2.3化学反应的方向++课件++【知识精研+培优拓展】高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

追寻科学的脚步

——化学反应的方向选择性必修第一册

第二章第三节根据所学内容，思考：假如你是一名化工厂工程师，需要把一个化学反应投入生产，针对化学反应而言，你需要考虑哪些问题？生产的效率问题产率问题反应进行的方向化学反应的速率化学平衡(限度)生产的可行性问题水往低处流物质溶解或溶液扩散火柴散落自发过程：在一定条件下，不需要借助外力就能自动进行的过程，

其逆过程就是非自发过程。课堂活动钠和水反应铁生锈锌和酸反应自发反应：在给定的条件下，一个反应可以自发进行到显著程度的化

学反应，其逆反应就是非自发反应。反应是否自发判断依据：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力（如加热等）。化学反应有是方向性的某反应是否自发：只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢无关。下列变化过程哪些是自发的，哪些是非自发的？①自然界中水总是从高处往低处流；②钠与水反应生成H2；③室温下水结成冰；④电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；⑤氢气在氧气中燃烧生成水；⑥锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等；⑦水通电分解成氢气和氧气。课堂练习自发：①②④⑤⑥自发反应：②⑤⑥②钠与水反应生成H2

Na(s)+H2O(l)=NaOH(aq)+1/2H2(g)△H=－184kJ/mol⑤锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等；Zn(s)+CuSO4(aq)=Cu(s)+ZnSO4(aq)△H=－216.8kJ/mol⑥氢气在氧气中燃烧生成水；

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=－285.8kJ/mol放热反应△H<0思考交流从能量变化的角度找找它们的共同之处。体系总是趋向于从高能状态转变为低能状态，即△H<0能量越低越稳定课堂活动

任何一种无外部能量干扰的纯化学变化，总是向着产生能释放最大热量的物质或物系的方向进行。

——贝特罗“最大功原理”焓判据△H<0，反应可自发进行课堂活动实验探究小组合作进行实验,观察并记录实验现象，思考并交流实验一实验二实验步骤

向事先准备好，装有Mg条的试管中滴入1mL左右的稀盐酸溶液，用手感受试管的温度变化1.将塑料袋左右两边装有白色固体的夹子给取掉。2.将两部分固体进行混合，并开始揉搓。3.观察现象

实验一

实验二实验内容Mg与稀HCl反应Ba(OH)2.8H2O和NH4Cl反应实验现象

思考并交流该反应为放热反应,能自发进行该反应为吸热反应,能自发进行。有气体产生，试管壁变热塑料袋触感冰凉焓判据是不全面的△H<0不是判断反应自发的唯一标志；但△H<0有利于化学反应的自发进行；大多数放热反应是自发反应。反思归纳为了研究热机效率，建立了热力学第二定理克劳修斯提出“熵”的概念在孤立系统中发生的自发过程，熵必定是朝着熵增加的方向进行的。——熵增原理霍斯特曼将“熵”的概念引入化学什么是熵？熵（S）——体系混乱度熵越大，体系的混乱度越大，体系越无序；熵越小，体系的混乱度越小，体系越有序。1.对同一物质来说，S（g）>S（l）>S（s）2.在化学反应中产生气体或气体化学计量数增大，熵变通常都是正值(△S>0)，为熵增反应。（反应熵变）△S=S(生成物的总熵值)-S(反应物的总熵值)有序状态无序状态△S>0熵判据熵值增大的反应（即△S>0）能够自发进行思考下列反应均为自发反应，其熵值的变化是怎样的？（1）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑（2）Fe(OH)2+O2+H2O=Fe(OH)3↓（3）Mg+2HCl=MgCl2+H2↑（4）Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3课堂练习△S>0△S<0△S>0△S<0熵判据也是不全面的，△S>0也不能作为判断反应自发的唯一标志，但△S>0有利于化学反应的自发进行。反思归纳

自发反应的方向与焓变和熵变有关，但焓变和熵变又都不能单独作为判断反应自发进行方向的依据。怎么办？大量事实告诉我们，综合考虑焓变和熵变可以判断反应自发进行的方向。吉布斯确立了定量描述焓变和熵变在判断反应的自发性过程中的地位。自由能的出现，完美地从定量角度揭示了变化过程中焓变与熵变之间的协调与抗衡。约西亚·威拉德·吉布斯阅读教材P45【资料卡片】，理解自由能与化学反应的方向的关系

体系自由能变化(符号为

G，单位为kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，用来定量评价焓变和熵变在反应过程中作用的关系称之为自由能公式：

G=

H-T

S，G为自由能反应不能自发进行ΔG>0ΔG＝0反应处于平衡状态反应能自发进行ΔG<0

G=

H-T

S，G为自由能熵变(

S)反应温度焓变(

H)影响化学反应进行的方向的因素1、请结合自由能判据，解释Ba(OH)2.8H2O和NH4Cl的反应为自发反应。已知298K100kPa时，2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=－748.