2.2.1化學(xué)反應(yīng)的方向（同步課件）-第二輯：蘇教版2019選擇性必修1高二化學(xué)課件+練習(xí) 特供省重點(diǎn) 2021-2022學(xué)年高中化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修一課件+練習(xí)

第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向與限度課時(shí)1

化學(xué)反應(yīng)的方向

第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡授課人：學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過(guò)了解判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的三個(gè)判據(jù)，構(gòu)建判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的思維方法模型。2．通過(guò)三個(gè)判據(jù)的發(fā)展過(guò)程，理解科學(xué)知識(shí)的曲折發(fā)展歷程，增強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性研究重要意義的認(rèn)識(shí)。課程導(dǎo)入為什么冰置于室溫下會(huì)慢慢融化？自然界的一些過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行的，而且是有方向性的。瀑布為何總是從高處落向低處？能量角度：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或者釋放熱量)?；靵y度角度：在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向。在一定條件下，不用借助外力就可以自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。特點(diǎn)：自發(fā)過(guò)程一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)過(guò)程在一定條件下，需要持續(xù)借助外力才能進(jìn)行的過(guò)程。水沸騰水電解一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)自發(fā)過(guò)程的判斷01根據(jù)條件判斷：不是看是否需要條件，而是看是否需要持續(xù)施加外力(如加熱等)。02根據(jù)其逆向過(guò)程是否自發(fā)判斷：若逆向過(guò)程自發(fā)，則正向過(guò)程一定不自發(fā)；若逆向過(guò)程不自發(fā)，則正向過(guò)程一定自發(fā)。一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)與自然界中的許多變化一樣，化學(xué)反應(yīng)具有方向性。自發(fā)反應(yīng)在一定條件下，無(wú)需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。鋅與硫酸銅銅與硝酸銀一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)特征①具有方向性，即反應(yīng)的某個(gè)方向在一定條件下是自發(fā)的，則其逆反應(yīng)在該條件下肯定不自發(fā)。②體系趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)。③體系趨向于從有序體系轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序體系。一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)木炭燃燒鋼鐵生銹有些自發(fā)反應(yīng)需要一定的條件才能發(fā)生有些自發(fā)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率很小自發(fā)過(guò)程或反應(yīng)具有方向性，即過(guò)程或反應(yīng)的某個(gè)方向在一定條件下自發(fā)進(jìn)行，而該過(guò)程或反應(yīng)的逆方向在該條件下肯定不能自發(fā)進(jìn)行。能夠自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程或反應(yīng)在常溫下不一定能夠發(fā)生，自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程或反應(yīng)的方向，不能確定過(guò)程或反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生和發(fā)生的速率?？偨Y(jié)一、自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1.C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH=－2217.5kJ·mol－12.2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)

ΔH=－822kJ·mol－13.4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)

ΔH=－1648.4kJ·mol－14.H2(g)＋F2(g)=2HF(g)

ΔH=－546.6kJ·mol－1下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進(jìn)行，你知道這些反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的可能原因嗎？在恒壓下，有些自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱的（ΔH＜0）。放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低。該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的可能原因是什么？二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)考察化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，不能直接用放熱（ΔH＜0）或吸熱（ΔH＞0）作為判斷依據(jù)。氯化銨晶體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)在常溫下就能自發(fā)進(jìn)行。焓變是判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素，但不是唯一因素。二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)分析下列過(guò)程能自發(fā)進(jìn)行的可能原因：1.硝酸銨的溶解

NH4NO3(s)=NH4+(aq)＋NO3－(aq)溶于水后形成水合離子，無(wú)序地分散在溶液中，即體系的混亂度增大硝酸銨溶解前，晶體中硝酸根離子與銨根離子規(guī)則排列二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)分析下列過(guò)程能自發(fā)進(jìn)行的可能原因：2.碳酸鈣的分解

CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)3.氯化銨晶體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)＋BaCl2(s)＋10H2O(l)碳酸鈣分解成二氧化碳?xì)怏w，氯化銨晶體與氫氧化鋇晶體反應(yīng)生成氨氣，氣體的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致體系的混亂度增大。二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)研究表明，一些自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)有趨于體系混亂度增大的傾向。影響因素：構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間無(wú)規(guī)則排列的程度越大，體系的混亂度越大，熵越大。定義：衡量一個(gè)體系混亂度的物理量，符號(hào)：S。熵二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)a.同一物質(zhì)：S(高溫)

S(低溫)；S(g)

S(l)

S(s) b.相同條件下的不同物質(zhì)：分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熵值

。c.S(混合物)

S(純凈物)。

>>>越大>熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化，符號(hào)：ΔS。如果發(fā)生變化后體系的混亂度增大，那么該過(guò)程的ΔS＞0；反之，ΔS＜0。二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)（1）H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)（2）2NaHCO3(s)

Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)（3）NaOH(s)=Na+(aq)＋OH－(aq)（4）N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)ΔS＜0

熵減ΔS＞0

熵增ΔS＞0

熵增ΔS＞0

熵增ΔS=S(生成物)－S(反應(yīng)物)ΔS<0體系的混亂度減小，不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但有些ΔS<0的化學(xué)反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。ΔS>0體系的混亂度增大，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，但自發(fā)反應(yīng)不一定ΔS>0。熵變是判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)因素，但不是唯一因素。H2在O2中點(diǎn)燃生成水、NH3與HCl反應(yīng)生成NH4Cl固體等二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)干冰升華鎂條燃燒鉀入水生成氯化銀能否自發(fā)焓變熵變自發(fā)自發(fā)自發(fā)自發(fā)ΔH＜0ΔS＞0ΔH＞0ΔH＜0ΔH＜0ΔS＞0ΔS＞0ΔS＞0體系能量減小和混亂度增加都能促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，焓變和熵變共同制約著化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。1876年，吉布斯提出自由能變化ΔG，并認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小（ΔG＜0）的方向進(jìn)行，直至達(dá)到平衡。在等溫、等壓條件的封閉體系中，ΔG=ΔH-TΔST為熱力學(xué)溫度，為正值二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)ΔG=ΔH-TΔS＜0一定能自發(fā)進(jìn)行=0達(dá)到平衡狀態(tài)＞0一定不能自發(fā)進(jìn)行二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)規(guī)律總結(jié)ΔHΔS反應(yīng)的自發(fā)性＜0＞0ΔG=ΔH－TΔS＜0，一定能自發(fā)進(jìn)行＞0＜0ΔG=ΔH－TΔS＞0，一定不能自發(fā)進(jìn)行＜0＜0在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行＞0＞0在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)規(guī)律總結(jié)典例解析例2煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的SO2，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以將硫元素以CaSO4的形式固定，從而減少SO2的排放，但是煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低脫硫效率，相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)

ΔH1＝218.4kJ?mol－1(反應(yīng)Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)

ΔH2＝－175.6kJ?mol－1(反應(yīng)Ⅱ)典例解析下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

) A.反應(yīng)Ⅰ在較低的溫度下才可自發(fā)進(jìn)行

B.反應(yīng)Ⅱ在較低的溫度下也可自發(fā)進(jìn)行

C.用生石灰固硫的反應(yīng)為4CaO(s)＋4SO2(g)

3CaSO4(s)＋CaS(s)

ΔH3，則ΔH3>ΔH2

D.由反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ可計(jì)算出反應(yīng)CaSO4(s)

CaO(s)＋SO3(g)的焓變B課堂小結(jié)自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)不良反應(yīng)自發(fā)過(guò)程自發(fā)反應(yīng)焓變熵變?chǔ)=ΔH-TΔS隨堂練習(xí)1、對(duì)于化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

) A.若ΔH<0，ΔS>0，則任何溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行 B.若ΔH>0，ΔS<0，則任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行 C.若ΔH>0，ΔS>0，則低溫時(shí)反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行 D.若ΔH<0，ΔS<0，則低溫時(shí)反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行

C隨堂練習(xí)2.下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)正確的是(

)選項(xiàng)