苏教版高中化学选修：化学反应原理化学反应的方向和限度 全国公开课一等奖

第二单元化学反应的方向和限度第一页，共三十页。自然界发生的过程都有一定的在一定条件下，不需要外界做功就能自动进行的过程叫做“自发过程”方向性第二页，共三十页。水总是自动地由高处往低处流。欲使水从低处输送到高处，需要外界帮助（外界必须做功）。第三页，共三十页。在一定条件下，无需外界帮助（即不需环境对反应体系做功）就能自动进行的反应，称之为自发反应。在温度和压强下，第四页，共三十页。交流与讨论根据我们以前所的知识，再请列举一些自发进行的反应。2H2(g)+O2(g)====2H2O

(l)点燃2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)通电自发反应非自发反应第五页，共三十页。思考CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)Mg(s)＋H2SO4(aq)＝MgSO4(aq)＋H2(g)2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)＝Na2SO4(aq)＋2H2O(l)以下这些在常温下能自发进行的反应有什么共性？第六页，共三十页。能量较高状态向能量较低状态转化的倾向。水流高处低处电流高电势低电势传热高温低温刮风高气压低气压自然界中的自发过程：第七页，共三十页。实验与思考CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)ΔH＜0Mg(s)＋H2SO4(aq)＝MgSO4(aq)＋H2(g)ΔH＜02NaOH(aq)＋H2SO4(aq)＝Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＜0根据实验盘中的药品，对以下这些在常温下能自发进行的反应进行实验，你发现了什么？它们有什么共同的实验现象？第八页，共三十页。刮风高气压低气压较高气压北方南方苏州第九页，共三十页。早在一个世纪之前，化学家发现：绝大多数放热（△H＜0）反应都能自发进行。△H＜0的程度越大越有利于反应自发进行。反应体系有趋向于最低能量状态的倾向。第十页，共三十页。实验与思考实验盘中有两小包药品分别是NH4Cl晶体和Ba(OH)2晶体。把两小包药品混合于塑料薄膜袋中，排出袋内空气，扎紧袋口，用手按压薄膜使晶体混合均匀。片刻后，你发现了什么？2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2(s)＝2NH3(g)＋BaCl2(s)＋2H2O(l)△H＞0第十一页，共三十页。整齐的房间混乱的房间第十二页，共三十页。整齐的头发混乱的头发第十三页，共三十页。第十四页，共三十页。混乱度增大的倾向是存在于自然界的普遍规律。第十五页，共三十页。熵：衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。熵变：变化前后体系熵的变化。用符号△S表示。

△S=S（变化后体系总熵）－S（变化前体系总熵）

△S＞0表示体系的混乱度增大；

△S＜0表示体系的混乱度减小。

1850年，德国物理学家克劳修斯引入了一个新的物理量：第十六页，共三十页。练习判断下列过程的熵变：H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)同一物质，在气态时熵值最大，液态时次之，固态时最小。即：S(g)>S(l)>S(g)第十七页，共三十页。2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2(s)＝

2NH3(g)＋BaCl2(s)＋2H2O(l)

△H＞0

△S＞0讨论与总结第十八页，共三十页。反应体系混乱度增大（△S＞0）有利于反应自发进行。△S＞0的程度越大越有利反应自发进行。反应体系有趋向于最混乱状态的倾向。第十九页，共三十页。推荐阅读

一个生命有机体在不断地产生熵，并逐渐趋向于最大熵的危险状态，生命以负熵为生，是从环境抽取“序”维持系统的组织。第二十页，共三十页。练习判断下列过程的熵变：干冰的气化锌粒溶于稀硫酸中2C2H6(g)＋7O2(g)→4CO2(g)＋6H2O(g)点燃△S＞0△S＞0△S＞0产生气体的变化，气体物质的量增大的变化，为熵增的变化。第二十一页，共三十页。已知常温下，NH4NO3(s)

、NaOH(s)、NaC1(s)等固体都可自发的溶于水中。思考为什么会出现这种现象？交流与思考NH4NO3(s)＝NH4＋(aq)＋NO3－(aq)NaOH(s)＝Na＋(aq)＋OH－(aq)NaC1(s)＝Na＋(aq)＋C1－(aq)△S＞0△S＞0△S＞0△H＞0△H＜0焓变微乎其微固体的溶解过程是熵增加的过程。第二十二页，共三十页。NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)△S＜0不利于反应自发△H＜0有利于反应自发常温下，反应是自发的交流与分析第二十三页，共三十页。NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)△S＜0不利于反应自发△H＜0有利于反应自发常温下，反应是自发的高温下，反应是非自发的NH4Cl(s)＝NH3(g)＋HCl(g)△S＞0有利于反应自发△H＞0不利于反应自发常温下，反应是非自发的高温下，反应是自发的第二十四页，共三十页。随着人们生活水平的不断提高，汽车进入了家庭，汽车的大量使用，也造成了城市中的大气污染，尾气中的NO、CO进入大气，为了减轻大气污染，人们提出通过2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)来处理，这一方案是否可行？理论依据是什么？（通过查阅资料可得到：反应物的总能量大于生成物的总能量）实践应用实践证明室温下该反应确实能自发进行。但把NO和CO在室温下混合于某密闭容器中，发现放置很长时间NO和CO的浓度几乎没有变，这又是为什么呢？△H＝生成物的总能量－反应物的总能量＜0△S＜0常温下，反应是自发的常温下，反应速率太慢第二十五页，共三十页。汽车尾气净化器钯、铂作为催化剂第二十六页，共三十页。▲需要注意：化学反应的自发性可用于判断化学反应向某一方向进行的可能性，但不能确定化学反应发生的速率，也不能确定化学反应是否一定会发生。注意：例如：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。第二十七页，共三十页。实践应用3Na+AlCl33NaCl+Al一定条件氧化铝转化为氯化铝：方案一：方案二：2Al2O3(s)+6Cl2(g)====4AlCl3(g)+3O2(g)一定条件Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)====2AlCl3(g)+3CO(g)一定条件第二十八页，共三十页。谢谢第二十九页，共三十页。内容总结第二单元化学反应的方向和限度。自然界发生的过程都有一定的。欲使水从低处输送到高处，需要外界帮助（外界必须做功）。根据我们以前所的知识，再请列举一些自发进行的反应。能量较高状态向能量较低状态转化的倾向。实验盘中有两小包药品分别是NH4Cl晶体和Ba(OH)2晶体。把两小包药品混