人教版 选择性必修1 化学反应原理 第三节　化学反应的方向(02).pptx

1、INNOVATIVE DESIGN 第三节 化学反应的方向 【课程标准要求】【课程标准要求】 1.了解自发过程和化学反应的自发性。了解自发过程和化学反应的自发性。 2.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 新知自主预习 课堂互动探究 课时训练 目 录 CONTENT S / / / 课堂小结即时达标 / 目录 1 新知自主预习 新知自主预习 目录 创新设计 (1)含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的过程。例如：高山流 水、自由落体。 (2)特点： 体系趋向于从_状态转变为_状态(体系对外部

2、做功或释放热量)。 在密闭条件下，体系有从_自发转变为_的倾向(无序体系更加稳定)。 (3)非自发过程：在一定条件下，需持续借助外力才能进行的过程。 一、自发过程和自发反应一、自发过程和自发反应 1.自发过自发过程程 高能低能 有序无序 新知自主预习 目录 创新设计 (1)含义：在给定的条件下，可以_进行到显著程度的化学反应，称为自发 反应。例如：钢铁生锈。 (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。 2.自发反自发反应应 (1)可被用来做“有用功”。例如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。例如通电将水分解为H2和O2。 3.应应用用 自

3、发 新知自主预习 目录 创新设计 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 解解析析自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧、铁在潮湿空气中生锈、室 温下冰的融化都属于自发过程，其逆过程在相同条件下都是非自发的温下冰的融化都属于自发过程，其逆过程在相同条件下都是非自发的。 【微自测】【微自测】 1.下列过程属于非自发过程的是() D 新知自主预习 目录 创新设计 (1)能自发进行的化学反应多数是H_0的反应。 (2)有些H_0的反应也能自发进行。 例如：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g

4、)H56.7 kJ/mol能自发进行。 (3)反应的焓变是反应能否_进行的一个影响因素，但不是唯一因素。 二、化学反应方向的判断二、化学反应方向的判断 1.焓变与反应方焓变与反应方向向 自发 新知自主预习 目录 创新设计 (1)混乱度与自发过程 H2和Cl2的扩散实验 a.实验操作及现象：如右图所示，两个集气瓶中分别盛有H2 和Cl2，开始时中间用玻璃片隔开，当抽掉玻璃片后，可观 察到盛放Cl2的瓶内气体颜色逐渐变浅，而盛放H2的瓶内显 现出了浅黄绿色，最后两瓶中的颜色_。 b.原因解释：不需要外界的任何作用，气体通过分子的扩散 _地混合均匀，体系的混乱度_。 2.熵变与反应方熵变与反应方向向

5、 相同 自发增加 新知自主预习 目录 创新设计 硝酸铵溶于水 溶解前溶解后 结论：上述过程均是自发地从混乱度_ (有序)向混乱度_ (无序)的方 向进行。 小大 新知自主预习 目录 创新设计 (2)熵 概念：用来度量体系_程度的物理量，符号为S，单位为Jmol1 K1。 特点：体系无序程度越大，熵值就_。 大小比较： 同一物质不同状态：S(g)_ S(l)_ S(s)， S(混合物)_ S(纯净物)。 混乱 越大 新知自主预习 目录 创新设计 (3)熵变(S) 熵变：SS(生成物)S(反应物) 熵增原理：在与外界隔绝的体系中，自发过程会导致的熵_，即S_0。 物质由固体液态气态是一个熵增加的过

6、程；气体体积增大的反应是熵增加 的反应(S0)，气体体积减少的反应是熵减少的反应(S0)。 增大 新知自主预习 目录 创新设计 (4)反应熵变与反应方向的关系 大 多 数 熵 增 ( S 0 ) 的 反 应 能_ _ _ _ _ _进 行 ， 如 ： Z n ( s ) H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)H2(g)能自发进行 少数熵减(S0)的反应也能_进行，如4Fe(OH)2(s)O2(g) 2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)能自发进行。 结论：熵变是反应能否_进行的一个影响因素，但不是唯一因素。 自发 自发 自发 新知自主预习 目录 创新设计 【微自测】【微自测】 2.判断下列说法

7、的正误(正确的打“”，错误的打“”) (1)H0的反应一定能自发进行() (2)S0的反应一定不能自发进行() (3)常温下，2Al(s)6HCl(aq)=2AlCl3(aq)3H2(g)能自发进行() (4)同种物质气态时熵值最大() (5)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)是熵减(S0)的反应，因此不能自发进 行() 新知自主预习 目录 创新设计 在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵 变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是体系自由 能变化(G、单位：kJ/mol)：G_ (注意：T的单位是“K”，不 是“”)。 (1)G

