高一化学人教版（2019）选择性必修一 2.3 化学反应的方向（31张）
文档属性
| 名称 | 高一化学人教版（2019）选择性必修一 2.3 化学反应的方向（31张） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 24.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-01-14 13:29:55 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
化学反应的方向
第二章
化学反应速率与化学平衡
第三节
THE DIRECTION OF THE CHEMICAL REACTION
选择性必修一
化学反应的方向
学习目标
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
能判断熵的变化（熵增或熵减）
能判断简单反应能否自发进行
生活中的自发过程
高山流水
高能状态
低能状态
水总是自发地从高处往低处流——有趋向于最低能量状态的倾向。
生活中的自发过程
飞流直下：不借助外力
排水：借助水泵，持续消耗电能
高处
低处
自发
非自发
一、自发过程与自发反应
举例生活中的自发过程：
冰融化
墨水扩散
一定的条件下，不需要其它外力作用就能自动进行的过程称为自发过程，其逆过程是非自发过程。
自发过程：
一、自发过程与自发反应
在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。
2. 非自发过程：
如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？
在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。
3. 自发反应：
一、自发过程与自发反应
自发反应
Cu和AgNO3反应
NaOH和HCl反应
Na投入H2O中
Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) △H= -181.75 kJ·mol-1
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= -57.3 kJ·mol-1
2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ·mol-1
共同点——放热反应 △H＜0
二、化学反应进行方向的焓判据
能量判据（焓判据）∶
自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态（ △ H<0）。
即△H＜0的反应有自发进行的倾向。
多数能自发进行的化学反应是放热反应
反应物的总能量高
生成物的总能量低
放热反应
△H＜0
焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。
二、化学反应进行方向的焓判据
（1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件；
（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反
应速率无关；
（3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因
素。
注意
二、化学反应进行方向的焓判据
2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+109.8kJ/mol
(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
NaHCO3(s)+HCl(aq)=CO2(g)+NaCl(aq)+H2O(l) △H=＋31.4KJ/mol
结论：△H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < 0。
思考：自发反应一定要△H < O ？
焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
归纳小结
放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家由此提出用焓变来判断反应进行的方向。
多数能自发进行的化学反应是放热反应，但有些吸热反应也能自发进行，因此，反应的焓变是与反应进行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。
归纳小结
冰块融化
品红在水中扩散
归纳小结
蒸汽扩散
火柴散落
你能解释蒸汽扩散和火柴混乱的真正原因吗？
归纳小结
火柴散落
有序
混乱
—— 趋向于体系混乱度增大
三、化学反应进行方向的熵判据
定义：描述体系混乱度的物理量。
符号：S 单位：J·mol-1·K-1。
体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。
熵增原理(又称为熵判据)。
体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向。
(即熵增△S＞0)
△S=S生成物总熵－S反应物总熵
△S越大，越有利于反应自发进行。
熵
三、化学反应进行方向的熵判据
CH4 O2 CO2
186.15 205.03 214
H2O(l) HNO3(l) Br2(l)
69.9 156 152
NaCl Fe 金刚石
72.1 27.3 2.4
标准状况下：1 mol不同物质的熵S(J·mol-1·K-1)
三、化学反应进行方向的熵判据
熵值最大
熵值最小
（3）物质的存在状态：S(g) > S(l) > S(s)。
