化学人教版（2019）选择性必修1 2.3化学反应的方向（共24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24张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-06-13 07:01:25 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
屠呦呦，因为发现抗疟疾药物青蒿素而获得2015年的诺贝尔生理学或医学奖，是第一位获得诺贝尔奖的中国本土的科学家。
青蒿素的发现历程
第一阶段：初步筛选的化合物万余种，但未能取得明确的研究方向。
第二阶段：把胡椒作为研究对象，分离出了胡椒酮晶体。但是抑制效果不明显
第三阶段: 在晋朝的葛洪写的《肘后备急方》发现了一个治疟疾的药方：“青蒿一握，水两升渍，绞取汁，尽服之”确定把青蒿素作为最终的研究方向
第四阶段: 研究人员开始水煎青蒿提取青蒿素，但是抑制率只有10%-40%
第五阶段: 改用低温环境中乙醚提取青蒿素，抑制率达100%
化学反应的方向
阅读课本，回答下列问题：1自发反应不需要任何条件就能发生吗？2 同一物质不同状态下熵值相等吗？3 非自发反应一定不能发生吗？一、自发过程与自发反应1、自发过程：在一定T、P下，不需要外力作用就能自动进行的过程。2、非自发过程 ：在一定T、P下，需要持续借助外力作用才能进行的过程。外力作用一般指的是：光照、通电等；而加热、点燃、高温都是为了达到某一反应温度，属于一定温度范畴，不属于外力作用。3、自发反应：在一定T、P下，不需要外力作用（光能、电能）就能自动进行的化学反应。4、非自发反应 ：在一定T、P下，需要持续借助外力作用（光能，电能）才能进行的化学反应。类比于自发过程【分组讨论】举出几种常见的自发反应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 焓判据
那么吸热反应是不是也能自发进行呢？
【总结】放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < O 有利于反应自发进行
Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)==BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)
△H = +149KJ/mol
放热反应
大多数可以自发进行。（△H<0）
吸热反应
少数也可以自发进行。 (△H>0)
总结
小结：
焓变并不能作为判断反应是否自发进行的独立依据。
在密闭条件下，体系有从有序（混乱度小）自发转变为无序（混乱度大）的倾向。克劳修斯（德国）三、熵判据（混乱度判据）【分组讨论】举出生活中有有序变无序状态的情景学生实验：火柴散落实验1观察火柴盒里火柴头的摆放是否整齐2抓取火柴，在距桌面10厘米的上方，散落，观察现象，并总结火柴散落是由（）序变（）序3重复步骤2，观察现象，并总结火柴散落是由（）序变（）序得出的最终结论：熵值最大
熵值最小
②物质的量：
物质的量越大，粒子数越多，熵值越大
③物质的状态：
当物质的量相同时， S(g)>S(l)>S(s)
①体系混乱度：体系混乱度越大，越无序，熵值越大
影响熵大小的因素
熵S：热力学上描述体系的混乱度的函数。体系混乱度越大，熵值越大。
一般来说，熵增的反应能自发进行，那么熵减的化学反应能自发进行吗？NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)【分组讨论】请举出几个生活中熵增的例子4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) = 4Fe(OH)3(s)
熵增反应
大都可以自发进行。（△S>0）
熵减反应
少数也可以自发进行。 (△S<0)
总结
小结：
熵变不能作为判断反应是否自发进行的独立依据。
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：在温度、压强一定的条件下，
化学反应自发进行方向的判据是吉布斯自由能变。
△G = △H - T△S
△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：
T绝对温度：
开尔文温度（K）国际单位制
=摄氏（℃）度 + 273. 0
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
思考，并填写下列表格
1．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发生的速率。
例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。再如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
2．本节课在讨论的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。
如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压下可以使石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。
【注意事项】
【基础巩固】1.下列过程中△S<0的是（ ）A.H2O(I)=H2O(g)B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)D.2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)2 对下列过程中熵变的判断，不正确的是（ ）
A 少量食盐溶解于水中， S ＞０
B 纯碳和氧气反应生成CO： S ＞０
C 水蒸气变成液态水： S ＞０
D CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g): S ＞０
3某化学反应其△H== —122 kJ·mol-1， S== 231 J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行 ( )A．在任何温度下都能自发进行B．在任何温度下都不能自发进行C．仅在高温下自发进行D．仅在低温下自发进行【能力提升】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．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C．常温下，反应不能自发进行，则该反应的D．反应，则该反应能在高温自发进行【能力提升】2．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是A．1molH2O在不同状态时的熵值：S(s)＜S(g)B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C．某些非自发的反应可以通过改变条件使其成为自发反应D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ mol 1在高温下能自发课后思考：汽车尾气带来严重的环境问题。为减少污染，人们创造性地设计新反应：2NO+2CO=N2+2CO2这个化学反应在给定的条件下（通常指温度和压强）若要自发进行，需要知道哪些物理量？如果能自发进行，要提高反应速率，我们应该采取什么措施？课堂小结：课后作业：1背诵本节课知识点2做《化学反应的方向练案》
