2.3 化学反应的方向(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册配套课件（人教版）

第三节 化学反应的方向 1 学习目标 素养目标 1.知道化学反应 是有方向的，知道化 学反应的方向与反应 的焓变和熵变有关。 【变化观念与平衡思想】 能从不同的视角 认识化学变化的多样性，能运用对立统一的 思想和定性定量结合的方式揭示化学变化的 本质特征。 2 学习目标 素养目标 2.能结合具体事 例说明反应自发进行 的方向。 3.认识化学反应 速率和化学平衡的调 控在生活、生产和科 学研究领域中的重要 作用 【证据推理与模型认知】 能依据各类物质 及其反应的不同特征寻找充分的证据，能解 释证据与结论之间的关系。能通过分析和推 理说明模型 使用的条件和适用范围。 【科学态度与社会责任】 具有较强的问题 意识，能在讨论的基础上提出问题和假设， 基于相关数据进行分析并得出结论，师生、 生生交流探究成果 续表 3 学习任务 化学反应的方向 ◆ 新课探究 ◆ 课堂评价 ◆ 课后习题 4 学习任务 化学反应的方向 【课前自主预习】 1.自发过程与自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不借助外部 力量就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发 进行到显著程度的化学反应 特征 具有________，即过程的某个方向在一定条件下自发进行， 而该过程逆方向在该条件下肯定______________ 方向性 不能自发进行 新 课 探 究 5 2.反应焓变与反应方向的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是 ___0的反应。 (2)有些 ___0的反应也能自发进行。 (3)不能仅用反应焓变来判断反应能否______进行。 自发 新 课 探 究 6 3.熵 (1)概念：描述体系__________的一个物理量，符号为___，单位是 。 (2)特点：体系混乱程度越大，体系的熵值就______。 混乱程度 越大 (3)影响因素 ①同一物质：(高温)(低温)，______ 。 ②不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，相对分子质量 相同或相近的分子，分子结构越复杂，熵值越大。 ③(混合物)___ (纯净物)。 新 课 探 究 7 4.反应的熵变及比较 反应产物的总熵 反应物的总熵 新 课 探 究 8 5.反应熵变与反应方向 (1)二者关系 增加 减小 (2)结论：不能仅用反应______来判断反应能否自发进行。 熵变 新 课 探 究 9 ［问题思考］ 对于化学反应 (1)若该反应在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，则该反 应过程、 的符号是怎样的？ 提示：、 的反应在高温时能自发进行，低温时不能自 发进行。 新 课 探 究 10 (2)若A、B、C都是气体，而且该反应在任何温度下都不能自发进行， 那么该反应是放热反应还是吸热反应？ 提示：若A、B、C都是气体，该反应是熵减的反应，而且该反应任 何温度都不能自发进行，那么该反应是吸热反应。 新 课 探 究 11 【核心知识讲解】 1.化学反应进行方向的判据 新 课 探 究 12 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下,化学反应的方 向可以用反应的焓变和熵变来综合判断,判据为 。 2.一般规律 (1)， 的反应在任何温度下都能自发进行。 (2)， 的反应在任何温度下都不能自发进行。 (3)和 的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性 作用。当，时，低温下反应能自发进行；当 ， 时，高温下反应能自发进行。 新 课 探 究 【知识迁移应用】 例1 [2025·山东济南一中高二期中]汽车尾气(含烃类、、与 等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催 化转化器，它使与 反应生成可参与大气生态循环的无毒气体， 反应原理：，在 、 下，、 。下 列说法中错误的是( ) A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B.该反应常温下不能自发进行，因此需要高温条件 C.该反应常温下能自发进行，高温只是加快反应的速率 D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 √ 新 课 探 究 14 [解析] 该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量， A正确； 常温下， ，故该反应常温下可自发进行，B错误； 该反应常温下可自发进行，高温只是加快反应的速率，C正确； 和 均会与血红蛋白结合而使人中毒，D正确。 新 课 探 究 15 例2 [2026·湖北十堰八校高二月考]对于化学反应能否自发，下列有 关说法正确的是( ) A.