（1）物质的混乱度：体系混乱度越大，熵值越大；
（2）同一条件：不同物质的熵值不同；
三、化学反应进行方向的熵判据
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol
(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
思 考:
两个反应都是混乱度增大的反应。
熵增，△S＞0，有利于自发反应。
这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？
1.同一物质状态改变：
2.固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。
3.反应过程中气体物质的量增多的反应。
4. 生成气体的反应。
三、化学反应进行方向的熵判据
导致熵增(△S＞0）的一些因素
固态
液态
气态
熵增
熵增
三、化学反应进行方向的熵判据
熵的大小规律
与物质的存在状态有关：对于同一种物质，等物质的量的该物质其熵
值（混乱度）大小与物质的存在状态有关。由于气态分子比液态的分
子中的间隔要大，而液态分子比固态分子的间隔要大，所以，S(g)>
S(l)>S(s)，即气态>液态>固态。
(2) 与物质的量有关：物质的量越大，分子数越多，熵值越大。
(3) 不同物质熵值间的关系：物质的组成越复杂，其熵值越大，一般组成
物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度越大，
熵值也越大。
三、化学反应进行方向的熵判据
思 考： 自发反应一定是熵增加的反应吗？
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=－39.35J mol-1 K-1
结 论： △S>O，有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S>O。
熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是唯一因素。
铝热反应（ △S＜0）也能自发反应。
总 结： 自发过程的变化趋势：1. 能量趋于降低；
2. 混乱度趋于增加。
四、化学反应进行方向的复合判据
美国物理化学家吉布斯
研究表明：在等温、等压条件下封闭体系中，自由能的变化综合反应了体系的焓变和熵变对洗发过程的影响：
△G = △H - T△S
（ G ：自由能 T：绝对温度)
△G = △H - T△S ＜0 反应能自发进行
△G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行
△G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态
反应进行方向的判断方法：
四、化学反应进行方向的复合判据
2. 物质的混乱度趋于增加
1. 物质具有的能量趋于降低
H(焓变)
S(熵变)>0
焓(H)判据
熵(S)判据
放热反应
焓变 熵变 化学反应能否自发进行
自发进行
不自发进行
不能定性判断
不能定性判断
H<0
H<0
H>0
H>0
S>0
S>0
S<0
S<0
熵增原理
四、化学反应进行方向的复合判据
△H
△S
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
△G = △H - T△S
小 结：
化学反应进行方向的判据
能量降低的方向,就是反应容易进行的方向( H<0)。
熵增的方向,就是反应容易进行的方向( S>0)。
吉布斯自由能减小的方向，就是反应容易进行的方向( G<0)。
四、化学反应进行方向的复合判据
1. 焓判据：
2. 熵判据：
3. 复合判据：
课堂练习
1. 下列说法不正确的是（ ）
C
焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程
度越大，熵值越大。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热
D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
课堂练习
B
2. 下列说法中正确的是 ( )
A.放热反应的焓变小于0,熵变大于0 B.放热及熵增加的反应,一定能自发进行
C.放热反应的焓变大于0,熵变小于0 D.放热及熵减小的反应,一定能自发进行
解析: 放热反应的焓变小于0,熵变不一定大于0,A项和C项不正确;放热及熵增加的反应,ΔH-TΔS<0,一定能自发进行,B项正确;放热及熵减小的反应,不一定能自发进行。
答案: B
课堂练习
D
3.下列反应在常温下均为非自发反应,在高温下仍为非自发反应的是( )
A. 2Ag2O(s)
4Ag(s)+O2(g)
C. N2O4(g)
D.6C(s)+6H2O(l)
C6H12O6(s)
B. 2Fe2O3(s)+3C(s)
4Fe(s)+3CO2(g)
2NO2(g)
解析: 2Ag2O(s) 4Ag(s)+O2(g)是吸热、熵增的反应,在高温下能自发
进行;2Fe2O3(s)+3C(s) 4Fe(s)+3CO2(g)是吸热、熵增的反应,在高温
下能自发进行; N2O4(g) 2NO2(g)是吸热、熵增的反应,在高温下能自
发进行;6C(s)+6H2O(l) C6H12O6(s)是吸热、熵减的反应,无论在低温还
是高温下均为非自发反应。
答案: D
课堂练习
B
解析: ΔH>0, ΔS>0, 低温下, ΔH-TΔS>0, 反应不能自发进行, 高温下, ΔH-TΔS<0, 反应能自发进行, B项正确。
答案: B
Fe(s)+CO(g) ΔH>0、ΔS>0,下列说法中正确的是( )
A.低温下自发进行,高温下非自发进行
