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

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 1.了解自发反应和非自发反应的含义，能结合具体事例说明反应自发进行的方向性。 2.了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，利用焓变和熵变综合判断化学反应进行的方向(重、难点)。 核心素养学习目标 创设情境 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 3 任务一 认识自发过程、自发反应 【学习理解】 自发过程：一定条件下，不借助外力就可自发进行的过程 【概念辨析】 【问题1】什么是非自发过程（反应）？ 【问题2】自发过程（反应）一定能发生吗？ 【问题3】非自发过程（反应）一定不能发生吗？ 自发反应：一定条件下，不需外界帮助就能自动进行的反应 包括反应开始时需要、开始后就不再需要的条件，如“点燃、光照、加热、高温”等。 2H2 （g）+ O2（g）=== 2H2O（l） 电解 点燃 2H2O（l） === 2H2 （g） + O2（g） 任务一 认识自发过程、自发反应 【思考】自发过程特点 人们发现，自然界中的自发过程都朝着能量降低的方向进行。能量越低，系统的状态就越稳定。 任务二 判断反应进行的方向 【思考】 C3H8(g) + 5O2(g) == 3CO2(g) + 4H2O(l) 2Na(s) + Cl2 (g) == 2NaCl(s) 4Fe(s) + 3O2(g) == 2Fe2O3(s) H2(g) + F2(g) == 2HF(g) △H= -2217.5 kJ·mol-1 △H= -822 kJ·mol-1 △H= -1648.4kJ·mol-1 △H= -546.6kJ·mol-1 下列反应在一定条件下都能自发进行，从能量角度，想想自发反应的能量变化规律是什么？ 反应物的总能量高 放热反应 △H＜0 生成物的总能量低 焓判据：放热反应（△H＜0）过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向 任务二 判断反应进行的方向 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 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 1. 2N2O5(g)＝4NO2(g) + O2(g) △H= ＋109.8kJ/mol 2. 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s) =2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) △H>0 【问题】是什么因素“推动”了吸热反应自发进行？ 【思考】所有自发进行的反应都是放热的吗？ 有些吸热反应也能自发 任务二 判断反应进行的方向 【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 实验探究 结论：体系倾向于更混乱，更无序，更随机、微观状态数更多（即有序向无序）的方向进行 （概率） 任务二 判断反应进行的方向 【阅读思考】阅读教材p44，找出什么是熵？什么叫熵变？ 熵——描述体系混乱程度的物理量。符号S J/(mol·K) 熵变——生成物与反应物的熵值之差。符号ΔS 熵值越大，体系的混乱度越大 △S=S(产物）-S(反应物） △S>0，熵增反应 △S<0，熵减反应 10 任务二 判断反应进行的方向 熵增大过程 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 判断下列过程的熵变（ ΔS ）大于零还是小于零。 ①H2O(s)→H2O(l)→H2O(g) ②CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ③NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq) ④ ΔS>0 ΔS>0 ΔS>0 ΔS<0 【评价训练】 任务二 判断反应进行的方向 自发反应的另一种判据——熵判据 1. (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol 2. 2N2O5(g)＝4NO2(g) + O2(g) △H= ＋56.7kJ/mol 3. 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s) =NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) △H>0 思考：是什么因素“推动”了吸热反应自发进行？ 熵判据：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 混乱度增大 （ ΔS > 0 )的反应 (1)反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑的ΔS____0，常温下_____自发进行。 (2)自发反应4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)的ΔS____0。 (3)二氧化碳通入澄清的石灰水的反应Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)____自发进行。其ΔS____0。 > 能 < 能 < 任务二 判断反应进行的方向 【评价训练】 【思考】自发反应一定是熵增加的吗？ （1）自发进行的化学反应大多是熵增加的反应。 （2）有些熵减小的化学反应也能自发进行。 【结论】熵变不是决定反应能否自发进行的唯一因素，因此，不能直接用熵增大(△S＞0)或熵减小(△S＜0)来判断化学反应能否自发进行。 任务二 判断反应进行的方向 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。 水结冰 冰融化 H2O（l） H2O（s） H2O（s） H2O（l） △H<0 放热有利于反应自发 △S<0 熵减不利于反应自发 △H＞0 吸热不利于反应自发 △S＞0 熵增有利于反应自发 温度 任务二 判断反应进行的方向复合判据 阅读教材p45“资料卡片”——自由能与化学反应的方向。 找出判断化学反应进行方向的方法。 ΔG＝ΔH－TΔS (ΔG单位: kJ·mol－1； T: 开尔文温度，单位K) 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，反应的方向依据ΔG来判断。 Δ G ＜ 0 反应能自发进行 Δ G ＞0 反应不能自发进行 Δ G ＝0 反应处于平衡状态 任务二 判断反应进行的方向 【思考】根据化学反应进行方向的复合判据，讨论反应能自发进行的温度条件 △H ∆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 △S ΔG＝ΔH－TΔS ＜0 学以致用 已知某反应 A === D + E 的ΔH-TΔS=（-4500+11T）J/mol，要防止反应发生，温度必须在（ ） A.高于409K B.低于136K C.高于136K而低于409K D.低于409K A 任务三 判断反应进行的方向的意义 工业上制取金属K：Na+ KCl===NaCl＋K 高温 K Na KCl NaCl 熔点/℃ 63.6 97.8 770 801 沸点/℃ 774 887.9 1500 1413 850℃ Na (l)+ KCl(l) === NaCl(l)＋K ( ) ΔH>0 g l 本课结束 作业： 第二章 第三节 第1课时 化学反应的方向 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $