2.3化學反應的方向 課件高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

第三節(jié)

化學反應的方向第二章

化學反應速率與化學平衡學習目標：1.了解熵變的含義2.理解焓變和熵變與反應方向的關系3.能綜合運用ΔG=ΔH－TΔS判定反應進行的方向化學反應進行的快慢化學反應的限度化學反應進行的方向——化學反應速率——化學平衡——?化學反應原理研究的三個內容：自發(fā)過程與自發(fā)反應高處低處自發(fā)過程非自發(fā)過程問題1：非自發(fā)過程一定無法發(fā)生嗎？問題2：自發(fā)過程一定能發(fā)生嗎?抽水泵不，借助外力有可能發(fā)生不，可能需要引發(fā)條件自發(fā)——內驅力一、自發(fā)過程與非自發(fā)過程1.自發(fā)過程：在一定條件下，不需要外力作用就可以進行的過程。meiyangyang86022.非自發(fā)過程：在一定條件下，需要持續(xù)外力作用，才能維持進行的過程。自發(fā)過程的特點能量角度：體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)混亂度角度：在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序的傾向自發(fā)過程與自發(fā)反應鋼鐵生銹金屬置換燃料燃燒有些化學反應在一定條件下，是自發(fā)進行（不用借助外力）的，且有方向性。加熱、通電等自發(fā)過程與自發(fā)反應自發(fā)反應非自發(fā)反應生產的可行性問題------反應進行的方向生產的效率問題產率問題------化學反應的速率------化學平衡(限度)化學反應進行方向的判據思考：下列反應在一定條件下都能自發(fā)進行，

你知道原因嗎？①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.5kJ/mol②2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882kJ/mol③C(s)+O2(g)=CO2(g)

△H=-393.5kJ/mol共同特點?

理解：能量越低越穩(wěn)定，體系具有從高能態(tài)→低能態(tài)的傾向共同點：ΔH<0，放熱反應，高能向低能轉化,具有自發(fā)反應的傾向△H<0，反應能自發(fā)進行焓判據焓減原理1.能量判據（焓判據）經驗規(guī)律∶體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時體系會對外做功或者釋放熱量即△H﹤0）---能量判據（焓判據）是不是所有自發(fā)進行的化學反應都是放熱的？二、反應進行方向的判斷方法大多數放熱反應是可以自發(fā)進行的化學反應進行方向的判據①NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)+CO2

(g)△H=+31.4kJ/mol②2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)

△H=+109.8kJ/mol這些反應都是吸熱反應，但在常溫下能自發(fā)進行思考：什么因素驅動了吸熱反應的自發(fā)進行？

△H<0，反應能自發(fā)進行焓判據不是唯一判據變化過程有從有序轉變?yōu)榛靵y（無序）的傾向衡量體系混亂程度的物理量。越混亂(無序)，熵越大。思考：什么因素驅動了吸熱反應的自發(fā)進行？

S1S2小大熵變△S=S(生成物)-S（反應物）>0熵增原理一個反應：n（g）增加，?S>0；n（g）減少，?S<0二、反應進行方向的判斷方法氣體的自發(fā)擴散過程硝酸銨溶于水的過程可以自發(fā)進行這些過程都是自發(fā)地從混亂度小(有序)向混亂度大（無序）的方向進行。品紅在水中擴散蒸汽擴散火柴散落體系的混亂度（即熵值）增加，ΔS＞0，反應有自發(fā)的傾向。(1)水蒸氣冷凝成水

(2)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)(3)2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)(4)2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△S<0△S>0△S>0△S<0思考：試根據熵的定義，判斷下列過程中體系的熵變大于零還是小于零。①同一物質：S(g)>S(l)>S(s)②固或液態(tài)物質→氣態(tài)物質，體系的混亂度增大③較少的氣態(tài)物質→較多的氣態(tài)物質，體系的混亂度也增大二、反應進行方向的判斷方法