一定温度下，反应 能自发进行，该反 应的 B.反应 可用于纯硅的制备，该 反应、 C.反应 常温下可自发进行，该反应为 吸热反应 D.反应的， √ 新 课 探 究 16 [解析] ，反应自发进行，据此分析解答。反应 的气体分子数减少， ，一定温度 下能自发，说明必须小于0，才能让 ，A正确； 反应的气体分子数增加， ， B错误； 铁氧化为 是放热反应，C错误； 合成氨反应的气体分子数减少， ，D错误。 新 课 探 究 17 ［归纳总结］复合判据的应用 新 课 探 究 18 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1) 是一个熵减过程( ) × [解析] 分解反应是一个气体物质的量增多的反应，故为熵增 过程。 (2) 的水结成冰，可用熵变的判据来解释该变化过程的自发性 ( ) × [解析] 的水结成冰是一个熵减过程，该过程能自发进行，应 用焓变的判据解释，即 是该过程自发进行的主要原因。 课 堂 评 价 19 (3)吸热且熵增加的反应，温度越低反应越可能自发进行( ) × [解析] 当、时，温度越高越可能使 ，即 温度越高越有利于反应自发进行。 (4)由焓变和熵变组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程( ) √ (5)一个反应的 ，则该反应处于平衡状态( ) √ 课 堂 评 价 20 2.[2026·湖南师大附中高二月考]下列说法正确的是( ) A.一定温度下，反应的 、 B.凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的 C.凡是熵增的反应都是自发的，凡是熵减的反应都是非自发的 D.对于、 的反应，其在任何温度下都能自发进行 √ 课 堂 评 价 21 [解析] 氯化镁分解生成镁和氯气，该反应需要吸收能量(通电提供能 量)，则 ，只有生成物中有气体，则反应过程中混乱度增大， ，A错误。 对于放热反应，若 ，在高温下不能自发进行；对于吸热反应， 若 ，在高温下能自发进行，B错误。 对于熵增的反应，若 ，在低温下不能自发进行；对于熵减的 反应，若，在低温下能自发进行，C错误。 若、 ，该反应的 ，所以在任何温度下都 能自发进行，D正确。 课 堂 评 价 22 3.[2025·广东台山一中高二期中]研究化学反应进行的方向对反应设 计等具有重要意义，下列说法正确的是( ) A.熵增的放热反应一定是自发反应 B.知道了某过程有自发性之后，则可确定该过程是否一定会发生 C.非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的 反应 D.已知： ，则该反应在任何条件 都可以自发进行 √ 课 堂 评 价 23 [解析] 熵增加且放热的反应， ，反应一定能自发进行， A正确； 某过程有自发性是在一定条件下，如低温自发、高温自发，知道了 某过程有自发性之后，不能确定该过程是否一定会发生，反应的发 生还与外界条件有关，B错误； 非自发反应在一定条件下也能实现，电解就是非自发的氧化还原反 应，反应自发性与反应速率无关，自发反应的反应速率不一定快， 如钢铁生锈等，C错误； ，该反应正向气体体积增大，则 ，所以该反应在高温条件才可以自发进行，D错误。 课 堂 评 价 24 4.[2025·合肥八中高二期末]已知体系自由能变化 。① ②两个反应的与 的关系如图所示，下列说法不正确的是( ) 已知：和 随温度变化很小。 课 堂 评 价 25 A.反应①的 B.反应②在 时能自发进行 C.在一定温度范围内，反应①②均能自发进行 D.反应②的 √ 课 堂 评 价 26 [解析] ，随温度升高，反应①的减小，反应②的 增大，则反应①的，反应②的 ，A正确； ，反应能自发进行，反应②在时 ， 能自发进行，B正确； 由图可知，在一定温度范围内，反应①②的 均存在小于0的情况， 故均能自发进行，C正确； 由A分析可知反应②的 ，由 图可知，反应②在低温时能自发进 行，则该反应 ，D错误。 课 堂 评 价 27 课后习题 28 学习任务 化学反应的方向 1.化学与生活息息相关。下列不属于自发进行的变化是( ) A.墨汁加到清水中使整杯水变黑 B.水在 以下结为冰 C.常温下，石灰石转化为生石灰 D.铁器在潮湿的空气中生锈 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 29 [解析] 墨汁浓度大于水，微粒向浓度低的方向分散是自发进行的物 理变化，A不符合题意； 水的凝固点为 ，水在常温下是液体，水在 以下结为冰，是自 发进行的物理变化，B不符合题意； 石灰石转化为生石灰需要在高温条件下进行，常温下，该变化过程 不是自发进行的，C符合题意； 铁在潮湿的空气中生锈是自发进行的变化，D不符合题意。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 30 2.下列几个过程中，属于熵减的变化是( ) A.干冰的升华 B. 