2.3 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

1、理解化学反应方向的基本概念；2、掌握判断化学反应方向的方法；3、掌握吉布斯自由能判据在化学反应方向判断中的应用。

第三节

化学反应的方向第二章

化学反应速率与化学平衡导

自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水。上述过程有何共同点？有明显的自发性思+议

1.什么叫自发过程？什么叫自发反应？2.放热反应一定能自发进行吗？吸热反应一定不能自发进行吗？能否只根据焓变来判断化学反应进行的方向？3.什么叫做熵？对于同一种物质，其气态、液态、固态的熵有什么关系？4.熵增反应一定能自发进行吗？熵减反应一定不能自发进行吗？能否只根据熵变来判断化学反应进行的方向？5.什么叫做自由能？化学反应方向和自由能有什么关系？尝试以△H为x轴、△S为y轴，用平面直角坐标系表示化学进行的方向展+评

自发过程与自发反应

1、自发过程(1)含义：(2)特点：(3)非自发过程：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。在一定条件下，需持续借助外力才能进行的过程。展+评

自发过程与自发反应

2、自发反应(1)含义：在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应。(2)非自发反应：不能自发进行、必须借助某种外力才能进行的反应。钢铁生锈湿法炼铜木材燃烧思考：自发反应不需要任何条件就能发生吗？展+评

课堂小练

1、正误判断(1)在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程(

)(2)自发过程不需任何条件就能发生(

)(3)室温下冰变成水属于自发过程(

)(4)能自发进行的反应，反应速率一定很大(

)√×√×展+评

焓变与反应方向的关系

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？展+评

焓变与反应方向的关系

结论：△H<0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<02NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H>0焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。展+评

熵变与反应方向的关系

①同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)；

②同一条件下，不同物质的熵值不同；③与物质的量有关：n越大，N越多，S越大。

S(水)：69.9S(冰)

：47.9S(水蒸气)：188.7定义：用来衡量体系混乱（无序）程度的物理量符号：S单位：J·mol-1·K-1（1）熵

：熵值大小展+评

熵变与反应方向的关系

（2）熵变：反应前后体系的熵的变化，用符号∆S表示。∆S=∑S(生成物)－∑S(反应物)∆S＞0熵增∆S＜0熵减体系趋向于从有序变无序，因此熵增反应（

∆S>0）有利于反应自发进行。①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)如：2KClO3(s)=2KCl(s)＋3O2(g)

ΔS>0。②有些熵减的反应也可以自发进行如：2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔS<0熵变是影响反应自发进行的因素之一，但不是唯一因素。（3）熵判据：(4)结论：展+评

课堂小练

根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零。(1)水蒸气冷凝成水(2)硫酸铜溶于水(3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)(4)2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)(5)2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)△S<0△S>0△S>0△S>0△S<0展+评

自由能与反应方向的关系

1、吉布斯自由能：符号：

ΔG表达式：ΔG＝ΔH－T.ΔS(T：开尔文，

表示温度，单位K)单位：kJ·mol－1

2、反应方向与吉布斯自由能的关系

化学反应总是向着吉布斯自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。①当ΔG＜0时，反应能自发进行；②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态；③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。展+评

自由能与反应方向的关系

3、复合判据∆H∆S∆G反应在该状况下能否自发进行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０＜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所有温度下反应都自发进行高温下反应自发进行低温下反应自发进行所有温度下反应都不能自发进行ΔG＝ΔH－T.ΔS

展+评

课堂小练

1、判断下列反应什么条件下能自发进行？(1)钠与水反应(2)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)(4)2CO(g)=2C(s)+O2(g)△H<0△S>0自发进行△H<0△S<0低温自发进行△H>0△S>0高温自发进行△H>0△S<0非自发进行检1、正误判断(1)放热反应一定能自发进行(

)(2)O2转化变为O3时，熵减小(

)(3)熵增的反应一定能自发进行(

)(4)合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH<0，高温有利于其自发进行(

)(5)由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程

（）

×√××√检2、下列关于自发过程的叙述中，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的可能D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程C检3、下列说法中正确的是（）A.能自发进行的反应一定能迅速发生反应B.非自发进行的反应一定不可能发生反应C.能自发进行的反应实际上可能没有发生反应D.常温下，2H2O===2H2↑+O2↑，即常温下水的分解反应是自发反应C电解检D4、下列说法正确的是(

)A.自发进行的反应均是ΔH<0的反应

B.ΔS<0的反应一定不能自发进行C.物质的量增加的反应，其ΔS为正值D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)，其ΔS>0检C5、某反应２AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH、ΔS应为()A.ΔH<0，ΔS>0B.ΔH<0，ΔS<0C.ΔH>0，ΔS>0D.ΔH>0，ΔS<0检6、

某化学反应A(s)=D(g)+E(g)

，ΔH-T.ΔS=(-4500+11T)kJ·mol-1(其中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为热力学温度，单位为K)，要防止反应发生，温度必须（）A．高于409K B．低于136KC．高于13