《第1节 化学反应的方向》参考课件

鲁科版

《

化学反应原理

》

第2章化学反应的方向、限度与速率第1节

化学反应的方向核心素养发展目标证据推理与模型认知1.通过分析反应的焓变与反应的方向，了解反应焓变与反应方向有关，但不是唯一的影响因素；2.通过分析反应的熵变与反应的方向，了解反应熵变与反应方向有关，但也不是唯一的影响因素；3.通过分析关系式△H-T△S，分析反应焓变和反应熵变对反应方向的综合影响。2021年6月17日9:22:27环节一：感受自发过程在等温、等压条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程为自发过程。请同学们联系生活，列举其他自动发生的过程。能量角度：体系趋向于从高能量状态转换为低能量状态生活中的自发过程任务一：反应焓变与反应方向交流•研讨

观察以下能自发进行的化学反应的热化学方程式，总结这些自发反应的共同点是什么?(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=－802.3kJ/mol(3)4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)

ΔH=－444.3kJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/mol共同点：

ΔH<0，放热反应(5)2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)ΔH=－822.3kJ/mol(1)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)

ΔH=－57.3kJ/mol据此得出什么结论？环节二：化学反应的方向任务一：反应焓变与反应方向

19世纪的化学家曾认为：

ΔH<0，反应自发进行

ΔH>0，反应不能自发进行”证明“：科学研究中，要证明一个假设成立，就是证明凡符合假设的所有情况都能得出结论，即列举大量支持假设的实例。”证伪“：要证明一个假设不成立，只需举出一个反例就可。

任务一：反应焓变与反应方向动手动脑实验内容：实验现象：实验结论：NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应产生刺激性气味的物质，烧杯壁变凉NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应为可自发进行的吸热反应△H＜0，利于反应自发进行，但不绝对，吸热反应也有能自发进行的。实验小贴士注意规范操作小结(2)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

ΔH>0(3)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)

ΔH>0(4)(1)Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl

(s)

=

BaCl2(aq)

+2NH3(g)+10H2O(l)

ΔH>0思考根据下列自发吸热反应的共同特点判断是什么“推动”了反应的进行？任务二：反应熵变与反应方向一个新的物理量——熵1.定义：描述体系无序程度的一个物理量。——符号S，单位是J·mol-1·K-12.大小判据：无序程度越高,熵值越大。纯物质的熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。例如，同一条件下，不同物质，熵值不同；

同一物质，S(g)>S(l)>S(s)；

物质的量越大，熵值越大。有序无序熵增原理比较熵变？类比•归纳常见熵ΔS>0增加的物理过程固体的溶解

水的汽化

墨水在水中的扩散

气体的扩散化学反应存在着熵变（ΔS）ΔS=反应产物的总熵—反应物的总熵对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。ΔS>0反应体系混乱度增大ΔS<0反应体系混乱度减小判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？(1)2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)(2)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)(3)2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)(4)N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)(5)Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)ΔS＞0ΔS＜0【针对训练】ΔS＞0ΔS＜0ΔS＜0(2)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

ΔH>0(3)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)

ΔH>0(4)(1)Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl

(s)

=

BaCl2(aq)

+2NH3(g)+10H2O(l)

ΔH>0任务二：反应熵变与反应方向ΔS＞0，利于反应自发进行思考下述过程的方向性，体会熵变与反应的自发性有何关系?交流•研讨熵减少的反应，在一定条件下也可以自发进行是不是只有熵增（ΔS＞0）的反应才能自发进行？不是ΔS＞0的反应，利于反应自发进行，但不绝对，熵减小的反应也有能自发进行的。小结任务二：反应熵变与反应方向任务三：用焓变与熵变综合判断反应方向焓变熵变反应的自发性ΔS＜0ΔS＜0ΔS＞0ΔS＞0ΔH＜0ΔH＜0ΔH＞0ΔH＞0？反应能够自发进行反应不能自发进行拓展•视野

吉布斯自由能（符号G）的定义式为G=H-TS。△G为反应的吉布斯自由能变△G＝△H－T△S，表示的是一个封闭体系在等温、等压条件下做最大非体积功的能力。在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，反应的方向可依据△G来判断。△G＝△H－T△S<0，反应正向能自发进行△G＝△H－T△S=0，反应到达平衡状态△G＝△H－T△S>0，反应正向不能自发进行判断下列反应进行的趋势。(1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)(2)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)ΔH＜0ΔS＜0△G＝△H－T△S低温自发进行ΔH＞0ΔS＞0△G＝△H－T△S高温自发进行Δ任务三：用焓变与熵变综合判断反应方向任务三：用焓变与熵变综合判断反应方向焓变熵变反应的自发性反应能够自发进行反应不能自发进行ΔS＜0ΔS＜0ΔS＞0ΔS＞0ΔH＜0ΔH＜0ΔH＞0ΔH＞0与温度有关低温利于自发进行高温利于自发进行说明小贴士1反应可行性和反应现实性的区别反应方向的判据只能用于确定反应是否有自发进行的趋势，不能确定反应是否一定会发生。2以上反应的讨论，仅限于等温等压及除了体积功以外不做其他功条件下，人为的干预可以改变反应的方向。迁移应用汽车尾气中主要污染物是一氧化氮和一氧化碳，它们是现代城市中的重要大气污染物，依据所学知识提出治理的办法并说明理论依据。NO(g)+CO(g)=？？

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在298K、100kPa下，ΔH＝－746.8kJ·mol－1，ΔS＝－197.5J·mol－1·K－1。ΔH－TΔS＝－746.8kJ·mol－1－298K×(－197.5×10－3kJ·mol－1·K－1)=-687.9kJ·mol－1＜0因此，室温下反应能正向进行。治理的办法之一：汽车排气管安装催化转化器。科学改善生活化学反应的方向反应焓变反应熵变共同影响吸热放热熵增熵减能量判据熵判据ΔH-TΔS<0反应正向能自发进行。ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态。ΔH-TΔS>0反应正向不能自发进行。模型建构思维建模本节收获化学反应△H△S能否正向自发进行2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)-78.3kJ/mol494.4J/mol/KCO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g)110.5kJ/mol-89.4J/mol/K4Fe(OH