2.3 化学反应的方向（同步课件）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，涵盖自发过程与反应、焓变、熵变及自由能复合判据。课堂从自然界自发现象（如水流动、苹果变化）切入，通过任务驱动引导学生从生活经验到化学概念，构建“自发过程→焓判据→熵判据→复合判据”的逻辑递进学习支架。 其亮点是以情境启思和分层研学为载体，通过氯气扩散、硝酸铵溶解等实验探究培养科学探究与实践能力。结合判据发展历程渗透科学态度与责任，典例剖析（如(NH₄)₂CO₃分解分析）提升科学思维。学生能形成结构化认知，教师可高效实施素养导向教学。

人教版选择性必修 1 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1课时 化学反应的方向 第3节 化学反应的方向 1 化学反应进行方向的判据 2 自发过程与自发反应 1 学习内容导览 2 1.了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 重点：焓判据与熵判据。 难点：焓减、熵增与化学反应方向的关系。 素养锚定·课标定位 自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如，水总是自发地从高处流向低处。 自然界中有一些自发的现象 情境启思·任务缘起 化学反应是否也能自发进行，有方向性？ 自然界中有一些自发的现象 情境启思·任务缘起 自发过程与 自发反应 01 6 一、自发过程与自发反应 任务一 请结合自己的生活经验，举例说明自然界变化的方向性 。 冰融化不需要外力作用就可以进行的过程。 分层研学·探理悟新 1.自发过程 在一定条件下，不需要外力作用就可以进行的过程。 知识总结 2.非自发过程 在一定条件下，需要持续外力作用，才能维持进行的过程。 一、自发过程与自发反应 高处 低处 自发 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。 3.自发过程与非自发过程 分层研学·探理悟新 3.自发过程与非自发过程 知识总结 一、自发过程与自发反应 ②“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” 冬天水结冰自发 春天冰融水自发 条件变了可能由原来的“自发”变成“非自发” 分层研学·探理悟新 一、自发过程与自发反应 3.自发过程与非自发过程 知识总结 ③“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，“非自发”也不代表不能发生。 处于高水位的水有向低处流动的趋势，但是现在被大坝拦截，此过程并没有实际发生，但是有发生的趋势。 分层研学·探理悟新 任务二 化学反应是否也能自发进行，有方向性？ 有些化学反应也是自发进行的，而且具有方向性。 一、自发过程与自发反应 分层研学·探理悟新 11 4.自发反应 知识总结 在给定条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应称为自发反应。 一、自发过程与自发反应 氢气的燃烧 H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (l) ∆H = -285.8 kJ·mol-1 Zn(s) + CuSO4 (aq) = ZnSO4 (aq)+ Cu (s) ∆H = -216.8 kJ·mol-1 共同点——放热反应　△H＜0 分层研学·探理悟新 12 二、化学平衡图像的应用 5.非自发反应 知识总结 氢气的燃烧 水的电解 自发 非自发 2H2+O2=2H2O 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。 自发 非自发 铁生锈 分层研学·探理悟新 化学反应进行方向的判据 02 14 任务三 举例说明化学反应是否也能自发进行？ 大多数放热反应是可以自发进行，而且是有方向性的 二、化学反应进行方向的判据 铜片与浓，稀硝酸反应 分层研学·探理悟新 1.化学反应进行的方向与焓变 知识总结 二、化学反应进行方向的判据 Zn(s) + CuSO4 (aq) = ZnSO4 (aq)+ Cu (s) ∆H = -216.8 kJ·mol-1 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l) ∆H = -571.6 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 C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H=-2217.5kJ/mol 反应历程 反应物的能量总和 生成物的能量总和 △H<0 能量高到低 焓判据：放热反应（△H＜0），体系能量降低，具有自发进行的倾向。 分层研学·探理悟新 任务四 只有放热反应才能自发进行吗？举例说明 例如，通过实验知道，Ba(OH)2 ·8H2O 晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热的，但是这个反应却是可以自发进行的。 二、化学反应进行方向的判据 2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) 　 ∆H =+109.8kJ/mol NaHCO3(s)+HCl(aq)=CO2(g)+NaCl(aq)+H2O(l) ∆H =＋31.4KJ/mol 有些吸热反应也能自发 分层研学·探理悟新 17 1.化学反应进行的方向与焓变 知识总结 二、化学反应进行方向的判据 不能只根据反应的放热或者吸热来判断化学反应的方向 焓判据 放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向 焓变与反应自发性的关系 若该反应为放热反应，即ΔH＜0，一般能自发进行； 若该反应为吸热反应，即ΔH＞0，一般不能自发进行 局限性 有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 分层研学·探理悟新 任务五 思考：是什么因素“推动”了吸热反应自发进行？ 二、化学反应进行方向的判据 分层研学·探理悟新 2.化学反应进行的方向与熵变 知识总结 ⑴实验探究 【实验结论】不需要外界的任何作用气体通过分子的扩散自发地混合均匀 【实验过程】开始时中间用玻璃片隔开，抽掉玻璃片观察 【实验现象】盛放氯气的瓶内气体颜色逐渐变而盛放氢气的瓶内显现出了浅黄绿色,最后两瓶中的颜色相同 二、化学反应进行方向的判据 分层研学·探理悟新 二、化学平衡图像的应用 知识总结 2.化学反应进行的方向与熵变 ⑴实验探究 NH4+和NO3-在硝酸铵晶体中有序排列 被水分子包围的NH4+和NO3-在溶液中自由移动 溶解 硝酸铵溶于水的过程可以自发进行 分层研学·探理悟新 知识总结 2.化学反应进行的方向与熵变 ⑵实验结论 体系自发地向混乱度增加（即有序向无序）方向转变 冰融化及墨水扩散 体系趋向于由混乱度小有序状态转变为混乱度大无序状态 二、化学反应进行方向的判据 分层研学·探理悟新 2.化学反应进行的方向与熵变 知识总结 二、化学反应进行方向的判据 ⑶熵变 ①熵：用来衡量体系混乱（无序）程度的物理量，用S表示。 ②熵值：体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小 固态 液态 气态 同种物质的熵值与其存在状态有关 S(g) ____ S(l) ____ S(s) ＞ ＞ 化学反应中，固态物质或液态物质生成气态物质，体系的混乱度增大；从较少的气态物质生成较多的气态物质，体系的混乱度也增大 分层研学·探理悟新 2.化学反应进行的方向与熵变 知识总结 二、化学反应进行方向的判据 ⑷熵判据 体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS＞0，反应有自发的倾向。 