化学人教版（2019）选择性必修1 2.3化学反应的方向（共16张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修1 2.3化学反应的方向（共16张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-10 22:15:32 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
学习目标
1、了解自发过程和化学反应的自发性，能结合宏观的事实认识自发过程与自发反应。
2、通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。
3、初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向。能认识到焓判据和熵判据的局限，能用复合判据分析和解决化学问题。
新课导入
什么是自发过程？
水向低处流
花香四溢
墨水在水中扩散
自然界中的自发过程体现了自然界的变化具有一定的方向性！
知识回顾
在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程。
一、自发过程与自发反应
1、自发过程：
（1）特点：
（2）实例：
②有序 → 无序（无序体系更加稳定）。
①高能 → 低能（对外做功或释放热量）
高山流水，自由落体，冰雪融化。
新知探究
2、自发反应：
（1）在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应。
变化过程涉及的温度、压强、点燃、使用催化剂等基本条件。
（2）特点：
具有方向性，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。
一、自发过程与自发反应
新知探究
【思考】在一定的温度、压强条件下，一个化学反应会朝着什么方向自发进行？
实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。
① C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H=-2217.5kJ/mol
② 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=-882kJ/mol
③ C(s)+ O2(g)=CO2 (g) △H =-393.5kJ/mol
④ H2 (g) +F2(g) = 2HF(g) △H =-546.6kJ/mol
放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定。△H < 0 有利于反应自发进行
二、焓判据
新知探究
19世纪，一些化学家认为，决定反应能否自发进行的因素是反应热，放热反应可以自发进行，而吸热反应不能自发进行。你同意这种观点吗？
2NH4Cl(s) +Ba(OH)2.8H2O (s)= BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) △H＞0
该反应是吸热反应，但在常温下能自发进行
结论： 反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，
但不是唯一的因素。
新知探究
①NH4NO3(s) = NH4+ (aq) ＋NO3- (aq)
② CaCO3(s) =CaO (s) +CO2 (g)
③N2O4(g)=2NO2(g)
④CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l)
⑤Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) = BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
【思考】下列过程均为吸热过程，且在一定条件下都能自发进行，请分析其共同特点，找出原因。
不自由变自由(有序变无序)
固体变气体
气体少变成气体多
固体变液体
固体变液体和气体
除热效应（焓变）外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的
混乱度，且大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。
新知探究
同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g) ＞ S(l)＞ S(s)。
描述体系混乱程度的物理量，一般用 S 表示。
三、熵判据
1、熵的定义
2、熵的大小
3、熵判据
体系的混乱度（即熵值）增加， 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，故熵变只是影响反应方向的一种因素。
熵值越大，体系的混乱度越大。
新知探究
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。
△S
△H
H<0
S<0
所有温度下
反应不能自发进行
H>0
S>0
高温下
反应自发进行
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
新知探究
【例1】判断下列4个反应能否自发进行，如能，需要在什么条件下？
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
课堂小结
一、自发过程与自发反应
二、焓判据
三、熵判据
四、复合判据
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
能
ΔG＞0
低温可自发
高温可自发
不能
新知演练
【练习1】石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨) + O2 (g) = CO2(g) ΔH=-393.51 kJ·mol-1
C(金刚石) + O2 (g) = CO2(g) ΔH=-395.41 kJ·mol-1
关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（ ）
A.石墨转化成金刚石是自发进行的过程
B.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
C.金刚石比石墨更稳定
D.金刚石比石墨能量低
B
【练习2】某反应A＋B = C＋D在低温下能自发进 行，在高温下不能自发进行，对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是( )
A．ΔH＜0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＞0
C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＞0，ΔS＜0
C
新知演练
【练习3】已知反应2C(s)＋O2(g) = 2CO(g)的 ΔH＜0，ΔS＞0。设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法中正确的是( )
