2.3 化学反应的方向 课件(共17张PPT) 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.3 化学反应的方向 课件(共17张PPT) 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-20 22:57:42 | ||
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文档简介
(共17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
寻找反应能否自发进行的判据
课程标准 素养目标 学法指导
结合学过的化学反应实例，了解自发反应和非自发反应的含义；通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义 宏观辨识与微观探析 1．结合生产、生活中的实例，如“水总是自发地从高处流向低处”等感受某些过程的自发性，进而结合“白磷自燃”“铁的锈蚀”等实例认识某些化学反应的自发性
2．阅读教材，结合实例认识只依据“焓判据”或“熵判据”判断反应自发性的局限性
3．结合“焓判据”和“熵判据”，综合认识自由能和化学反应方向判断的科学性
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 证据推理与模型认知 自然界中有许多现象是可以自发进行的，请结合自己的生活经验，举例说明自然界变化的方向性.
1.水往低处流
2.室温下冰会自发融化
在一定条件下不需外力作用就能自发进行的过程。
自发过程——
水往低处流
——能量高到低
室温下冰会自发融化
——有序排列变无序运动
借鉴自然现象
从本质上认识自发过程（从现象到本质）
【思考与交流】
总结:自发反应体系倾向于从高能态转变为低能态。
观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处
(1)钠与水反应2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=－368 kJ/mol
(2)铁生锈：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=－824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol
共同特点：
△H < 0 即放热反应
一、焓判据：
△H < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定△H < 0！
只有放热反应才能自发进行吗？
氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应吸收热量
局限性
思考交流
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)
思考与讨论：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。
固体变溶液
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
共同点：体系的混乱度增大。
结论：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。
1.熵（S）：描述体系混乱度的物理量。
体系混乱度越大，熵值越大
同一物质：S(g) > S(l) > S(s)
熵判据： △S > 0， 有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S > 0
二、熵判据
△S正负判断方法：
①气体体积增大的反应，△S>0,熵增加反应
②气体体积减小的反应，△S<0,熵减小反应
练习1
下列反应中，熵减的是（ ）
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2(g)
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)
D
△S＜0
△S>0
△S>0
△S>0
【总结】自发过程的两大变化趋势：
（1）能量趋于减小(焓减）
（2）混乱度趋于增大（熵增）
焓变与熵变都与反应的自发性有关，但不能独立作为自发性的判据，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果。
△G=△H—T △S
当△G<0时，反应自发进行
当△G>0时，反应不自发进行
当△G=0时，可逆反应到达平衡状态
三、复合判据（自由能变化）
反应在该状况下能否自发进行
＜０ ＞０
＞０ ＜０
＞０ ＞０
＜０ ＜０
＜０
自发进行
＞０
不自发进行
低温时＞０,高温时＜０
低温时＜０,高温时＞０
高温自发
低温自发
H
Ｓ
Ｇ
△G=△H—T △S
注意：过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率
课堂小结：
2.一定条件下发生反应：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ，如图表示该反应过程中能量（单位kJ·mol-1）的变化。关于该反应的下列说法中，正确的是（ ）
A.ΔH>0，△S>0 B.ΔH>0,△S＜0
C.ΔH＜0，△S＜0 D.ΔH＜0，△S>0
C
随
堂
练
习
练习：
3.将SiCl4氢化为SiHCl3对应的反应依次为：
① SiCl4(g) + H2 (g) SiHCl3(g) + HCl(g) △ H1 > 0
② 3SiCl4(g) + 2H2 (g) + Si(s) 4SiHCl3(g) △ H2 < 0
已知体系自由能变△ G = △ H - T△ S，△ G < 0 时反应自发进行。二个氢化反应的△ G与温
度的关系如图所示，反应①能自发进行的最低温度是 ；
1000 ℃
由△ H1 > 0，△ H2 < 0
推出△ H2 < △ H1 ， 所以△ G2 < △ G1
相同温度下，反应②比反应①的△ G小，主要原因是 。
4.研究过程自发性的目的是( )
A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定发生
C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应
【答案】A
解析：研究过程的自发性用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生、过程发生的速率、过程的热效应等。
5.下列反应中，在一定温度下，属于自发进行的吸热反应的是( )
A.NaOH与HCl反应
B.CO与O2点燃
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
D.SO3与H2O反应
【答案】C
A.ΔH＜0 ΔS＜0 B.ΔH＜0 ΔS＞0
C.ΔH＞0 ΔS＜0 D.ΔH＞0 ΔS＞0
【答案】A
【解析】一般来说，化合反应的焓变小于0，气体体积减小的反应ΔS<0。
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节 化学反应的方向
寻找反应能否自发进行的判据
课程标准 素养目标 学法指导
结合学过的化学反应实例，了解自发反应和非自发反应的含义；通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的意义 宏观辨识与微观探析 1．结合生产、生活中的实例，如“水总是自发地从高处流向低处”等感受某些过程的自发性，进而结合“白磷自燃”“铁的锈蚀”等实例认识某些化学反应的自发性
2．阅读教材，结合实例认识只依据“焓判据”或“熵判据”判断反应自发性的局限性
3．结合“焓判据”和“熵判据”，综合认识自由能和化学反应方向判断的科学性
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 证据推理与模型认知 自然界中有许多现象是可以自发进行的，请结合自己的生活经验，举例说明自然界变化的方向性.