固体溶于水 C. D. [解析] 干冰的升华是固体变化为气体，熵增大，故A不符合； 固体溶于水生成氯离子和钠离子，混乱度增大，熵增大， 故B不符合； 反应中气体分子数减小，熵减小，故C符合； 反应后生成气体，反应的熵增大， 故D不符合。 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 31 3.[2026·安徽宿州高二联考]下列说法中正确的是( ) A.冰在室温下自动融化成水，这是熵增的过程 B.能够自发进行的反应一定是放热反应 C. 的反应均是自发进行的反应 D.能够自发进行的反应一定是熵增的过程 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 32 [解析] 同种物质的熵值，液态大于固态，故冰在室温下自动融化成 水，这是熵增的过程，A正确； 反应是否自发进行要根据焓判据和熵判据综合判断， 的反应 不一定都是自发反应，故B、C错误； 反应是否自发进行要根据焓判据和熵判据综合判断， 的反应属于自发反应， 的反应也可能自发进行，故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 33 4.下列有关说法正确的是( ) A.反应 在室温下可自发进行，则该反 应的 B.强酸与强碱溶液中和反应的活化能很高，所以化学反应速率很大 C.恒温恒压下，且 的反应一定不能自发进行 D.在不同状态时的熵值： √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 34 [解析] 反应 在室温下可自发进行，则 ，又因为该反应，则该反应的 ， A错误； 强酸与强碱溶液的中和反应在常温下即可迅速完成，说明强酸和强 碱的中和反应的活化能较小，B错误； 恒温恒压下， 且的反应，都有 ， 则一定可以自发进行，C错误； 相同物质的量的同种物质，气态熵值高于液态熵值，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 35 5.[2026·湖北名校协作体高二联考]下列自发反应的能量变化符合图 示的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 36 A. B. C. D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 37 [解析] 由图可知，该自发反应的焓变大于零，由于反应自发进行， 根据 时反应自发进行，则需要反应熵变大于零。 A中反应为气体分子数减少的反应，熵变小于零，A错误； B中反应为气体分子数减少的反应，熵变小于零，B错误； C中反应生成气体，分子数增大，熵变大于零，且为分解反应，需 要吸收热量，焓变大于零，C正确； D中反应生成气体，分子数增大，熵变大 于零，但该反应为金属和盐酸制氢气的反 应，为放热反应，焓变小于零，D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 38 6.[2026·广东深圳外国语学校高二期中]下列有关判断错误的是( ) A.合成氨反应的 ，故低温自发 B.接触法制硫酸中 ，故低温自 发，温度越低越节约成本 C.反应 常温下不能自发，故该反应的 D.“雷雨肥庄稼”中 一定条件下自 发，故 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 39 [解析] 合成氨反应，正反应气体分子数减少， ，根据 时反应自发，可判断为低温自发，A项正确； ，且，低温时 ， 但工业生产需高温提高速率和催化剂活性，低温下反应速率过慢， 不利于产品产出，B项错误； 反应 在常温下不能自发，且，根据 时反应自发，可判断该反应为吸热反应， ， C项正确； 反应 一定条件下能自发进行，根 据时反应自发，则 且高温条件下能满足 ，D项正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 40 7.已知在、 时石灰石的分解反应为 ， (假设和 不随温度变化而变化)。回 答下列问题： (1)在、 时该反应______(填“能”或“不能”)自发进行。 不能 [解析] ，所以该反应在、 时不能自发进行。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 41 (2)根据本题反应数据分析，温度____(填“能”或“不能”)成为反应方向 的决定因素。 能 [解析] 因为该反应的、，根据 可知， 在温度较高时， 可能小于0。 (3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度是_______ (保留一位小数)。 [解析] 根据 时，反应能自发进行可知，该反应 自发进行的最低温度 。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 42 8.氧元素是在自然界中分布最广的元素，氧气在生产生活中有广泛的 应用。随温度升高时的熵 的变化如图所示，下列说法不 正确的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 43 A.