2.2.1 化学反应的方向课件2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

第1课时化学反应的方向学习目标1.了解反应焓变与反应方向。2.了解反应熵变与反应方向。3.了解焓变和熵变对化学反应方向的影响,能用焓变和熵变共同判断化学反应的方向。美丽的瀑布为何总是从高处落向低处？为什么室温下冰会融化？

水流方向高水位到低水位水位相等为止气体扩散高压处到低压处压力相等为止热量传导高温处到低温处温度相同为止渗透作用高浓度到低浓度渗透平衡为止

……你知道吗？自发过程在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程。一、化学反应的方向铁在潮湿的空气中锈蚀：4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3

(s)锌与硫酸铜溶液反应：Zn(s)+Cu2+(aq)

Zn2+(aq)+Cu(s)酸碱中和反应：OH-+H+

H2O……非自发反应自发反应一定条件下不需外界帮助就能自动进行的化学反应。注意：自发的反应不一定是迅速的。一定条件下不需外力作用就不能发生的化学反应。下列反应在室温下能否自发进行？如能，请写出相应的化学方程式。1.水分解成H2和O2的反应2.氯气与溴化钾溶液的反应3.绿色植物的光合作用4.磷与O2的反应非自发自发非自发自发Cl2+2KBr2KCl+Br24P+5O22P2O56CO2+6H2OC6H12O6+6O2叶绿素交流讨论下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的原因吗？①C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)

H=-2217.5

kJ·mol-1

②2Na(s)+Cl2(g)2NaCl(s)

H=-882kJ·mol-1

③4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3

(s)

H=-1648.4kJ·mol-1

④H2(g)+F2(g)2HF(g)

H=-546.6kJ·mol-1

你知道吗？绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。原因：反应放热，体系能量下降，能量越低越稳定反应放热越多，体系能量降低得越多，反应越完全反应的焓变是制约反应能否发生的重要因素之一。实验现象:小木块上的水结冰，将小木块和锥形瓶粘在一起。【实验】向干燥的锥形瓶中加入约20gNH4Cl晶体。在一小木块上洒少量水，将锥形瓶放在木块上。再向其中加入约40g消石灰，用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。片刻后拿起锥形瓶，观察实验现象。吸热反应常温下能自发进行吗？观察思考实验结论:2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)CaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)该反应是吸热反应，且在常温下能自发进行。有些吸热过程也能自发进行，如水的蒸发，NH4Cl、KNO3溶于水（吸热）及CaCO3分解等都是吸热过程。仅把焓变作为化学反应自发性的普遍判据不全面。①NH4NO3(s)(aq)

＋(aq)

②CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)③N2O4(g)2NO2(g)④CuSO4·5H2O(s)

CuSO4(s)+5H2O(l)⑤NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(l)+CO2(g)⑥Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)

下列过程均为吸热过程，且在一定条件下都能自发进行，请分析其共同特点，找出原因。不自由变自由(有序变无序)固体变气体气体少变成气体多固体变液体固体变液体和气体固体变液体和气体交流讨论【共同点】生成物微粒的活动范围变大，活动范围大的微粒增多，体系的混乱度变大。除热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。体系倾向于取得最大的混乱度（即无序性），混乱度增大的过程可以自发进行，混乱度减小的过程不可能自发进行，除非借助外力。如:NH4NO3、KI、蔗糖等溶于水、冰融化成水、水蒸发为水蒸气等都是吸热的，但都是自发过程，其原因是体系中的质点数（分子、离子）可在更大的空间范围内自由运动，体系混乱度增加。许多化学反应是吸热的，但能够自发进行。反应后总的分子数目增加很多，特别是反应有气体分子产物生成，气体分子运动自由度大得多，混乱度增加。熵(S)——衡量体系混乱度的物理量在一个由大量微粒所构成的体系中，微粒之间无规则排列的程度越大，系统的混乱度就越大，熵越大。