1.水往低处流
2.室温下冰会自发融化
在一定条件下不需外力作用就能自发进行的过程。
自发过程——
水往低处流
——能量高到低
室温下冰会自发融化
——有序排列变无序运动
借鉴自然现象
从本质上认识自发过程（从现象到本质）
【思考与交流】
总结:自发反应体系倾向于从高能态转变为低能态。
观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处
(1)钠与水反应2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=－368 kJ/mol
(2)铁生锈：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=－824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol
共同特点：
△H < 0 即放热反应
一、焓判据：
△H < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定△H < 0！
只有放热反应才能自发进行吗？
氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应吸收热量
局限性
思考交流
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)
思考与讨论：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。
固体变溶液
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
共同点：体系的混乱度增大。
结论：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。
1.熵（S）：描述体系混乱度的物理量。
体系混乱度越大，熵值越大
同一物质：S(g) > S(l) > S(s)
熵判据： △S > 0， 有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S > 0
二、熵判据
△S正负判断方法：
①气体体积增大的反应，△S>0,熵增加反应
②气体体积减小的反应，△S<0,熵减小反应
练习1
下列反应中，熵减的是（ ）
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2(g)
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)
D
△S＜0
△S>0
△S>0
△S>0
【总结】自发过程的两大变化趋势：
（1）能量趋于减小(焓减）
（2）混乱度趋于增大（熵增）
焓变与熵变都与反应的自发性有关，但不能独立作为自发性的判据，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果。
△G=△H—T △S
当△G<0时，反应自发进行
当△G>0时，反应不自发进行
当△G=0时，可逆反应到达平衡状态
三、复合判据（自由能变化）
反应在该状况下能否自发进行
＜０ ＞０
＞０ ＜０
＞０ ＞０
＜０ ＜０
＜０
自发进行
＞０
不自发进行
低温时＞０,高温时＜０
低温时＜０,高温时＞０
高温自发
低温自发
H
Ｓ
Ｇ
△G=△H—T △S
注意：过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率
课堂小结：
2.一定条件下发生反应：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ，如图表示该反应过程中能量（单位kJ·mol-1）的变化。关于该反应的下列说法中，正确的是（ ）
A.ΔH>0，△S>0 B.ΔH>0,△S＜0
C.ΔH＜0，△S＜0 D.ΔH＜0，△S>0
C
随
堂
练
习
练习：
3.将SiCl4氢化为SiHCl3对应的反应依次为：
① SiCl4(g) + H2 (g) SiHCl3(g) + HCl(g) △ H1 > 0
② 3SiCl4(g) + 2H2 (g) + Si(s) 4SiHCl3(g) △ H2 < 0
已知体系自由能变△ G = △ H - T△ S，△ G < 0 时反应自发进行。二个氢化反应的△ G与温
度的关系如图所示，反应①能自发进行的最低温度是 ；
1000 ℃
由△ H1 > 0，△ H2 < 0
推出△ H2 < △ H1 ， 所以△ G2 < △ G1
相同温度下，反应②比反应①的△ G小，主要原因是 。
4.研究过程自发性的目的是( )
A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定发生
C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应
【答案】A
解析：研究过程的自发性用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生、过程发生的速率、过程的热效应等。
5.下列反应中，在一定温度下，属于自发进行的吸热反应的是( )
A.NaOH与HCl反应
B.CO与O2点燃
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
D.SO3与H2O反应
【答案】C
A.ΔH＜0 ΔS＜0 B.ΔH＜0 ΔS＞0
C.ΔH＞0 ΔS＜0 D.ΔH＞0 ΔS＞0
【答案】A
【解析】一般来说，化合反应的焓变小于0，气体体积减小的反应ΔS<0。