由图可知， 的熵值不是定值 B.物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关 C.熵值由的过程： 由液态转 化为气态 D.相同温度和压强下，、 、 的熵值依次减小 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [解析] 由图知， 的熵值随温度的升高而增大，则 的熵值不是定值，A正确； 其他条件相同时，混合物的熵值大于纯净物，当物质的组成和物质 的量相同时，熵值大小关系为气态 液态 固体，当物质的组成、 物质的量和状态相同时，温度越高， 熵值越大，即物质的熵值与物质的 组成、状态、温度等因素有关， B正确； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 45 同一种物质，其熵值大小关系为气态 液态 固体，图像中出现的 熵值有 、 的两个突变，是氧气状态的改变导致的，其中熵值 由 是氧气由液态变为气态的过 程，C正确； 在同温同压下，物质的熵值的大小 和其物质的量成正比，而由于三者 的物质的量大小关系未知，故其熵 值大小无法比较，D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9.甲烷、水蒸气重整过程的反应体系复杂，主要发生的反应如下： 甲烷、水蒸气重整反应Ⅰ： 水汽反应Ⅱ： 甲烷、水蒸气直接重整反应Ⅲ： 甲烷水蒸气重整过程中 随温度变化趋 势如图所示。下列说法错误的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 47 A.反应Ⅱ的热化学方程式为 B.在 时，水汽反应能自发进行，甲烷、水蒸气重整反应和甲烷、 水蒸气直接重整反应不能自发进行 C.甲烷、水蒸气重整反应和甲烷、水蒸气直接重整反应的 均大于0 D.加压和升温均有利于提高甲烷、水蒸气 重整反应的速率和提高甲烷的平衡转化率 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [解析] 根据盖斯定律知，反应Ⅱ 反应Ⅲ-反应Ⅰ，则反应Ⅱ的热化学方 程式为 ， A正确； 由图知时，水汽反应的 ，反应可自发进行，甲烷、水蒸 气重整反应和甲烷、水蒸气直接重整反应 的 ，反应不能自发进行，B正确； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 49 甲烷、水蒸气重整反应和甲烷、水蒸气直接重整反应均为气体分子数 增大的反应， 均大于0，C正确； 加压和升温均能提高甲烷、水蒸气重整反应的速率，加压会使平衡逆 向移动，使甲烷的平衡转化率降低，D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 50 10.是一种新型硝化剂，在 温度下可发生下列反应： 。 温度下的平衡常数为 。下列说法错误的是( ) A.该反应的 B.该反应在高温下可自发进行 C.温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若 ，则 D.温度下，在体积为的恒温密闭容器中充入 ， ， ，此时反应将向正反应方向进行 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 51 [解析] 由热化学方程式知，该反应为气体分子数增加的反应即熵增 反应，则，A正确； 该反应， ，若可以自发进行，需 ， 则该反应在高温下可自发进行，B正确； 该反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，若，则 ， C错误； 此刻浓度商， ，则此时反应将向 正反应方向进行，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 52 11.氮化硼 是重要的无机材料，可通过如下两种反应制得。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发，、 、 熔点分别约为、、 ，下列说法正确的是( ) A.反应Ⅰ的， B.常温下反应Ⅰ的 ，因此化学反应速率快 C.性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行 D.由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 53 [解析] 反应Ⅰ是气体分子数减小的熵减反应， 且常温下能自发， 则，故A错误； 常温下反应Ⅰ的 ，说明反应可以自发进行，但不能判断反应速 率的快慢，故B错误； 反应Ⅱ在常温下不能自发进行，催化剂不能使不能自发的反应变为自 发的反应，故C错误； 结合反应Ⅰ、反应Ⅱ及各物质的熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的 温度高于反应Ⅱ，故D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 54 $