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 化学反应速率与化学平衡 1.了解自发反应的含义，能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及综合判断化学反应进行的方向。 1 自然界有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。 水往低处流 墨滴在水中扩散 课前引入 一、自发过程与自发反应 1．自发过程：在一定条件下，不需借助外力就能____________的过程。 （1）特点：①高能 → 低能（对外做功或释放热量）； ②有序 → 无序（无序体系更加稳定）。 （2）实例：高山流水，自由落体，冰雪融化。 自发进行 自然界中的自发过程都朝着能量降低的方向进行。如：高温物体向低温物体传递热量，物体从高势能向低势能方向运动，能量越低越稳定。化学反应一般也符合上述向能量降低的方向进行，如许多放热反应在一定温度、压强条件下，能够自发进行。 知识精讲 2．自发反应：在一定条件下，可以___________的化学反应。 如：钢铁生锈。 3．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不能自发进行。 自发进行 方向性 注意定义里的“一定条件下”。如铁钉在潮湿的空气中生锈，食物腐败是自发反应，如氢气和氧气反应需要点燃，但也是自发反应。 思考：自发反应不需要任何条件就能发生吗？ 也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 知识精讲 【训练1】现有如下过程或反应: (1)盛满水的玻璃杯摔碎后，水洒满地。 (2)烧碱与盐酸反应　 (3)Zn与稀H2SO4反应　 (4)将地下水抽至地面　 (5)Mg在空气中燃烧　 (6)铝热反应　 (7)电解熔融的氯化钠 (8)氢气和氧气在加热条件下反应生成水。 上述过程或反应中不属于自发过程或反应的是　　　　(填序号),判断的理由是__________________________________________________。  (4) (7) 将地下水抽到地面需要外力做功或电解熔融的氯化钠分解变成钠和氯气需要外力(如电解)的作用。 对点训练 二、焓判据 实验发现，多数放热反应(体系能量降低)可以自发进行的。 Zn(s) +CuSO4(aq) === ZnSO4 (aq) +Cu(s) ΔH =-216.8kJ/mol 已知下列反应都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是(　　) A.2Na(s)+Cl2(g)===2NaCl(s)　ΔH<0 B.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH<0 C.2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)===2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2O(l)　ΔH>0 D.2Mg(s)+O2(g)===2MgO(s)　ΔH<0 C 知识精讲 (2) 2N2O5(g) ===4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+109.8 kJ·mol-1 (3) NaHCO3(s)+HCl(aq) ===NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l)　ΔH=+31.4 kJ·mol-1 【思考】放热反应一定可以自发进行吗？吸热反应一定不可以自发进行吗？ (1) 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s) =NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) △H>0 上述吸热反应且均能自发进行，可见只从焓变角度判据反应进行方向，有局限性。焓变只是影响反应方向的一种因素。请阅读教材图2-10相关内容等。 从实验还发现自发过程的方向与“混乱度”有关，即熵变也会影响反应方向。自发地从混乱度小(有序)向混乱度大(无序)的方向进行。 知识精讲 三、熵判据 1．熵的定义 度量体系___________的物理量，用 S 表示。熵值越大，体系的混乱度_____。 2．熵的大小 ①同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g) ____ S(l) ____ S(s)。 ②同一反应中，不同物质的熵值不同，通常认为：气体分子数（物质的量）增加，属于熵增加的反应， ΔS>0 。 3．熵判据 体系的混乱度（即熵值）增加的反应， ΔS＞0，反应有自发的倾向。 但有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应，氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁，故不能只根据焓变或熵变来判断化学反应进行的方向。 混乱程度 越大 ＞ ＞ 知识精讲 【训练2】下列反应及过程均为自发反应或自发过程: ①甲烷燃烧:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.31 kJ·mol-1。 ②钠与水反应:2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g)　ΔH=-368.0 kJ·mol-1。 ③硝酸铵溶于水要吸热。 ④两种互不反应的气体通入一密闭容器中,最终会混合均匀。 ⑤ 2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)===2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2O(l)　ΔH>0 (1)对于自发反应①②,从能量角度分析它们自发的原因是 。  (2)对于自发过程③ ④,这些过程都是自发的，决定它们能自发进行的因素为　 。  (3)观察⑤这个化学反应,从熵变的角度分析，属于　　　　(填“熵增”或“熵减”)的反应。  这两个化学反应都是放热反应，ΔH<0 熵增，ΔS>0 熵增 知识精讲 四、复合判据（自由能ΔG） 1. 定义：在等温、等压条件下的封闭体系中，自由能的变化ΔG = ΔH﹣TΔS。(单位为kJ/mol) 2. 判断标准： （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。 3.判断反应进行的方向（自由能ΔG）ΔG = ΔH﹣TΔS 情况 焓变 熵变 自由能变化 反应能否自发进行 ① ΔH＜0 ΔS＞0 ② ΔH＞0 ΔS＜0 ③ ΔH＜0 ΔS＜0 ④ ΔH＞0 ΔS＞0 ΔG＜0 正向能 ΔG＞0 正向不能，逆向能 无法判断 无法判断 无法判断 无法判断 知识精讲 任何温度下都能自发进行 任何温度下都不能自发进行 低温下能自发进行 高温下能自发进行 【训练3】判断下列4个反应能否自发进行，如能，需要在什么条件下？ 知识精讲 【训练4】下列过程是非自发的是( ) A．水由高处向低处流 B．氯气和溴化钾溶液的反应 C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰 D 【训练5】（2021·浙江高考真题）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( ) B 对点训练 【训练6】某化学反应 A(s)=D(g)+E(g)　ΔH-TΔS=(-4500+11T)kJ·mol-1(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热力学温度，单位为K)，要防止反应发生，温度必须（ ） A．高于409 K B．低于136 K C．高于136 K而低于409 K D．低于409 K A 对点训练 课后作业： 1、复习本节课所学内容； 2、完成课本P45练习第2、3、4题； 2、另网内搜“简单幸福”高中化学选择性必修1 《同步课时作业》专辑课时训练（14） 对点训练 $