【人教版】高中化学 选择性必修一 第二章 第三节 化学反应的方向 课件(共16张PPT)
文档属性
| 名称 | 【人教版】高中化学 选择性必修一 第二章 第三节 化学反应的方向 课件(共16张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 39.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-31 18:32:53 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
吴 彦
化学反应的方向
第二章 化学反应速率与化学平衡
第3节 化学反应的方向
一、创设情境，引入新课
《千字文》选文：天地玄黄，宇宙洪荒。日月盈昃，辰宿列张。寒来暑往，秋收冬藏。
如果一个化学反应已经发生，方向也就确定了；如果还没发生，就需要依据科学理论，对其能否发生，以及什么条件下发生做出判断。
一、创设情境，引入新课
汽车是我们日常生活的助手，而汽车尾气中含有CO和NO等大气污染物。人们曾设计出这样的反应，设想使CO和NO相互作用，生成能参与大气循环的气体：
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)
该反应常温下能够自发进行吗？
如何判断化学反应的方向？
什么是自发过程和自发反应呢？
二、感受过程，提升认识
什么是自发反应？
二、感受过程，提升认识
什么是自发反应？
（1）对自发（非自发）过程的认识：无需持续的外力作用即可自动发生的过程为自发过程；没有持续的外力作用就不会发生的过程为非自发过程。
（2）自发反应举例：酸碱中和反应，如NaOH与HCl的反应：Zn与H2SO4、Na与H2O等置换反应；Fe与CuSO4等较活泼金属置换不活泼金属的反应。
2H2+O2=2H2O
点燃
Na+Cl2=2NaCl
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
酶
这些能自发的反应与上述讨论的自发反应有何不同？
自发反应需要点燃、加热或使用催化剂的原因：引发反应，提供最初反应的驱动力，克服反应过程中的活化能（Ea）。同时，反应过程中放出的热量大于反应所需活化能，即 H>Ea，因此反应一经引发，就可以持续进行。
二、感受过程，提升认识
反应过程中放出的热量不能满足反应所需的活化能，即 H为何有些放热反应需要持续加热呢？
二、感受过程，提升认识
（1）自发反应的概念：在一定条件下，不借助于外力（如光照、通电等）能够发生的反应。
（2）在一定条件下，如果一个反应是自发的，那么它的逆反应必然不自发。
Na+Cl2=2NaCl
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
酶
自发
2NaCl=Na+Cl2
电解
6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2
光
非自发
（3）“自发”反应是指有发生的趋势，并不代表实际一定会发生，且与反应发生的快慢无必然联系，“非自发”反应也不代表一定不会发生。
（4）一个反应能否自发与其所处的条件相关。在一定条件下自发的反应，当条件改变是可能变为非自发反应。
三、理性分析，获得方法
（1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol
（2）Cu(OH)2(s) +2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) H=-56.8kJ/mol
（3）Ba2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s) H=-26.3kJ/mol
（4）C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ/mol
（5）4Na(s)+O2(g)=2Na2O(s) H=-828.4kJ/mol
以上反应在一定条件下均能自发进行。
这些反应有哪些共同特点？为何能够自发进行？
能量降低（即焓减）的反应有自发进行的倾向。
能自发进行的反应都是焓减的吗？
Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。
三、理性分析，获得方法
下列吸热反应也能自发进行：
多数能自发进行的反应为放热反应，
有些吸热反应也能自发进行。
不能仅仅依靠反应的焓变来判断反应能否自发进行。
（1）2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+109.8kJ/mol
（2）NaHCO3(s) +HCl(aq)=NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l) H=+31.4kJ/mol