同種物質：S(g)>S(l)>S(s)。

69.9J·mol-1·K-147.9J·mol-1·K-1188.7J·mol-1·K-1氣態(tài)水液態(tài)水冰2.熵判據：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增大，這一經驗規(guī)律叫做熵增原理，是判斷化學反應方向的另一判據——熵判據。是不是所有自發(fā)進行的化學反應都是熵增加的？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△S<0結論：△S>0有利于反應自發(fā)進行，自發(fā)反應不一定要△S>0，熵也不是唯一判據。二、反應進行方向的判斷方法Zn(s)+H2SO4(aq)＝ZnSO4(aq)+H2(g)2KClO3(s)＝2KCl(s)+3O2(g)△S>0△S>0大多數熵增的反應可以自發(fā)進行正負判斷：

①氣體體積增大的反應，ΔS>0，熵增加反應

②氣體體積減小的反應，ΔS<0，熵減小反應化學反應進行方向的判據①NaHCO3(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)+CO2

(g)△H=+31.4kJ/mol②2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

(g)

△H=+109.8kJ/mol思考：什么因素驅動了吸熱反應的自發(fā)進行？

△H<0，自發(fā)進行焓判據△S>0，自發(fā)進行熵判據△S>0△S>0思考與討論：所有自發(fā)進行的化學反應都是熵增的？2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

△S<0

NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△S<0都可自發(fā)進行都不是唯一判據化學反應進行方向的判據I.閱讀下列資料，總結化學反應進行的方向和哪些因素有關？

[資料]吉布斯確立了定量描述焓變和熵變在判斷反應的自發(fā)性過程中的地位。體系自由能變化（符號為△G，單位為kJ/mol）綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響，用來定量評價焓變和熵變在反應過程中作用的關系稱之為吉布斯公式：△G=△H-T·△S，G為吉布斯自由能。特別提醒：T為熱力學溫度（T=t+273.15）,永遠為正值！3.復合判據二、反應進行方向的判斷方法研究表明：在等溫、等壓條件下封閉體系中，自由能的變化綜合反應了體系的焓變和熵變對自發(fā)過程的影響：△G=△H-T△S

G：自由能T：絕對溫度

化學反應總是向著自由能減小的方向進行，直到體系達到平衡當△G＜0時，

反應能自發(fā)進行當△G＞0時，反應不能自發(fā)進行當△G＝0時，反應達到平衡狀態(tài)結合教材P36“科學視野”理解思考小組合作：判斷下列反應的自發(fā)性變化?H?S自發(fā)性Zn(s)+2HCl(aq)=ZnCl2(aq)+H2(g)2CO(g)=2C(S)+O2(g)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)<0>0>0>0<0<0<0>0自發(fā)不自發(fā)??復合判據

?G=?H–T·?S

當ΔG<0，反應能自發(fā)進行；當ΔG＝0，反應處于平衡狀態(tài)；當ΔG>0，反應不能自發(fā)進行。反應能否自發(fā)進行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０

H

Ｓ

Ｇ＜０

＞０高溫時＜０低溫時＜０自發(fā)進行不自發(fā)進行高溫自發(fā)低溫自發(fā)△S△H自發(fā)進行不自發(fā)進行?H<0,?S>0?H>0,?S<0?H>0,?S>0高溫自發(fā)?H<0,?S<0低溫自發(fā)化學反應進行的方向復合判據熵判據焓判據課堂小結焓減有利于反應自發(fā)熵增有利于反應自發(fā)?G=?H–T·?S<0，反應自發(fā)

2、下列反應中，熵減小的是（）【課堂練習】DA.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)D.2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)3．下列反應中，熵顯著增加的反應是(

)A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)B．3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)C．2C(s)＋O2(g)===2CO

(g)D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)C【課堂練習】4、下列反應中在高溫下不能自發(fā)進行的是()A.CO(g)=C(s)+1/2O2(g)B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)A【課堂練習】5、某反應2AB(g)=C(g)+3D(g)在高溫時能自發(fā)進行，其逆反應在低溫下能自發(fā)進行，則該反應的ΔH、ΔS應為()

A.ΔH<0，ΔS>0B.ΔH<0，ΔS<0C.ΔH>0，ΔS>0D.ΔH>0，Δ