人教版高中化学选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡化学反应的方向课件

化学反应的方向1.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。2.通过“有序”和“无序”的对比,了解熵和熵变的意义。3.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,培养证据推理与模型认知能力。习学目标

“方向”一词，我们并不陌生。在一定条件下，事物的发展都有方向性。而我们总想在事情发生前，提前预判它朝哪个方向发展

如果一个化学反应已经发生，方向也就确定了，不再成为问题。如果还没发生，就需要依据科学理论，对它是否能够发生，以及在什么条件下发生做出判断。情境导入水从高处往下流不借助外力水从低处向高处流借助水泵，不断消耗电能或燃料高处低处自发非自发知识点一自发过程非自发过程一段时间后热量传递给周围空气凉茶是不可能自发变成热茶热茶凉茶高温物体低温物体自发非自发知识点一自发过程非自发过程自发非自发水的电解2H2+O2=2H2O①在一定条件下，如果一个过程是自发的，那么它的逆过程通常是非自发的氢气的燃烧知识点一自发过程非自发过程处于高水位的水有向低处流动的趋势，但是现在被大坝拦截，此过程并没有实际发生，但是有发生的趋势。水从高处到低处可以用来发电氢气燃烧可以设计成原电池②自发过程可以对外界做功③“自发”只是有发生的趋势，并不代表实际发生，更不能确定发生的速率。“非自发”也不代表不能发生。知识点一自发过程非自发过程④“自发”是一定条件下的自发，条件变了，可能由原来的“自发”变成“非自发”自发非自发钢铁生锈钢铁生锈也是自发反应，但是速率很慢。春天冰融水自发冬天水结冰自发知识点一自发过程非自发过程1.下列关于自发过程的叙述正确的是（)A.只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程。B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程。C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能。D.非自发过程在任何条件下都不可能转化为自发过程。C练一练知识点一自发过程非自发过程下列反应在一定条件下都能自发进行，这些反应的共同点是什么？放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，放热反应(△H<0)有利于反应自发进行，这一经验规律就是焓判据。1、焓判据知识点二反应自发性的判断依据自然之法如此神奇，正是很多燃烧反应会遇到“活化能”的壁垒。才使得富含有机物的生命体在富含氧气的大气中没有“自燃”。思考：对以上反应中的⑤，即碳燃烧，有同学提出这个过程不能自发，因为需要点燃，你怎么看？因为燃烧反应存在“障碍”——活化能，“点燃”的目的是克服反应的活化能，“启动”反应，使之发生。因为反应放出的热量|△H|>Ea。使得放出的热量足以克服后续反应的活化能，因此在反应引发后，不用持续加热，也能自发进行下去。知识点二反应自发性的判断依据思考：为什么有些放热反应需要持续加热呢？例如：H2(g)+CuO(s)=Cu(s)+H2O(1)△H=-128.5KJ/mol因为此反应所需活化能很大，而反应放出的热量太少，即|△H|<Ea。使得放出的热量难以克服后续反应的活化能，因此在反应发生后，需要从环境中不断吸收热量，才能够自发进行下去。知识点二反应自发性的判断依据以下几个吸热反应也能自发进行：思考：在19世纪，一些化学家认为，决定反应能否自发进行的因素是反应热，放热反应可以自发进行，而吸热反应不能自发进行。你同意这种观点吗？人们经过大量反应焓变的研究表明：多数能自发进行的反应是放热反应。但是，有些吸热反应也能自发。因此，不能仅仅依靠焓变来判断反应是否自发。知识点二反应自发性的判断依据思考：哪边熵值更大？用来衡量体系混乱（无序）程度的物理量，用S表示。体系越混乱（无序）,熵值越大，单位是J.mol-1.K-1。我们把一盒新买的扑克牌洗牌时，熵值怎样变化？2.熵判据知识点二反应自发性的判断依据熵变（△S）①同一物质在不同状态下熵值不同，一般规律是：S(g)>S(I)>S(s)△S=S(产物）-S(反应物）△S>0,熵增反应△S<0,熵减反应特别提醒：②在化学反应中，气态物质的系数增大，则熵增大。反之，则熵减小

液体遍地流固体不乱跑气体到处飞2.熵判据知识点二反应自发性的判断依据即△S>0有利于反应自发进行，也叫熵增原理，这就是熵判据对比下列过程，是熵增过程容易自发，还是熵减过程容易自发？上课与下课跑操与散步越是有序的状态，越是难以维持在与外界隔离的体系中（孤立系统）,自发过程的本质趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，熵变（△S）大于零。知识点二反应自发性的判断依据2.关于下列过程熵变的判断不正确的是（)A.溶解少量食盐于水中，△S>0B.纯碳和氧气反应生成CO(g),△S>0C.H2O(g)变成液态水，△S>0D.CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g),△S>0C练一练知识点二反应自发性的判断依据单独使用焓判据，或者熵判据往往会得出错误的结论，那怎么办呢？以上反应都是熵增反应，在一定条件下都可以自发进行。那么熵减反应是否都不能自发呢？2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)△S<0依熵判据，熵减小不利于反应自发△H<0依焓判据，放热有利于反应自发知识点二反应自发性的判断依据温度（开尔文）恒>0开氏度=摄氏度+273.15自由能变化（符号为△G):△G=△H-T△S我们已经知道：△H<0有利于反应自发；△S>0有利于反应自发。这两个因素都对反应的自发性产生重要影响，那么怎样把这两个因素合并起来，一块考虑呢？△G<0,反应才能自发，那么△G的正负和谁有关呢？△G=△H-T△S<0反应能自发进行△G=△H-T△S=0反应达到平衡状态△G=△H-T△S>0反应不能自发进行3.复合判据知识点二反应自发性的判断依据反应在该状况下能否自发进行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０

H

Ｓ

Ｇ＜０＞０低温时＞０，高温时＜０低温时＜０，高温时＞０自发进行不自发进行低温不自发，高温自发低温自发，高温不自发△S△H∆H<0∆S>0所有温度下反应自发进行∆H>0∆S>0高温下反应自发进行∆H<0∆S<0低温下反应自发进行∆H<0，S<0所有温度下反应不能自发进行知识点二反应自发性的判断依据化学反应进行方向的判据1.焓判据：2.熵判据：3.复合判据：能量降低的方向,就是反应容易进行的方向(

H<0)熵增的方向,就是反应容易进行的方向(

S>0)吉布斯自由能减小的方向，就是反应容易进行的方向(

G<0)【课堂小结】1.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C随堂训练2.反应CH3OH(l)+NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度下才能自发向右进行，若反应的|ΔH|=17kJ·mol-1，该温度下|ΔH-TΔS|=17kJ·mol-1，则下列选项中正确的是(

)A.ΔH>0，ΔH-TΔS<0B.ΔH<0，ΔH-TΔS>0C.ΔH>0，ΔH-TΔS>0D.ΔH<0，ΔH-TΔS<0A根据方程式可知该反应的ΔS>0，如果ΔH<0，则该反应在任何温度下都自发进行，不符合事实，故ΔH=+17kJ·mol-1>0，所以选A项。随堂训练3.某化学反应的ΔH=-12