B.高温下自发进行,低温下非自发进行
C.任何温度下均非自发进行
D.任何温度下均自发进行
4. 反应FeO(s)+C(s)
课堂小结
CLASS SUMMARY
第二章
化学反应速率与化学平衡
选择性必修一
感谢您的观看
THANKS FOR WATCHING
化学反应的方向
第二章
化学反应速率与化学平衡
第三节
THE DIRECTION OF THE CHEMICAL REACTION
选择性必修一
化学反应的方向
学习目标
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
能判断熵的变化（熵增或熵减）
能判断简单反应能否自发进行
生活中的自发过程
高山流水
高能状态
低能状态
水总是自发地从高处往低处流——有趋向于最低能量状态的倾向。
生活中的自发过程
飞流直下：不借助外力
排水：借助水泵，持续消耗电能
高处
低处
自发
非自发
一、自发过程与自发反应
举例生活中的自发过程：
冰融化
墨水扩散
一定的条件下，不需要其它外力作用就能自动进行的过程称为自发过程，其逆过程是非自发过程。
自发过程：
一、自发过程与自发反应
在一定条件下，需要持续外力作用才能维持进行的过程。
2. 非自发过程：
如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？
在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。
3. 自发反应：
一、自发过程与自发反应
自发反应
Cu和AgNO3反应
NaOH和HCl反应
Na投入H2O中
Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) △H= -181.75 kJ·mol-1
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= -57.3 kJ·mol-1
2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ·mol-1
共同点——放热反应 △H＜0
二、化学反应进行方向的焓判据
能量判据（焓判据）∶
自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态（ △ H<0）。
即△H＜0的反应有自发进行的倾向。
多数能自发进行的化学反应是放热反应
反应物的总能量高
生成物的总能量低
放热反应
△H＜0
焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。
二、化学反应进行方向的焓判据
（1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件；
（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反
应速率无关；
（3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因
素。
注意
二、化学反应进行方向的焓判据
2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+109.8kJ/mol
(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
NaHCO3(s)+HCl(aq)=CO2(g)+NaCl(aq)+H2O(l) △H=＋31.4KJ/mol
结论：△H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < 0。
思考：自发反应一定要△H < O ？
焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
归纳小结
放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家由此提出用焓变来判断反应进行的方向。
多数能自发进行的化学反应是放热反应，但有些吸热反应也能自发进行，因此，反应的焓变是与反应进行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。
归纳小结
冰块融化
品红在水中扩散
归纳小结
蒸汽扩散
火柴散落
你能解释蒸汽扩散和火柴混乱的真正原因吗？
归纳小结
火柴散落
有序
混乱
—— 趋向于体系混乱度增大
三、化学反应进行方向的熵判据
定义：描述体系混乱度的物理量。
符号：S 单位：J·mol-1·K-1。
体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。
熵增原理(又称为熵判据)。
体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向。
(即熵增△S＞0)
△S=S生成物总熵－S反应物总熵
△S越大，越有利于反应自发进行。
熵
三、化学反应进行方向的熵判据
CH4 O2 CO2
186.15 205.03 214
H2O(l) HNO3(l) Br2(l)
69.9 156 152
NaCl Fe 金刚石
72.1 27.3 2.4
标准状况下：1 mol不同物质的熵S(J·mol-1·K-1)
三、化学反应进行方向的熵判据
熵值最大
熵值最小
（3）物质的存在状态：S(g) > S(l) > S(s)。
（1）物质的混乱度：体系混乱度越大，熵值越大；
（2）同一条件：不同物质的熵值不同；
三、化学反应进行方向的熵判据
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol
(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