为什么这些吸热反应也能自发进行？
三、理性分析，获得方法
上述自发过程有哪些共同特点？
熵（S）
体系混乱度量度
单位：J·mol-1·K-1
体系越混乱，
熵值就越大。
三、理性分析，获得方法
下列过程在通常情况下均导致体系熵增：
①由固体物质变为纯液体或液体溶液；
②由固体或液体变为气体；
③气体分子总数增加的化学反应；
④物质温度升高
熵增原理：在孤立体系或绝热体系中，自发过程将导致体系的熵值增大，即熵变大于零（ S>0）有利于自发进行。
（1）Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g) S>0
（2）2KClO3(s)=2KCl(s)+O2(g) S>0
三、理性分析，获得方法
对于熵减反应，是否都不能自发进行呢？
在等温、等压条件下的封闭体系中，自由能（符号为 G，单位为mol/L）的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响： G= H-T S。化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直至体系达到平衡：
当G>0时，反应能自发进行
当G=0时，反应处于平衡状态
当G>0时，反应不能自发进行
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H<0， S<0
该如何判断反应的自发性呢？
三、理性分析，获得方法
序号 实例 H S 反应进行的方向
① Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ <0 >0 一定能自发进行
② 2CO=C+O2 >0 <0 一定不能自发进行
③ CaCO3=CaO+CO2↑ >0 >0 不能确定（与温度有关，高温下自发进行）
④ N2+3H2=2NH3 <0 <0 不能确定（与温度有关，低温下自发进行）
焓变和熵变对化学反应过程的影响
当G>0时，反应能自发进行
当G=0时，反应处于平衡状态
当G>0时，反应不能自发进行
四、归纳整合，迁移应用
金属钾的制备：Na(l)+KCl(l)=K(g)+NaCl(l) H<0， S<0
依据金属活动性反应不能发生，为何反应能够发生？
K的沸点（759℃）低于Na的沸点（883℃）。实际反应中，适当控制温度，使K汽化并保持Na呈液态，增大反应过程中的熵值变化。
上述反应的趋势很强，但实际反应速率极小，如何解决？
寻找合适的催化剂。
课堂小结
化学反应的方向
化学反应进行的方向
（ H、 S）
速率、限度
继续研究
自发反应：在一定条件下，不借助与外力（如光照、通电等）能够发生的反应
H<0
S>0
非自发反应
提供外力：光能、电能等
改变反应历程
今日作业
1.梳理课堂笔记。
吴 彦
化学反应的方向
第二章 化学反应速率与化学平衡
第3节 化学反应的方向
一、创设情境，引入新课
《千字文》选文：天地玄黄，宇宙洪荒。日月盈昃，辰宿列张。寒来暑往，秋收冬藏。
如果一个化学反应已经发生，方向也就确定了；如果还没发生，就需要依据科学理论，对其能否发生，以及什么条件下发生做出判断。
一、创设情境，引入新课
汽车是我们日常生活的助手，而汽车尾气中含有CO和NO等大气污染物。人们曾设计出这样的反应，设想使CO和NO相互作用，生成能参与大气循环的气体：
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)
该反应常温下能够自发进行吗？
如何判断化学反应的方向？
什么是自发过程和自发反应呢？
二、感受过程，提升认识
什么是自发反应？
二、感受过程，提升认识
什么是自发反应？
（1）对自发（非自发）过程的认识：无需持续的外力作用即可自动发生的过程为自发过程；没有持续的外力作用就不会发生的过程为非自发过程。
（2）自发反应举例：酸碱中和反应，如NaOH与HCl的反应：Zn与H2SO4、Na与H2O等置换反应；Fe与CuSO4等较活泼金属置换不活泼金属的反应。
2H2+O2=2H2O
点燃
Na+Cl2=2NaCl
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
酶
这些能自发的反应与上述讨论的自发反应有何不同？
自发反应需要点燃、加热或使用催化剂的原因：引发反应，提供最初反应的驱动力，克服反应过程中的活化能（Ea）。同时，反应过程中放出的热量大于反应所需活化能，即 H>Ea，因此反应一经引发，就可以持续进行。
二、感受过程，提升认识
反应过程中放出的热量不能满足反应所需的活化能，即 H
二、感受过程，提升认识
（1）自发反应的概念：在一定条件下，不借助于外力（如光照、通电等）能够发生的反应。
（2）在一定条件下，如果一个反应是自发的，那么它的逆反应必然不自发。
Na+Cl2=2NaCl
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