8、0，反应_自发进行。 三、化学反应方向的综合判断依三、化学反应方向的综合判断依据据 HTS 能 不能 新知自主预习 目录 创新设计 A.若H0，则任何温度下反应都能自发进行 B.若H0，S0，S0，则低温时反应可自发进行 D.若H0，S0，则低温时反应可自发进行 【微自测】【微自测】 3.对于化学反应能否自发进行，下列说法错误的是() C 新知自主预习 目录 创新设计 解析解析若若H0，则，则HTS0，S0，任何温度下反应都不能自发，任何温度下反应都不能自发 进行，进行，B项正确；若项正确；若H0，S0，则高温时，则高温时，HTS0，即高温时反，即高温时反 应可自发进行，应可自发进行，C项错误

9、：若项错误：若H0，S0，则低温时，则低温时，HTS0，即，即 低温时反应可自发进行，低温时反应可自发进行，D项正确项正确。 目录 课堂互动探究 2 课堂互动探究创新设计 目录 化学反应方向的判断依据化学反应方向的判断依据 【核心归纳核心归纳】 1.化学反应方向的判化学反应方向的判断断 (1)焓变(H)和熵变(S)都与反应自发性有关，但都不能独立地作为反应能否 自发进行的判断依据。要判断反应的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。 (2)体系的自由能变化(G，kJ/mol)不仅与H、S有关，还与温度有关，其 表达式为GHTS。 课堂互动探究创新设计 目录 2.温度对化学反应方向的影温度对化学反应

10、方向的影响响 当焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性 的作用，温度与反应方向的关系如图所示： 课堂互动探究创新设计 目录 1.下列说法正确的是() A.同一物质的固、液、气三种状态的熵递减 B.常温下反应2Na2SO3(s)O2(g)=2Na2SO4(s)能自发进行，则H0，S0，无论在何种条件下都不 可能自发进行 D.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为 判断反应能否自发进行的依据 【实践应用实践应用】 B 课堂互动探究创新设计 目录 解析解析同一物质的固、液、气三种状态的熵递增，同一物质的固、液、气三种状态的熵递增，A错误；该反应的错

11、误；该反应的S0， 由由HTS0反应可自发进行可知，反应可自发进行可知，H0，B正确；反应若能自发进行，正确；反应若能自发进行， 应满足应满足HTS0，S0，则在高温下该反应可自发进行，则在高温下该反应可自发进行，C错误；错误； 焓变和熵变均不能单独作为判断反应能否自发进行的依据，焓变和熵变均不能单独作为判断反应能否自发进行的依据，D错误错误。 课堂互动探究创新设计 目录 2.下列反应在任何温度下均能自发进行的是() A 课堂互动探究创新设计 目录 目录 课堂小结即时达标 3 课堂互动探究创新设计 目录 核心体系建构 课堂小结即时达标创新设计 020304目录01 1.关于下列过程熵变的判断不

12、正确的是() C A.溶解少量食盐于水中，S0 B.纯碳和氧气反应生成CO(g)，S0 C.H2O(g)变成H2O(l)，S0 D.CaCO3(s)加热分解为CaO和CO2(g)，S0 解解析析A.食盐溶解过程是氯化钠形成自由移动的两种离子的过程，是熵增的过食盐溶解过程是氯化钠形成自由移动的两种离子的过程，是熵增的过 程，程，S0，A正确；正确；B.碳和氧气反应生成一氧化碳，碳和氧气反应生成一氧化碳，2CO2=2CO，是熵增，是熵增 的过程，的过程，S0，B正确；正确；C.气态水变化为液态水是熵减的过程，气态水变化为液态水是熵减的过程，S0，C错错 误；误；D.碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，

13、是熵增的过程，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，是熵增的过程，S0，D正确正确。 课堂小结即时达标创新设计 020304目录01 A.甲中两个集气瓶中气体的混乱度比乙中的大 B.两个集气瓶中的气体扩散后变为有序排列 C.反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)可自发进行 D.反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)属于熵增反应 解析解析气体扩散过程中，混乱度增大，此过程自发地从有序向无序进行，气体扩散过程中，混乱度增大，此过程自发地从有序向无序进行，A、 B项错误；反应项错误；反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)可自发进行，其反应前后气体的分子可自发进行，其反应前后气体的分子 数不变，

14、不属于熵增反应，数不变，不属于熵增反应，C项正确，项正确，D项错误项错误。 C 2.如图甲中的两个集气瓶中分别盛有H2、Cl2，当抽出两集气瓶之间的玻璃片一 段时间后，如图乙所示，可以观察到两个集气瓶中的颜色相同。下列判断正 确的是() 课堂小结即时达标创新设计 020304目录01 A.2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的H0 B.反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的H0 C.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的H0 D.常温下，反应C(s)CO2(g)=2CO(g)不能