思 考:
两个反应都是混乱度增大的反应。
熵增，△S＞0，有利于自发反应。
这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？
1.同一物质状态改变：
2.固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。
3.反应过程中气体物质的量增多的反应。
4. 生成气体的反应。
三、化学反应进行方向的熵判据
导致熵增(△S＞0）的一些因素
固态
液态
气态
熵增
熵增
三、化学反应进行方向的熵判据
熵的大小规律
与物质的存在状态有关：对于同一种物质，等物质的量的该物质其熵
值（混乱度）大小与物质的存在状态有关。由于气态分子比液态的分
子中的间隔要大，而液态分子比固态分子的间隔要大，所以，S(g)>
S(l)>S(s)，即气态>液态>固态。
(2) 与物质的量有关：物质的量越大，分子数越多，熵值越大。
(3) 不同物质熵值间的关系：物质的组成越复杂，其熵值越大，一般组成
物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度越大，
熵值也越大。
三、化学反应进行方向的熵判据
思 考： 自发反应一定是熵增加的反应吗？
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=－39.35J mol-1 K-1
结 论： △S>O，有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S>O。
熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是唯一因素。
铝热反应（ △S＜0）也能自发反应。
总 结： 自发过程的变化趋势：1. 能量趋于降低；
2. 混乱度趋于增加。
四、化学反应进行方向的复合判据
美国物理化学家吉布斯
研究表明：在等温、等压条件下封闭体系中，自由能的变化综合反应了体系的焓变和熵变对洗发过程的影响：
△G = △H - T△S
（ G ：自由能 T：绝对温度)
△G = △H - T△S ＜0 反应能自发进行
△G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行
△G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态
反应进行方向的判断方法：
四、化学反应进行方向的复合判据
2. 物质的混乱度趋于增加
1. 物质具有的能量趋于降低
H(焓变)
S(熵变)>0
焓(H)判据
熵(S)判据
放热反应
焓变 熵变 化学反应能否自发进行
自发进行
不自发进行
不能定性判断
不能定性判断
H<0
H<0
H>0
H>0
S>0
S>0
S<0
S<0
熵增原理
四、化学反应进行方向的复合判据
△H
△S
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
△G = △H - T△S
小 结：
化学反应进行方向的判据
能量降低的方向,就是反应容易进行的方向( H<0)。
熵增的方向,就是反应容易进行的方向( S>0)。
吉布斯自由能减小的方向，就是反应容易进行的方向( G<0)。
四、化学反应进行方向的复合判据
1. 焓判据：
2. 熵判据：
3. 复合判据：
课堂练习
1. 下列说法不正确的是（ ）
C
焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程
度越大，熵值越大。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热
D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
课堂练习
B
2. 下列说法中正确的是 ( )
A.放热反应的焓变小于0,熵变大于0 B.放热及熵增加的反应,一定能自发进行
C.放热反应的焓变大于0,熵变小于0 D.放热及熵减小的反应,一定能自发进行
解析: 放热反应的焓变小于0,熵变不一定大于0,A项和C项不正确;放热及熵增加的反应,ΔH-TΔS<0,一定能自发进行,B项正确;放热及熵减小的反应,不一定能自发进行。
答案: B
课堂练习
D
3.下列反应在常温下均为非自发反应,在高温下仍为非自发反应的是( )
A. 2Ag2O(s)
4Ag(s)+O2(g)
C. N2O4(g)
D.6C(s)+6H2O(l)
C6H12O6(s)
B. 2Fe2O3(s)+3C(s)
4Fe(s)+3CO2(g)
2NO2(g)
解析: 2Ag2O(s) 4Ag(s)+O2(g)是吸热、熵增的反应,在高温下能自发
进行;2Fe2O3(s)+3C(s) 4Fe(s)+3CO2(g)是吸热、熵增的反应,在高温
下能自发进行; N2O4(g) 2NO2(g)是吸热、熵增的反应,在高温下能自
发进行;6C(s)+6H2O(l) C6H12O6(s)是吸热、熵减的反应,无论在低温还
是高温下均为非自发反应。
答案: D
课堂练习
B
解析: ΔH>0, ΔS>0, 低温下, ΔH-TΔS>0, 反应不能自发进行, 高温下, ΔH-TΔS<0, 反应能自发进行, B项正确。
答案: B
Fe(s)+CO(g) ΔH>0、ΔS>0,下列说法中正确的是( )
A.低温下自发进行,高温下非自发进行
B.高温下自发进行,低温下非自发进行
C.任何温度下均非自发进行
D.任何温度下均自发进行
4. 反应FeO(s)+C(s)
课堂小结
CLASS SUMMARY
第二章
化学反应速率与化学平衡
选择性必修一
感谢您的观看
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