A．低温下才能自发进行
B．高温下才能自发进行
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
C
新知演练
课程结束
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
学习目标
1、了解自发过程和化学反应的自发性，能结合宏观的事实认识自发过程与自发反应。
2、通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。
3、初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变解释化学反应的方向。能认识到焓判据和熵判据的局限，能用复合判据分析和解决化学问题。
新课导入
什么是自发过程？
水向低处流
花香四溢
墨水在水中扩散
自然界中的自发过程体现了自然界的变化具有一定的方向性！
知识回顾
在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程。
一、自发过程与自发反应
1、自发过程：
（1）特点：
（2）实例：
②有序 → 无序（无序体系更加稳定）。
①高能 → 低能（对外做功或释放热量）
高山流水，自由落体，冰雪融化。
新知探究
2、自发反应：
（1）在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应。
变化过程涉及的温度、压强、点燃、使用催化剂等基本条件。
（2）特点：
具有方向性，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。
一、自发过程与自发反应
新知探究
【思考】在一定的温度、压强条件下，一个化学反应会朝着什么方向自发进行？
实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。
① C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H=-2217.5kJ/mol
② 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=-882kJ/mol
③ C(s)+ O2(g)=CO2 (g) △H =-393.5kJ/mol
④ H2 (g) +F2(g) = 2HF(g) △H =-546.6kJ/mol
放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定。△H < 0 有利于反应自发进行
二、焓判据
新知探究
19世纪，一些化学家认为，决定反应能否自发进行的因素是反应热，放热反应可以自发进行，而吸热反应不能自发进行。你同意这种观点吗？
2NH4Cl(s) +Ba(OH)2.8H2O (s)= BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) △H＞0
该反应是吸热反应，但在常温下能自发进行
结论： 反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，
但不是唯一的因素。
新知探究
①NH4NO3(s) = NH4+ (aq) ＋NO3- (aq)
② CaCO3(s) =CaO (s) +CO2 (g)
③N2O4(g)=2NO2(g)
④CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l)
⑤Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) = BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
【思考】下列过程均为吸热过程，且在一定条件下都能自发进行，请分析其共同特点，找出原因。
不自由变自由(有序变无序)
固体变气体
气体少变成气体多
固体变液体
固体变液体和气体
除热效应（焓变）外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的
混乱度，且大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。
新知探究
同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g) ＞ S(l)＞ S(s)。
描述体系混乱程度的物理量，一般用 S 表示。
三、熵判据
1、熵的定义
2、熵的大小
3、熵判据
体系的混乱度（即熵值）增加， 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，故熵变只是影响反应方向的一种因素。
熵值越大，体系的混乱度越大。
新知探究
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。
△S
△H
H<0
S<0
所有温度下
反应不能自发进行
H>0
S>0
高温下
反应自发进行
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
新知探究
【例1】判断下列4个反应能否自发进行，如能，需要在什么条件下？
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
课堂小结
一、自发过程与自发反应
二、焓判据
三、熵判据
四、复合判据
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
能
ΔG＞0
低温可自发
高温可自发
不能
新知演练
【练习1】石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨) + O2 (g) = CO2(g) ΔH=-393.51 kJ·mol-1
C(金刚石) + O2 (g) = CO2(g) ΔH=-395.41 kJ·mol-1
关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（ ）
A.石墨转化成金刚石是自发进行的过程
B.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
C.金刚石比石墨更稳定
D.金刚石比石墨能量低
B
【练习2】某反应A＋B = C＋D在低温下能自发进 行，在高温下不能自发进行，对该反应过程ΔH、ΔS的判断正确的是( )
A．ΔH＜0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＞0
C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＞0，ΔS＜0
C
新知演练
【练习3】已知反应2C(s)＋O2(g) = 2CO(g)的 ΔH＜0，ΔS＞0。设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法中正确的是( )
A．低温下才能自发进行
B．高温下才能自发进行
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
C
新知演练
课程结束