2022-2022學(xué)年高中化學(xué)專題2.4化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課件新人教版選修

第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向第一頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。知識(shí)目標(biāo)：1.通過日常生活中所見所聞以及常見的化學(xué)反應(yīng)，了解放熱反應(yīng)的自發(fā)性和某些吸熱過程的自發(fā)性。2.通過“有序”和“無序”的對(duì)比，引出熵的概念。3.通過日常生活中的見聞，明確根據(jù)反應(yīng)的焓變和熵變的大小，只能判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的可能性，不能決定反應(yīng)是否一定發(fā)生或反應(yīng)速率的大小。能力目標(biāo)：1.通過已有知識(shí)及日常生活中的見聞，構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)。2.學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納、概括等方法對(duì)信息進(jìn)行加式，構(gòu)建新知識(shí)。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)重點(diǎn)：熵判據(jù)。難點(diǎn)：焓減與熵增與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系。第二頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。生活中的自發(fā)過程第三頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。自由落體第四頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。自發(fā)過程的共同特點(diǎn):高能狀態(tài)低能狀態(tài)水總是自發(fā)地從高處往低處流——有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。第五頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。

1.自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程

2.自發(fā)反應(yīng)：在給定的一組條件下，一個(gè)反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度，就稱為自發(fā)反應(yīng)。一.化學(xué)反應(yīng)的方向3.非自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下，需要外界做功才能進(jìn)行的反應(yīng)。4.關(guān)系：條件改變，非自發(fā)反應(yīng)可能轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)反應(yīng)第六頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。1、自發(fā)反應(yīng)一定能自動(dòng)進(jìn)行，而非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生，這句話對(duì)嗎？說明理由?！舅伎寂c交流】【解析】不對(duì)，某些自發(fā)反應(yīng)需要在一定條件下才能自動(dòng)進(jìn)行，非自發(fā)反應(yīng)具備了一定條件也能發(fā)生。例如甲烷燃燒是自發(fā)反應(yīng)，但需要點(diǎn)燃或加熱才能發(fā)生；石灰石分解為氧化鈣和二氧化碳常溫下為非自發(fā)反應(yīng)，在高溫下可以發(fā)生。第七頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。

下列過程和反應(yīng)屬于自發(fā)進(jìn)行的是

A、物體由高處自由下落

B、電解水C、鈉與水反應(yīng)

D.電動(dòng)水泵將水由低抽到高處

E、氫氣與氧氣點(diǎn)燃生成水

F、在室溫下水結(jié)成冰

G、一縷花香可以溢滿居室

I、一滴墨水染紅一盆清水

J、鐵在潮濕空氣中發(fā)生銹蝕

K、石灰石的分解

自發(fā)過程：ACEGIJ非自發(fā)過程BDFK【思考與交流】第八頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。如何判斷一個(gè)過程，一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？二.化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷

酸堿中和、鎂條燃燒等這些一定條件下能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng)有何共同特點(diǎn)？【思維建?！繌哪芰拷嵌确治鏊鼈?yōu)槭裁纯梢宰园l(fā)？第九頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。

日常生活中長期積累的經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)得到一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律→能量判據(jù)（焓判據(jù)）∶體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時(shí)體系會(huì)對(duì)外做功或者釋放熱量～△H﹤0）。結(jié)論：（1）放熱反應(yīng)過程中體系能量降低,因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向。（2）焓減的反應(yīng)（放熱）一般自發(fā)進(jìn)行，但也有一些吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。1.從能量判斷（焓判據(jù)）如：2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)第十頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。1、已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：①C(金剛石、s)+O2(g)＝CO2(g)△H1＝－395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是（）A.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程

C.石墨比金剛石能量低D.金剛石比石墨能量低AC課堂練習(xí)第十一頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。②只能判斷一定條件下化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)③△H<0，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但自發(fā)反應(yīng)不一定△H<0。①條件改變，自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)可能相互轉(zhuǎn)化（某一條件下的自發(fā)反應(yīng)在另一條件下可能是非自發(fā)反應(yīng)）如：CaO+CO2=CaCO3；常溫下為自發(fā)反應(yīng)，高溫條件下其逆反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)?！咀⒁狻?N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol△H<0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但自發(fā)反應(yīng)不一定要△H<0。

總之：焓變只是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素,但不是唯一因素。只根據(jù)焓變來判斷反應(yīng)方向是不全面的。第十二頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。墨水溶解擴(kuò)散火柴散落有趨向于最大混亂度的傾向第十三頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分?？藙谛匏梗ǖ聡╈豐熵：用來量度體系混亂度的一個(gè)物理量，符號(hào)：S第十四頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。

