第二章第三节 化学反应进行的方向课件_2026—2027学年高二化学人教版选择性必修一

《化学反应原理》 第二章 第3节 12 十月 2026 【提问】1.汽车尾气中的主要污染物是NO和CO，化学工作者想通过以下反应来处理汽车尾气，能行不？ 2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g）， 2.日本新能源汽车，其能源是H2，日本科学家想寻找催化剂让水分解产生氢气，提供清洁能源，能行不？ 2H2O ==2H2 + O2 科学家们通过公式计算，便可知道哪些反应能够发生，避免反复做实验，消耗大量人力和财力。 例如：2NO(g)+ 2CO(g)= N2(g)+ 2CO2(g) △G = △H — T △S 自由能变化 焓变 绝对温度 熵变 △G =-747kJ/mol-298K×(-0.198kJ/mol·K） =-688kJ/mol <0反应可发生 科学家们计算出该反应在3500℃一下都可以发生 同理，计算出2H2O ==2H2 + O2 △G =+484kJ/mol-298K×(0.089kJ/mol·K） =+457kJ/mol >0反应不可发生 科学家们计算出该反应在大于5165℃可以发生 一、化学反应原理 1、化学反应快慢：反应速率 2、化学反应限度：化学平衡 3、反应进行的方向： ➊公式 △G = △H — T △S 自由能变化 焓变 绝对温度 熵变 △G<0 反应自发进行 △G>0 反应不自发进行 △G=0 反应达到平衡 一、化学反应原理 1、化学反应快慢：反应速率 2、化学反应限度：化学平衡 3、反应进行的方向： ➊公式 △G = △H — T △S（考试题型） + + 高温能自发 - - 低温能自发 + - 一定不能自发 - + 一定能自发 一、化学反应原理 1、化学反应快慢：反应速率 2、化学反应限度：化学平衡 3、反应进行的方向： ①2H2O + O2 2H2O ②2H2O 2H2↑ + O2↑ 自发反应 非自发反应 自发反应 —在一定条件下，可以自发进行到显著程度 的化学反应（除电解）。 非自发反应 —除电解外，任何条件下都不能发生反应 的反应。 ➋定义 ③CaO + CO2 CaCO3 ④CaCO3 CaO + CO2↑ 自发反应 自发反应 注意：判断某反应是否自发，只能判断反应的方向，与是否会发生、反应快慢无关。 二、用焓变判断自发过程 【例1】H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8KJ/mol Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) △H=-216.8KJ/mol 结论1：大多数放热反应是可以自发进行的。 推理：△G = △H<0 反应自发进行 △G = △H — T △S H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H = -184KJ/mol 2Na(s)+ 2H2O(l)= 2NaOH(aq)+ H2(g) △H = -184KJ/mol NaOH(aq)+ HCl(aq)= NaCl(aq)+ H2O(l) △H = -56KJ/mol 请同学们举例哪些放热反应也是自发的？ 二、用焓变判断自发过程 总结论：不能只根据焓变来判断反应进行的方向 结论2：有些吸热反应也可以自发进行 【例2】2N2O5(g)=4NO2(g)+ O2(g) △H=＋109.8KJ/mol NaHCO3(s)+HCl(aq)= NaCl(aq)+CO2(g)+ H2O(g) △H=＋31.4KJ/mol △G = △H — T △S 推理：△G = △H<0 反应自发进行 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) △H = ＋62.2KJ/mol 请同学们举例哪些吸热反应也是自发的？ 三、用熵变判断自发过程 【例1】气体相互扩散、铵盐溶于水虽然吸热，但 它能够自发地向水中扩散。 结论1：熵增—体系有自发地向混乱度增加的方向 转变的倾向（多）。 熵：混乱（或无序）的程度 规律：S气>S液>S固 △G = △H — T △S 推理：△G <0, △S>0 反应自发进行 三、用熵变判断自发过程 总结论：判断自发过程要用焓变和熵变，即 △G=△H —T△S 生活实例：0℃的液态水会自动结冰 结论2：有一些反应是熵增，有一些反应是熵减， 他们都能自发进行。不能只用熵变判断 反应能否自发进行。 △G = △H — T △S 【例2】2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) 2KClO3(s)=2KCl(s)+ 3O2(g) 【例3】2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s) 推理：△G <0, △S>0 反应自发进行 【例4】250C和1.01×105Pa时，反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+ O2（g） △H=+56.76kJ/mol 自发进行的原因是∶（ ） A.是吸热反应 B.是放热反应 C.是熵减少的反应 D.熵增大效应大于能量效应 D 分析：△G = △H — T △S<0 + + 【例5】下列过程是非自发的是（ ） A.水由高处向低处流 B.天然气的燃烧； C.铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰。 D A 【例6】碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分 解产生氨气，对其说法中正确的是（ ） A.其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵 增大 B.其分解是因为外界给予了能量 C.其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解 分析：△G = △H — T △S<0 + + 【例7】下列反应中，在高温下不能自发进行的是 A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2 D 熵减 熵增 熵增 熵增 分析：△G = △H — T △S 忽略 = — T △S>0 - 【例8】已知在100kPa、298K时，石灰石分解反应为: CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.3kJ/mol ΔS=+160.4J/(mol·K) (1)该反应_______(填“能”或“不能”）自发进行。 （2）根据本题反应数据，温度_____(填“能”或“不 能”）成为反应方向的决定因素。 （3）若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最 低温度__________（保留一位小数） 解答.（1）ΔG = ΔH - TΔS = 178.3 – 298╳0.1604 = 130.5（kJ/mol） （3）ΔG = ΔH – TΔS<0 178.3 – T ╳ 0.1604 < 0 T > 1111.6K 不能 能 838.6 ℃ (838.6℃) 14 15 $