屠呦呦，因为发现抗疟疾药物青蒿素而获得2015年的诺贝尔生理学或医学奖，是第一位获得诺贝尔奖的中国本土的科学家。
青蒿素的发现历程
第一阶段：初步筛选的化合物万余种，但未能取得明确的研究方向。
第二阶段：把胡椒作为研究对象，分离出了胡椒酮晶体。但是抑制效果不明显
第三阶段: 在晋朝的葛洪写的《肘后备急方》发现了一个治疟疾的药方：“青蒿一握，水两升渍，绞取汁，尽服之”确定把青蒿素作为最终的研究方向
第四阶段: 研究人员开始水煎青蒿提取青蒿素，但是抑制率只有10%-40%
第五阶段: 改用低温环境中乙醚提取青蒿素，抑制率达100%
化学反应的方向
阅读课本，回答下列问题：1自发反应不需要任何条件就能发生吗？2 同一物质不同状态下熵值相等吗？3 非自发反应一定不能发生吗？一、自发过程与自发反应1、自发过程：在一定T、P下，不需要外力作用就能自动进行的过程。2、非自发过程 ：在一定T、P下，需要持续借助外力作用才能进行的过程。外力作用一般指的是：光照、通电等；而加热、点燃、高温都是为了达到某一反应温度，属于一定温度范畴，不属于外力作用。3、自发反应：在一定T、P下，不需要外力作用（光能、电能）就能自动进行的化学反应。4、非自发反应 ：在一定T、P下，需要持续借助外力作用（光能，电能）才能进行的化学反应。类比于自发过程【分组讨论】举出几种常见的自发反应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 焓判据
那么吸热反应是不是也能自发进行呢？
【总结】放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < O 有利于反应自发进行
Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)==BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)
△H = +149KJ/mol
放热反应
大多数可以自发进行。（△H<0）
吸热反应
少数也可以自发进行。 (△H>0)
总结
小结：
焓变并不能作为判断反应是否自发进行的独立依据。
在密闭条件下，体系有从有序（混乱度小）自发转变为无序（混乱度大）的倾向。克劳修斯（德国）三、熵判据（混乱度判据）【分组讨论】举出生活中有有序变无序状态的情景学生实验：火柴散落实验1观察火柴盒里火柴头的摆放是否整齐2抓取火柴，在距桌面10厘米的上方，散落，观察现象，并总结火柴散落是由（）序变（）序3重复步骤2，观察现象，并总结火柴散落是由（）序变（）序得出的最终结论：熵值最大
熵值最小
②物质的量：
物质的量越大，粒子数越多，熵值越大
③物质的状态：
当物质的量相同时， S(g)>S(l)>S(s)
①体系混乱度：体系混乱度越大，越无序，熵值越大
影响熵大小的因素
熵S：热力学上描述体系的混乱度的函数。体系混乱度越大，熵值越大。
一般来说，熵增的反应能自发进行，那么熵减的化学反应能自发进行吗？NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)【分组讨论】请举出几个生活中熵增的例子4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) = 4Fe(OH)3(s)
熵增反应
大都可以自发进行。（△S>0）
熵减反应
少数也可以自发进行。 (△S<0)
总结
小结：
熵变不能作为判断反应是否自发进行的独立依据。
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：在温度、压强一定的条件下，
化学反应自发进行方向的判据是吉布斯自由能变。
△G = △H - T△S
△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：
T绝对温度：
开尔文温度（K）国际单位制
=摄氏（℃）度 + 273. 0
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
思考，并填写下列表格
1．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发生的速率。
例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。再如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
2．本节课在讨论的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。
如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压下可以使石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。
【注意事项】
【基础巩固】1.下列过程中△S<0的是（ ）A.H2O(I)=H2O(g)B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)D.2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)2 对下列过程中熵变的判断，不正确的是（ ）
A 少量食盐溶解于水中， S ＞０
B 纯碳和氧气反应生成CO： S ＞０
C 水蒸气变成液态水： S ＞０
D CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g): S ＞０
3某化学反应其△H== —122 kJ·mol-1， S== 231 J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行 ( )A．在任何温度下都能自发进行B．在任何温度下都不能自发进行C．仅在高温下自发进行D．仅在低温下自发进行【能力提升】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．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C．常温下，反应不能自发进行，则该反应的D．反应，则该反应能在高温自发进行【能力提升】2．下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是A．1molH2O在不同状态时的熵值：S(s)＜S(g)B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C．某些非自发的反应可以通过改变条件使其成为自发反应D．反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ mol 1在高温下能自发课后思考：汽车尾气带来严重的环境问题。为减少污染，人们创造性地设计新反应：2NO+2CO=N2+2CO2这个化学反应在给定的条件下（通常指温度和压强）若要自发进行，需要知道哪些物理量？如果能自发进行，要提高反应速率，我们应该采取什么措施？课堂小结：课后作业：1背诵本节课知识点2做《化学反应的方向练案》