同一物质，聚集态不同、温度不同，熵不同

对一定量的某物质而言：S（g）＞S（l）＞S（s）S（高温）＞S（低温）

S（低压）＞S(高压)

不同物质，分子结构越复杂，熵值越大S（复杂分子）＞S（简单分子）熵变(

S)——反应前后体系熵的变化若：

S＞0，变化前后体系的混乱度增大若：

S＜0，变化前后体系的混乱度减小化学反应的

S越大，越有利于反应的自发进行。体系混乱度增大即ΔS>0，有利于反应正向自发进行。熵增原理①H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)②CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)③NaOH(s)Na+(aq)

＋OH-(aq)

④N2(g)+3H2(g)2NH3

(g)⑤2HgO(s)2Hg(l)+O2(g)⑥Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)

S＞0

S＞0

S＜0

S＜0

S＞0

S＞0判断下列过程是熵增还是熵减？问题解决二、

判断化学反应方向的依据影响化学反应方向的因素反应的焓变：ΔH反应的熵变：ΔS反应的温度：T综合考虑：ΔH－TΔSΔG

＝ΔG：自由能变ΔG

＝ΔH－TΔS高温时，ΔG＜0，反应正向自发进行低温时，ΔG＞0，反应正向不能自发进行①ΔH＜0，ΔS>0，ΔG＜0在所有温度下，反应都能正向自发进行②ΔH＞0，ΔS＞0，例：C3H8(g)+5O2(g)

3CO2(g)+4H2O(g)例：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)低温时，ΔG＜0，反应正向自发进行高温时，ΔG＞0，反应正向不能自发进行③ΔH＜0，ΔS＜0，例：NH3(g)+HCl(g)

NH4Cl(s)④ΔH＞0，ΔS＜0，ΔG＞0在所有温度下，反应不能正向自发进行例：2N2(g)+O2(g)2N2O(g)ΔG

＝ΔH－TΔS2.大多数吸热反应在常温下不能自发进行。高温仍吸热，但可以自发进行。例：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)

ΔH＞0NH4HCO3(s)

NH3(g)+H2O(l)+CO2(g)ΔH＞0CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH＞01.绝大多数放热反应在常温下能够自发进行。3.并不是所有吸热反应在常温下都不自发进行，如：Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)常温下可自发进行的吸热反应4.并不是所有反应，高温下都发生逆转如：2N2(g)+O2(g)2N2O(g)ΔH＞0吸热反应，常温下不自发进行；高温下仍不自发进行。已知下列热化学方程式：①K(s)+H2O(l)K+(aq)+OH-(aq)+1/2H2(g)ΔH＝－196.6kJ·mol-1②2Mg(s)+O2(g)2MgO(s)ΔH＝－1203.2kJ·mol-1

③Ag+(aq)+Cl-(aq)

AgCl(s)ΔH＝－51.1kJ·mol-1

根据你所学的知识及已有的生活经验，分析下表所示的变化在常温下是否能自发进行。这些变化过程的焓变和熵变是否有利于变化自发进行？将你的结论填入下表。交流讨论变化焓变ΔH熵变ΔS方向性①②③CO2(s)→CO2(g)有利有利正向自发有利不利正向自发有利不利正向自发不利有利正向自发类型

H

S

G反应的自发性1234－+－++－－+永远是－永远是+受温度影响受温度影响永远自发永远非自发温度低时自发温度高时自发

G

＝

H－T

S整理归纳下列说法正确的是（）A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变C．自发反应也需要一定的条件D．自发反应在任何条件下都能实现C巩固练习2.从定性的角度来说，“熵”是一种无序性或混乱度的量度。高度无序的物质具有高的熵值，低熵值总是和井然有序的物质联系在一起的。试判断下列过程熵值的变化情况（增大，还是减小？）①结晶

，②气化

，③水电解生成氢气和氧气

。减小增大增大3．下列说法不正确的是（

）A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应B．在同一条件下不同物质有不同