化学反应的方向-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第三节化学反应的方向第二章

化学反应速率与化学平衡【情景引入】碳和氧气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？【学习任务一】自发过程与自发反应自然界中的自发过程高山流水墨水扩散花香四溢自由落体【学习任务一】自发过程与自发反应(1)含义：一定条件下，不借助外力就可自发进行的过程(2)特点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)(3)非自发过程：一定条件下，需持续借助外力才能进行的过程1.自发过程2.自发反应想一想：你知道有哪些化学反应能自发进行？(1)含义：在给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的反应

(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3.应用(1)自发反应可被用来做“有用功”。

如H2的燃烧可设计成燃料电池(2)非自发过程要想发生，必须对它做功。

如电解水【学习任务一】自发过程与自发反应1．下列过程是非自发的是 （）A．水由高处向低处流B．天然气的燃烧C．铁在潮湿空气中生锈D．室温下水结成冰练习一：D(1)自发反应不需要任何条件就能发生吗？也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。(2)非自发反应一定不能发生吗？在一定条件下能发生。【学习任务一】自发过程与自发反应【学习任务二】化学反应进行方向的判据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1.焓变与化学反应的方向反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应∆H＜0焓判据：体系趋向于从能量高的状态转变为能量低的状态，因此反应放热有利于反应自发进行。【学习任务二】化学反应进行方向的判据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。科学史话你如何评价贝特罗和汤姆逊的观点？

2NH4Cl(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想一想：吸热反应都不能自发进行吗？多数放热反应是自发进行的，有些吸热反应也可以自发进行，只用放热或者吸热(ΔH)判断反应是否自发是不全面的。归纳总结【学习任务二】化学反应进行方向的判据2.熵变与化学反应的方向吸热反应为什么能自发进行？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【学习任务二】化学反应进行方向的判据整理好的房间一段时间后总是会变得杂乱无章【学习任务二】化学反应进行方向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用什么物理量来描述体系的无序程度？【学习任务二】化学反应进行方向的判据(1)概念熵——用来度量体系混乱程度的物理量。符号S

熵变——生成物与反应物的熵值之差。符号ΔSS(水)：69.9J

mol-1K-1S(冰)

：47.9J

mol-1K-1S(水蒸气)：188.7J

mol-1K-1(2)熵值大小①体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。②同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。③通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。【学习任务二】化学反应进行方向的判据1850年,克劳修斯

在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？A.少量的食盐溶解于水中B.气态水变成液态水C.2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)

D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)E.HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl

(s)ΔS<0ΔS>0ΔS<0ΔS<0ΔS>0练习二：【学习任务二】化学反应进行方向的判据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)下列吸热反应为什么能自发进行？有什么共同点？上述反应过程中气体分子数增大，反应的熵值增大。∆S﹥0交流讨论【学习任务二】化学反应进行方向的判据自发反应一定是熵增加的反应吗？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆

S﹤0

交流讨论(3)熵变与化学反应进行方向的关系体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，

即ΔS>0。通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。推论：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。事实上，与环境既没有物质交换也没有能量交换的孤立体系或绝热体系，自发过程总向着熵增加的方向进行。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。【学习任务二】化学反应进行方向的判据√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-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

∆H=+178.2kJ·mol-1∆S=+169.6J·mol-1·K-1√X?√X√X【学习任务二】化学反应进行方向的判据3.自由能与化学反应的方向(1)自由能：

ΔG＝ΔH－TΔS

(ΔG单位:kJ·mol－1；T:开尔文温度，单位K)ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。(2)反应方向与自由能的关系

化学反应总是向着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。【学习任务二】化学反应进行方向的判据化学反应方向的判断方法归纳提升类型ΔHΔSΔG反应的自发性1<0>0<0一定能自发2>0<0>0一定不能自发3<0<0正负决定于温度低温能自发4>0>0高温能自发【学习任务二】化学反应进行方向的判据1.下列说法中正确的是（

）A.凡是放热反应都是自发的，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.熵增加且放热的反应一定是自发反应D.非自发反应在任何条件下都不能实现2.能用焓判据判断下列过程的方向的是（

）A.水总是自发地由高处往低处流B.室温下冰融化成水C.有序排列的火柴散落时成为无序排列D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律混乱排列的几率大

CA【学习评价】3.相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是（

）A.1molCH4(g)<1molH2(g)B.1molH2O(g)<2molH2O(g)C.1molH2O(s)>1molH2O(l)D.1molC(s，金刚石)>1molC(s，石墨)4.某化学反应其ΔH=-122kJ·mol-