2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g) 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2 (g) ΔS＞0 很多自发的化学反应都是熵增的过程 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 。 分层研学·探理悟新 【例1】已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．该反应中熵变、焓变皆大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行 D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 A 二、化学反应进行方向的判据 典例剖析·逻辑释疑 任务六 思考：自发反应一定是熵增加的反应吗？ 二、化学反应进行方向的判据 制备氢氧化亚铁，常温下能自发进行 有些 熵减的过程 也可自发进行，即ΔS＜0 Fe(OH)2(s) + O2(g) + H2O (g) ＝ Fe(OH)3(s) 2NO (g) + 2CO (g) ＝ N2 (g) + 2CO2 (g) 　 熵减的过程 不能只根据熵增或熵减来判断化学反应的方向 分层研学·探理悟新 任务六 思考：自发反应一定是熵增加的反应吗？ 二、化学反应进行方向的判据 2H2(g)+O2(g)=2H2O(I) △H<0 自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变又都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。 △H<0 放热有利于反应自发 △S<0 熵减小不利于反应自发 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。 分层研学·探理悟新 任务六 思考：自发反应一定是熵增加的反应吗？ 二、化学反应进行方向的判据 自由能与化学反应的方向 在等温、等压条件下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其他功），自由能（符号为G，单位为kJ/mol）的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响： ΔG=ΔH -TΔS。这时，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。即：当ΔG 时，反应能自发进行； 当ΔG =0 时，反应处于平衡状态； 当ΔG >0 时，反应不能自发进行。 ΔG 不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 由上述关系式可推知： 当ΔH<0，ΔS >0 时，反应能自发进行；当ΔH >0，ΔS时，反应不能自发进行； 当ΔH >0，ΔS >0 或ΔH<0，ΔS时，反应能否自发进行与温度有关。一般低温时ΔH的影响为主，高温时ΔS的影响为主，而温度影响的大小要视ΔH、ΔS的数值而定。 分层研学·探理悟新 3.自由能与化学反应的方向 知识总结 二、化学反应进行方向的判据 ①复合判据:△G = △H - T△S ②反应进行方向的判断方法 △G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行 △G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行 △G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态 分层研学·探理悟新 3.自由能与化学反应的方向 知识总结 二、化学反应进行方向的判据 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 分层研学·探理悟新 3.自由能与化学反应的方向 知识总结 二、化学反应进行方向的判据 △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 分层研学·探理悟新 【例2】对于一定条件下的化学反应，下列说法正确的是( ) A．ΔH＜0的反应能自发进行，ΔH＞0的反应不能自发进行 B．ΔH＜0，ΔS＜0的反应在高温时一定能自发进行 C．ΔH＜0，ΔS＞0的反应一定能自发进行 D．ΔH＞0，ΔS＞0的反应在低温时一定能自发进行 二、化学反应进行方向的判据 C 典例剖析·逻辑释疑 【例3】反应：CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列选项正确的是(　　) A．ΔH＞0，ΔH－TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0 C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0 A 二、化学反应进行方向的判据 典例剖析·逻辑释疑 化学反应的方向 自发过程与自发反应 化学反应进行方向的判据 自发过程 非自发过程 自发过程与非自发过程 化学反应进行的方向与焓变 自发反应 非自发反应 自由能与化学反应的方向 化学反应进行的方向与熵变 体系梳整·认知升华 1．下列关于自发过程的叙述中，正确的是(　　) A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 C 当堂诊学·成效校验 2.下列反应在常温下能自发进行，且既能用焓判据又能用熵判据解释的是(　　) A．HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s) B．C(s)+CO2(g)=2CO(g) C．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ D．Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O C 当堂诊学·成效校验 3.下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　) A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 D 当堂诊学·成效校验 4.下列对化学反应预测正确的是(　　) 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A M(s)=X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自发反应 B W(s)＋xG(g)=2Q(g) ΔH<0，自发反应 x可能等于1、2、3 C 4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0 D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH>0 B 当堂诊学·成效校验 5．以下判断正确的是(　　) A．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.5kJ·mol-1，该反应低温才能自发 B．通常化学反应的△S越大，越有利于反应自发进行，所以△S＞0时反应必能自发 C．常温下，反应A(s)+B(g)=2X(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0 D．化学反应的速率越大，表明反应的活化能越小，故反应进行的程度就越大 C 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 人教版选择性必修 1 https://www.zxxk.com/user/13354804 40 Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 $