化学反应的方向课件-高二上学期化学人教版选择性必修1

化学反应的方向年

级：高二

学科：化学（人教版）

碳在空气中燃烧可以得到二氧化碳，而二氧化碳却很难分解成碳和氧气，为什么？导入情景水总是自发地由高处往低处流红墨水扩散任务一感知自发反应花香四溢任务一

我们把在一定条件（包括点燃、加催化剂等）下，不需要持续借助外力（如通电、高温等）驱动，就能自发进行的化学反应叫做自发反应。感知自发反应任务一感知自发反应根据自发反应的定义，判断下列反应属于自发反应吗？√√未通电不自发，通电后能反应XX自发反应的逆反应是非自发的19世纪初，贝特罗（法）和汤姆逊（丹麦）提出：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。【化学史料一】任务二探究自发反应的判据∆H<0问题一：能用焓变（∆H）作为自发反应的判据吗？水流电流热量自发高处低处自发高电位低电位自发高温低温任务二探究自发反应的判据反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应∆H＜0体系趋向于从能量高的状态转变为能量低的状态任务二探究自发反应的判据

2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)反应放热有利于反应自发进行，但只根据反应的焓变来判断化学反应的方向是不全面的。∆H﹥0想一想：吸热反应都不能自发进行吗？任务二探究自发反应的判据有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列放在包里的耳机线总是自发地缠绕打结任务二探究自发反应的判据固体溶解过程气体的扩散纯物质相互接触后自发地混合形成混合物体系混乱度增大任务二探究自发反应的判据熵：符号为S，单位为J·mol-1·K-11850年,克劳修斯提出用熵来度量体系的混乱（或无序）程度。体系越混乱，熵越大

。孤立体系或绝热体系中，体系自发地向熵增的方向进行。【化学史料二】1869年,霍斯特曼把熵的概念应用到化学反应领域，认为熵增的反应是自发反应，而熵减的反应是不能自发进行的。【化学史料三】问题二：能用熵变（∆S）作为自发反应的判据吗？S(水)：69.9J·mol-1·K-1S(冰)

：47.9J·mol-1·K-1S(水蒸气)：188.7J·mol-1·K-1同一物质：S(g)>S(l)>S(s)。通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。想一想：同一物质不同状态下熵值相等吗？任务二探究自发反应的判据2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)

(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)想一想：下列吸热反应为什么能自发进行？上述反应过程中气体分子数增大，反应的熵值增大。∆S﹥0任务二探究自发反应的判据想一想：自发反应一定是熵增加的反应吗？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)熵增有利于反应自发进行，但只根据熵变判断化学反应的方向是不全面的。结论：自发反应的方向与焓变、熵变有关，判断反应自发进行的方向，需综合考虑体系的焓变和熵变。∆

S﹤0任务二探究自发反应的判据X√√X2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)∆H=-78.03kJ·mol-1∆S=+494.4J·mol-1·K-1CO(g)==C(s，石墨)+1/2O2(g)∆H=+110.5kJ·mol-1

∆S=-89.36J·mol-1·K-1判断下列反应能否自发进行4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)∆H=-444.3kJ·mol-1∆S=-280.1J·mol-1·K-1牛刀小试CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

∆H=+178.2kJ·mol-1∆S=+169.6J·mol-1·K-1√X利用熵变和焓变对自发反应方向性的判断不一致时，怎么办？?√X1876年，吉布斯（美）提出自由能变化ΔG，并认为化学反应总是向着自由能减小（

ΔG<0）的方向进行，直至达到平衡。在恒温、恒容的封闭体系中，∆G=∆H–T

∆S

（Ｔ为热力学温度，为正值）任务二探究自发反应的判据问题三：自发反应的综合判据是什么？【化学史料四】-当ΔG<0时，反应能自发进行。-当ΔG>0时，反应不能自发进行（非自发）。-当ΔG=0时，反应达到平衡状态。资料卡片课本P45判断下列反应能否自发进行4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)∆H=-444.3kJ·mol-1∆S=-280.1J·mol-1·K-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

∆H

=+178.2kJ·mol-1∆S=+169.6J·mol-1·K-1∆G=∆H–T

∆S

（Ｔ为热力学温度，为正值）低温至∆G<0可行高温至∆G<0可行任务三应用自发反应的判据解决实际问题想一想：研究化学反应的方向有什么实际意义呢？1791年，人们在金红石的矿物(主要成分TiO2,含量95%)中，发现了钛元素，科学家们设计了如下反应制备金属钛：TiO2(s)+2Cl2(g)

=TiCl4(l)+O2(g)TiCl4(l)+Mg(s)=Ti(s)+MgCl2(s)但历经100多年都没有成功，为什么？

∆H=+161.9kJ·mol-1

∆S=－38.4J·mol-1·K-1直到1910年，采用如下反应：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)∆G=∆H–T

∆S=－59.2kJ·mol-1－298K×141.0

×10－3kJ·mol-1·K-1

=－101.2kJ·mol-1<0能自发进行【化学史料五】∆H=－59.2kJ·mol-1

∆S=+