2.3.1 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

第三节 ----- 化学反应的方向 第二章 第三节 化学反应的方向 1 课标 要求 01 02 03 核心 素养 01 03 1.理解反应自发进行的方向判断须结合焓变和熵变综合考虑，培养“证据推理与模型认知”能力。 2.认识自发反应中熵的变化倾向，培养“变化观念与平衡思想” 。 3.了解生产实践中，反应自发进行的方向对其的影响，培养“科学态度与社会责任”。 知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 能够结合具体事例说明反应自发进行的方向。 能够通过计算自由能判断反应的方向。 02 2 情景引入 自然界中有许多自然而然发生的现象 水由高处向低处流 电流总是从高电位流向低电位 红墨水扩散 铁生锈 NaOH和HCl反应 在一定条件下，不需外界帮助，一经引发即能自动进行的反应，称为自发反应 。 燃烧木柴 Q: 如何判断化学反应自发进行的方向呢？ 3 活动元一 自发反应与焓变 Q: 观察下列能够自发进行的化学反应，它们的共同特征是什么？为什么能够自发进行呢？你能够得出什么结论？ H2(g) + F2(g) = 2HF(g) H = -546.6 kJ·mol-1 C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) H = -2217.5kJ·mol-1 2Na(s) + Cl2(g) = 2NaCl(s) H = -822 kJ·mol-1 2H2O(l) = 2H2(g) +O2(g) H = +484 kJ·mol-1 4Fe(s) + 3O2(g) = Fe2O3(s) H = -1648.4 kJ·mol-1 Cu(s) + H2SO4(aq) = CuSO4(aq) + H2(g) H = +1341 kJ·mol-1 自发反应 自发反应 非自发反应 自发反应 自发反应 非自发反应 Q: 所有自发进行的化学反应都是放热吗？ 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)＝ BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) H ＞0 自发反应 NaHCO3(s)+HCl(aq)＝NaCl(aq)+CO2(g)+ H2O(l)  H = + 31.4 kJ·mol-1 自发反应 放热反应(H < 0)，是有利于反应自发进行的条件 结论： 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一的因素 而我们生活中大多数使用的金属制品需要对金属矿物进行冶炼才得到金属单质，应用于生活中。 4 活动元一 自发反应与焓变 Q: 什么因素促使了大多数吸热反应的自发进行？ Q: 对于C(s)+ O2(g)=CO2 (g) △H =-393.5kJ/mol ，有同学认为这个过程不能自发，因为需要点燃，你怎么看？ Q: 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 Ea很小，常温即能自发。 Ea稍大，但Ea＜△H，给予外界条件一经引发后即能自发。 Ea稍大，且Ea＞△H，需持续给予外界条件才能自发。 反应物 Ea △H 生成物 反应进程 能量 反应物 Ea △H 生成物 反应进程 能量 反应物 Ea △H 生成物 反应进程 能量 0 5 活动元二 自发反应与熵 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。 有序 无序 自发 混乱度低 混乱度高 1、熵：描述体系混乱度的物理量。符号:S △S=S生成物总熵－S反应物总熵 二、熵（混乱度） 体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。 2、同种物质的熵值与其存在状态有关： S(g) ____ S(l) ____ S(s) ＞ ＞ 6 Q: 下列三个过程均吸热，试分析这些反应能自发进行的可能原因？ 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) ∆H ﹥0 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) △H=+109.8kJ/mol NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+CO2(g)+ H2O(l) △H=+31.4kJ/mol 活动元二 自发反应与熵 气体 气体增多 气体 推测： 一些自发进行的化学反应有趋于体系混乱度增大的倾向。 Q: 所有的自发反应一定是熵增加的反应吗？ 4Fe(OH)2(s) + O2(g) + H2O (l) ＝ 4Fe(OH)3(s) 有些熵减的过程也可自发进行，即ΔS＜0 熵增有利于反应自发进行，但不是唯一的因素。 结论： 7 活动元三 自发反应与自由能 阅读课本P45 资料卡片 在等温、等压条件下的封闭体系中， ∆ G = ∆ H – T ∆ S （Ｔ为热力学温度，为正值） 1、自由能变化 符号：ΔG，单位：kJ·mol－1 美国物理化学家吉布斯 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 2、反应进行方向的判断方法 Q: 请G= H-TS，分析讨论反应进行的方向与温度的关系 ΔH ΔS O ΔH<0 ΔS>0 ΔH>0 ΔS>0 ΔH<0 ΔS<0 ΔH>0 ΔS<0 所有温度下反应都能自发进行 低温下反应能自发进行 高温下反应能自发进行 所有温度下反应都不能自发进行 8 活动元四 课堂练习 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 2.下列说法正确的是(　　) A.自发进行的反应均是ΔH<0的反应 B.ΔS<0的反应一定不能自发进行 C.物质的量增加的反应，其ΔS为正值 D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)，其ΔS>0 D 9 活动元四 课堂练习 3．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 4. 反应CH3OH(l)+NH3(g)===CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度下才能自发进行,若反应的|ΔH|=17 kJ·mol-1，该温度下|ΔH-TΔS|=17 kJ·mol-1,则下列选项正确的是(　　) A.ΔH>0,该温度下ΔH-TΔS<0 B.ΔH<0,该温度下ΔH-TΔS>0 C.ΔH>0,该温度下ΔH-TΔS>0 D.ΔH<0,该温度下ΔH-TΔS<0 A 10 活动元四 课堂练习 5. 闪电时空气中的N2和O2发生反应： N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH＝＋180.50 kJ/mol，ΔS＝247.7 J/(mol·K)， 若不考虑温度对该反应焓变的影响，则下列说法中正确的是(　　) A．在1 000℃时，此反应能自发进行 B．在1 000℃时，此反应不能自发进行 C．该反应能自发进行的最低温度约为730℃ D．该反应能自发进行的最高温度约为730 K A 6. 焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:2C(s)+O2(g) ===2CO(g);反应②:2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)。反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示,下列说法错误的是(　　)  A.反应②2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0 B.983 K是两个反应主次趋势变化的转折点 C.L1对应反应① D.当温度低于983 K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主 D Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $