化学人教版（2019）选择性必修1 2.3化学反应的方向（共22张ppt）

(共22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
【重难点】 焓变、熵变、自由能与化学反应的方向
【学习目标】
1、通过阅读课本43页，知道化学反应是有方向的。
2、通过阅读课本43、44页，知道化学反应的方向
与反应的焓变和熵变的关系。
3、通过阅读课本45页，能用自由能判断反应自发进行
的方向性。
1、自发过程
自然界有一些过程是自发进行的，而且是有 的。
如：体系由高能状态→低能状态或从有序状态→无序状态。
2、自发反应
在给定条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应。
自发反应具有方向性。自发反应一定是自发过程。
方向性
导
自发反应也需要一定条件引发反应，
一旦反应后即可自发进行。
深度思考
(2)非自发反应一定不能发生吗？
非自发反应也能在一定条件下发生。
1、焓变与反应的方向
(1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提出用 (能量变化)来判断反应进行的方向，这就是 (能量判据)。
(2)焓变与化学反应进行方向的关系
①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。
②有些吸热反应也可以自发进行，如：
2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。
结论：只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。
降低
自发
焓变
焓判据
2、熵变与反应的方向
(1)熵、熵变的概念
混乱程度
S
ΔS
(2)熵值大小
①体系的熵值：体系的 越大，
体系的熵值就 。
②同一物质的熵值：S(g) S(l) S(s)，
同一条件下，不同物质的熵值不同。
(3)熵判据：体系有自发地向混乱度 (即 )的方向转变的倾向， 因此可用熵变来判断反应进行的方向。
混乱程度
越大
＞
＞
增加
熵增
典例：下列对熵的理解不正确的是( )
A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
B.体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大
C.与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小
D.25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)
是熵增反应
C
(4)熵变与化学反应进行方向的关系
①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)；
2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
②有些熵减的反应也可以自发进行，如：
2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)；
4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)
结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。
3、自由能与化学反应的方向
(1)自由能
符号为 ，单位为 。
(2)自由能与焓变、熵变的关系
ΔG＝ 。ΔG不仅与焓变和熵变有关，
还与 有关。
ΔG
ΔH－TΔS
温度
kJ·mol－1
(3) 反应方向与自由能的关系
化学反应总是向着 的方向进行，
直到体系 。
①当ΔG＜0时，反应 ；
②当ΔG＝0时，反应 ；
③当ΔG＞0时，反应 。
自由能减小
达到平衡
能自发进行
处于平衡状态
不能自发进行
ΔG＝ ΔH－TΔS
思
前8分钟
后5分钟
完成对应的练习题；存在的疑问写在【我有问题要问】
通过阅读课本43-45页，回答下列问题：
1. 生活中有哪些自发过程的例子？
2. 自发反应不需要任何条件就能发生吗？非自发反应一定不能发生吗？
3．知道了某个反应是自发反应后，该反应在该条件下一定能发生吗？
4. 一定条件下某反应正向是自发进行的，其逆方向在相同条件下能否自发？
5. 什么是焓判据、熵判据、复合判据？如何应用它们判断反应进行的方向？
(1)在一定条件下，不借助外力就能自发进行的过程是自发过程( 　)
(2)室温下冰变成水属于自发过程(　　)
(3)O2转化变为O3时，熵减小(　　)
(4)熵增的反应一定能自发进行(　　)
(5)合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，高温有利于
其自发进行( 　)
(6)由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于
所有的过程(　　)
正误判断
√
√
√
×
×
√
2、下列反应属于非自发反应的是( )
A、钠与水反应
B、氢气在氧气中燃烧生成水
C、水分解变成氢气和氧气
D、氨气和氯化氢相遇变成氯化铵
C
3、对于化学反应方向的判断，下列说法中正确的是( )
A. 温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行
B. 温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学
反应的方向
C. 反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D. 固体的溶解过程与熵变无关
B
判断化学反应自发性的方法
焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行
＜0 ＞0 能自发进行
＞0 ＜0 不能自发进行
＜0 ＜0 取决于温度，低温自发
＞0 ＞0 取决于温度，高温自发
评
ΔG＝ ΔH－TΔS
1、 25 ℃和1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)　
ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1，能自发进行，其原因是：
________________________________________。
熵增效应大于能量效应
根据熵判据，该反应是熵增反应，能自发进行；
根据焓判据，该反应是吸热反应，不能自发进行。
事实上该反应能自发进行，说明熵增效应大于能量效应。
2、下列判断正确的是（ ）
A、一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)能自发进行，
该反应的ΔH<0
B、反应4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应
为吸热反应
C、反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0
D、2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，
则该反应的ΔH>0
A
结
判断化学反应自发性的方法
ΔG＝ ΔH－TΔS
焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行
＜0 ＞0 能自发进行
＞0 ＜0 不能自发进行
＜0 ＜0 取决于温度，低温自发
＞0 ＞0 取决于温度，高温自发
1.下列说法正确的是（ ）
A.凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的
B.自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小
C.常温下，反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)不能自发进行，则该反应
的ΔH＞0
D.反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该
反应的ΔH＞0
C
检
2.已知:(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ/mol，
下列说法正确的是( )
A.该反应中熵变、焓变皆大于0
B.该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C.碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解
一定能自发进行
D.能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定
是吸热反应
A
下节提示
化学反应的调控