（1）熵是體系混亂度的量度，即熵是用來描述體系的混亂度，符號(hào)用S表示,單位：J?mol-1?K-1

（3）體系混亂度越大越穩(wěn)定，熵值越大；體系混亂度越小，熵值越小。

（5）產(chǎn)生氣體的反應(yīng)、氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，熵變通常都是正值（△S＞0），為熵增加反應(yīng)。

（2）在密閉條件下，體系由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向稱為熵增。2、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的熵判據(jù)（4）同一物質(zhì)，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。第十五頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。（6）熵變（△S）∶△S=S反應(yīng)產(chǎn)物－S反應(yīng)物（7）在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這個(gè)原理叫做熵增原理。該原理是用來判斷過程的方向的又一個(gè)因素，稱為熵判據(jù)。（8）許多熵增反應(yīng)在常溫常壓下能自發(fā)進(jìn)行，有些在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行?！鱏>0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。第十六頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。1、判斷下列反應(yīng)的熵變D.CO(g)＝C(s)＋1/2O2B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)熵減熵增熵增熵增課堂練習(xí)第十七頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol

這兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，但卻能自發(fā)進(jìn)行，為什么？?jī)蓚€(gè)反應(yīng)都是混亂度增大的反應(yīng)?！舅伎肌康谑隧?，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=－39.35J?mol-1?K-1

結(jié)論：△S>0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,自發(fā)反應(yīng)不一定要△S>0.

熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行一個(gè)因素，但不是唯一因素。

-10℃的液態(tài)水能自動(dòng)結(jié)冰成為固態(tài),△S<0.【思考與交流】自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？因此,熵判據(jù)判斷過程的方向也是不全面的第十九頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。3、自由能判據(jù)正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行，必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變（1）自由能（恒溫、恒壓）

△G=△H-T·△S符號(hào)：△G；單位：J·mol－1[T(K)=273+t(℃)]（2）自由能大小判斷依據(jù)：

①當(dāng)△G<0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；

②當(dāng)△G>0時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行；

③當(dāng)△G=0時(shí)，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。第二十頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。1、恒溫恒壓時(shí)判斷反應(yīng)是否能夠自發(fā)進(jìn)行（1）△H＜0；△S>0

（2）△H>0；△S＜0

（3）△H＜0；△S＜0

（4）△H>0；△S>0自發(fā)非自發(fā)不一定不一定2、判斷這兩個(gè)反應(yīng)什么條件下自發(fā)進(jìn)行？（1）NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)△H＜0；△S＜0（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

△H(298K)=+178.2kJ?mol-1,△S(298K)=+169.6J?mol-1?K-1低溫可行高溫可行課堂練習(xí)第二十一頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分?！鱄△S?H>0?S>0高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?H<0?S<0所有溫度下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行?H<0?S>0所有溫度下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?H<0?S<0低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行第二十二頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。

當(dāng)?H>0,?S>0,或?H<0,?S<0時(shí),反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)，一般低溫時(shí)焓變影響為主，高溫時(shí)，熵變影響為主，而溫度影響的大小要?H、?S的具體數(shù)值而定。

過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。如涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。【注意】第二十三頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。1.25℃和1.01×105Pa時(shí),反應(yīng)2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol,自發(fā)進(jìn)行的原因是()A.是吸熱反應(yīng)B.是放熱反應(yīng)C.是熵減少的反應(yīng)D.熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)D課堂練習(xí)第二十四頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)１、能量判據(jù)(焓判據(jù)）：判據(jù)之一２、熵判據(jù)：能量最低原理——焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)。熵增原理。判據(jù)之一３、復(fù)合判據(jù)：焓判據(jù)結(jié)合熵判據(jù)小結(jié)：①當(dāng)△G<0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；②當(dāng)△G>0時(shí)，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行；③當(dāng)△G=0時(shí)，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)△G=△H-T·△S第二十五頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。1、下列說法中正確的是（）A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的B.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變C.熵增加且放熱的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)D.非自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都不能實(shí)現(xiàn)C2、以下自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是()A、硝酸銨自發(fā)地溶于水B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/molC、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);△H=+74.9kJ/molD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/molD課堂練習(xí)第二十六頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。3、高溫時(shí)空氣中的N2和O2會(huì)反應(yīng)生成NO而污染大氣：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。試通過計(jì)算說明在1200℃的條件下，此反應(yīng)能否正向自發(fā)進(jìn)行？估算自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是多少？已知：該反應(yīng)的ΔH＝＋180.50kJ·mol－1；ΔS＝＋24.77J·mol－1·K－1第二十七頁，編輯于星期五：二十三點(diǎn)五十八分。【解析】

1200℃時(shí)，該反應(yīng)的ΔH－TΔS＝180.05kJ·mol－1－(1200＋273)