考与讨论4：为什么有些放热反应需要持续加热呢？ 例如：H2(g)+CuO(s)=Cu(s)+H2O(1) △H=-128.5KJ/mol 因为此反应所需活化能很大，而反应放出的热量太少，即|△H|<Ea。使得放出的热量难以克服后续反应的活化能，因此在反应发生后，需要从环境中不断吸收热量，才能够自发进行下去。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 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) ∆ H ﹥ 0 思考与讨论5：在19世纪，一些化学家认为，决定反应能否自发进行的因素是反应热，放热反应可以自发进行，而吸热反应不能自发进行。吸热反应都不能自发进行吗？ 该反应是吸热反应，但在常温下能自发进行 人们经过大量反应焓变的研究表明，大多数能自发进行的反应是放热反应。但是，有些吸热反应也能自发。因此，不能仅仅依靠焓变来判断反应是否自发。 反应放热有利于反应自发进行，但只根据反应的焓变来判断化学反应的方向是不全面的。 结论： 反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一的因素。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 ①NH4NO3(s) = NH4+ (aq) ＋NO3- (aq) ② CaCO3(s) =CaO (s) +CO2 (g) ③N2O4(g)=2NO2(g) ④CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) ⑤Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) = BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)　 不自由变自由(有序变无序) 固体变气体 气体少变成气体多 固体变液体 固体变液体和气体 共同点：生成物微粒的活动范围变大，活动范围大的微粒增多。 ——即体系的混乱度增大。 结论：除热效应（焓变）外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，且大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。 寻找根源 问题三：吸热反应为什么能自发进行？ 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 思考与讨论6：下列现象哪个混乱度大？哪个更有序？在化学上如果描述混乱度的？ 有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列 整理好的房间一段时间后总是会变得杂乱无章 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 S(水) ：69.9 J·mol-1·K-1 S(冰) ：47.9 J·mol-1·K-1 S(水蒸气)：188.7 J·mol-1·K-1 同一物质：S(g)>S(l)>S(s)。 通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。 想一想：同一物质不同状态下熵值相等吗？ 总结感悟 熵：用来衡量体系混乱（无序）程度的物理量，用S表示。 体系越混乱（无序）,熵值越大，单位是J.mol-1.K-1。 熵变（△S）： △S=S(产物）-S(反应物） △S>0,熵增反应 △S<0,熵减反应 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 思考与讨论7：对比下列过程，是熵增过程容易自发，还是熵减过程容易自发？ 越是有序的状态，越是难以维持 结论：密闭条件下，体系有从有序自发的转变为无序的倾向。 即△S>0有利于反应自发进行，也叫熵增原理，这就是熵判据 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 ①同一物质在不同状态下熵值不同，一般规律是： S(g)>S(l)>S(s); S(高温)＞ S（低温）; S（低压）＞ S(高压) ②在化学反应中，气态物质的系数增大，则熵增大。反之，则熵减小 2.熵判据（混乱度判据） 体系趋向于从有序状态转变为无序状态， 因此熵增反应(△S>0 )具有自发进行的倾向 。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 1．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 2．下列反应中，熵显著增加的反应是(　　) A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) B．3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g) C．2C(s)＋O2(g) === 2CO (g) D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) C 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 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) 想一想：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 思考与讨论8：所有自发进行的化学反应都是熵增的？ 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △S<0 NH3(g)+HCl(g)= NH4Cl(s) △S<0 都可自发进行 结论;熵增加(ΔS＞0)有利于化学反应的自发进行，但不全面。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 想一想：自发反应一定是熵增加的反应吗？ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆ S﹤0 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。 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。 交流讨论 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 1876年，吉布斯（美）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。 在恒温、恒容的封闭体系中， ∆ G = ∆ H – T ·∆ S （Ｔ为热力学温度，为正值） 寻找全面的判据 室温 冰融化 -10 ℃ 水结冰 H2O(s) = H2O (l) △H >0 △S>0 H2O(l) = H2O (s) △H <0 △S<0 3. 复合判据（焓与熵复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS ） 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 复合判据：自由能ΔG＝ΔH－T·ΔS ，化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到达到平衡。 当ΔG<0， 反应能自发进行； 当ΔG＝0，反应处于平衡状态； 当ΔG>0， 反应不能自发进行。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 反应在该状况下能否自发进行 ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ ＞０ ＞０ ＜０ ＜０ H Ｓ Ｇ ＜０ ＞０ 低温时＞０，高温时＜０ 低温时＜０，高温时＞０ 自发进行 不自发进行 低温不自发，高温自发 低温自发，高温不自发 △S △H ∆H<0 ∆S>0 所有温度下 反应自发进行 ∆H>0 ∆S>0 高温下 反应自发进行 ∆H<0 ∆S<0 低温下 反应自发进行 ∆H<0 ，∆S<0 所有温度下 反应不能自发进行 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应的方向 二 拓展： 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。例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。再如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 化学反应进行的方向 复合判据 熵判据 焓判据 课堂小结 复习导入 探究新知 例题讲解 随堂练习 知识总结 作业布置 练习册 2.分层作业：复习整理本节知识、消化错题 $