酶
自发
2NaCl=Na+Cl2
电解
6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2
光
非自发
（3）“自发”反应是指有发生的趋势，并不代表实际一定会发生，且与反应发生的快慢无必然联系，“非自发”反应也不代表一定不会发生。
（4）一个反应能否自发与其所处的条件相关。在一定条件下自发的反应，当条件改变是可能变为非自发反应。
三、理性分析，获得方法
（1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol
（2）Cu(OH)2(s) +2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) H=-56.8kJ/mol
（3）Ba2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s) H=-26.3kJ/mol
（4）C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ/mol
（5）4Na(s)+O2(g)=2Na2O(s) H=-828.4kJ/mol
以上反应在一定条件下均能自发进行。
这些反应有哪些共同特点？为何能够自发进行？
能量降低（即焓减）的反应有自发进行的倾向。
能自发进行的反应都是焓减的吗？
Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。
三、理性分析，获得方法
下列吸热反应也能自发进行：
多数能自发进行的反应为放热反应，
有些吸热反应也能自发进行。
不能仅仅依靠反应的焓变来判断反应能否自发进行。
（1）2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+109.8kJ/mol
（2）NaHCO3(s) +HCl(aq)=NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l) H=+31.4kJ/mol
为什么这些吸热反应也能自发进行？
三、理性分析，获得方法
上述自发过程有哪些共同特点？
熵（S）
体系混乱度量度
单位：J·mol-1·K-1
体系越混乱，
熵值就越大。
三、理性分析，获得方法
下列过程在通常情况下均导致体系熵增：
①由固体物质变为纯液体或液体溶液；
②由固体或液体变为气体；
③气体分子总数增加的化学反应；
④物质温度升高
熵增原理：在孤立体系或绝热体系中，自发过程将导致体系的熵值增大，即熵变大于零（ S>0）有利于自发进行。
（1）Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g) S>0
（2）2KClO3(s)=2KCl(s)+O2(g) S>0
三、理性分析，获得方法
对于熵减反应，是否都不能自发进行呢？
在等温、等压条件下的封闭体系中，自由能（符号为 G，单位为mol/L）的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响： G= H-T S。化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直至体系达到平衡：
当G>0时，反应能自发进行
当G=0时，反应处于平衡状态
当G>0时，反应不能自发进行
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H<0， S<0
该如何判断反应的自发性呢？
三、理性分析，获得方法
序号 实例 H S 反应进行的方向
① Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ <0 >0 一定能自发进行
② 2CO=C+O2 >0 <0 一定不能自发进行
③ CaCO3=CaO+CO2↑ >0 >0 不能确定（与温度有关，高温下自发进行）
④ N2+3H2=2NH3 <0 <0 不能确定（与温度有关，低温下自发进行）
焓变和熵变对化学反应过程的影响
当G>0时，反应能自发进行
当G=0时，反应处于平衡状态
当G>0时，反应不能自发进行
四、归纳整合，迁移应用
金属钾的制备：Na(l)+KCl(l)=K(g)+NaCl(l) H<0， S<0
依据金属活动性反应不能发生，为何反应能够发生？
K的沸点（759℃）低于Na的沸点（883℃）。实际反应中，适当控制温度，使K汽化并保持Na呈液态，增大反应过程中的熵值变化。
上述反应的趋势很强，但实际反应速率极小，如何解决？
寻找合适的催化剂。
课堂小结
化学反应的方向
化学反应进行的方向
（ H、 S）
速率、限度
继续研究
自发反应：在一定条件下，不借助与外力（如光照、通电等）能够发生的反应
H<0
S>0
非自发反应
提供外力：光能、电能等
改变反应历程
今日作业
1.梳理课堂笔记。