15、自发进行，则该反应的H0 B 3.下列说法正确的是() 课堂小结即时达标创新设计 020304目录01 解析解析A项，该反应能自发进行，则项，该反应能自发进行，则HTS0，即，即HTS，而，而S0，则，则 H0，A项不正确；项不正确；B项，该反应自发进行，则项，该反应自发进行，则HTS0，即，即H0、S0，则，则H0，即，即HTS，又知，又知T0、S0，则，则H0，C项不正确；项不正确；D项，项， 该反应不能自发进行，则该反应不能自发进行，则HTS0，即，即HTS，又知，又知T0、S0，则，则 H0，D项不正确项不正确。 课堂小结即时达标创新设计 020304目录01 (1)汽车燃油不完全燃烧

16、时产生CO，有人设想按下列反应除去CO： 2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知该反应的H0，简述该设想能否实现的依据： _。 4.回答下列问题： 课堂小结即时达标创新设计 020304目录01 答案答案(1)该反应的H0、S0、S0，故不能实现该，故不能实现该 反应。反应。 (2)a、b、c、d的的H0，b、c、d反应的反应的S0，HTS0时，反应才能自时，反应才能自 发进行。发进行。a项项S0，所以在高温时该反应不能自发进行，所以在高温时该反应不能自发进行。 目录 课时训练 4 070102030405060809目录12 1314 1011 课时训练创新设计 15 一、选择题一、选择题

17、(每小题只有一个选项符合题意每小题只有一个选项符合题意) 1.下列说法正确的是() A A.非自发反应在外加条件下可能实现 B.吸热反应都不能自发进行 C.熵增加的反应都是自发反应 D.分子之间的碰撞一定能发生化学反应 解析解析某些在常温下不能自发进行的反应，升高温度时能自发进行，某些在常温下不能自发进行的反应，升高温度时能自发进行，A项正确；项正确； 吸热反应的吸热反应的H0，若，若S0，则适当升高温度可以使反应自发进行，则适当升高温度可以使反应自发进行，B项错误；项错误； S0，若，若H0，则反应不一定能自发进行，则反应不一定能自发进行，C项错误；只有活化分子之间的项错误；只有活化分子之间

18、的 有效碰撞才能发生化学反应，有效碰撞才能发生化学反应，D项错误项错误。 070102030405060809目录12 1314 1011 课时训练创新设计 15 2.关于反应3O2(g)=2O3(g)，反应过程中能量的变化如图所 示，下列有关该反应的H、S的说法中正确的是() A.H0 S0B.H0 S0 C.H0 S0D.H0 S0 B 解析解析该反应的反应物能量比生成物能量低，为吸热反应，该反应的反应物能量比生成物能量低，为吸热反应，H0，该反应，该反应 是熵减的反应，是熵减的反应，S0，选，选B。 070102030405060809目录12 1314 1011 课时训练创新设计 15

19、 3.下列关于化学反应的自发性和进行方向的说法正确的是() B A.非自发反应在任何条件下都不能发生 B.一定温度下，反应Mg(l)Cl2(g)=MgCl2(l)的H0，S0 C.由GHTS可知，所有放热反应都能自发进行 D.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 解析解析A.非自发反应在一定条件下也可发生，故非自发反应在一定条件下也可发生，故A错误；错误；B.该反应为放热反该反应为放热反 应，且反应过程中气体分子数减小，因此应，且反应过程中气体分子数减小，因此H0，S0，故，故B正确：正确：C.所有所有 放热且熵增加的反应都能自发进行，放热且熵减小的反应在高温下不能自发放热且熵增

20、加的反应都能自发进行，放热且熵减小的反应在高温下不能自发 进行，故进行，故C错误；错误；D.自发过程并不是不需要条件，故自发过程并不是不需要条件，故D错误错误。 070102030405060809目录12 1314 1011 课时训练创新设计 15 4.在图中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活 塞打开，如图，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能 量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是()C A.此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态变化过程，即熵增 大的过程 B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C.此过程是自发可逆的 D.此

21、过程从有序到无序，混乱度增大 070102030405060809目录12 1314 1011 课时训练创新设计 15 解析解析气体扩散过程是熵增加的过程，气体扩散过程是熵增加的过程，A、D正确；该过程不伴随能量变化，正确；该过程不伴随能量变化， B正确；两种气体混合后，不会再自发地分开，所以逆过程不能自发进行，正确；两种气体混合后，不会再自发地分开，所以逆过程不能自发进行， C不正确不正确。 070102030405060809目录12 1314 1011 课时训练创新设计 15 5.已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应中，在任 何温度下都不自发进行的是()B A.2O

22、3(g)=3O2(g)H0B.2CO(g)=2C(s)O2(g)H0 C.N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H0D.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0 解解析析A.该反应的该反应的H”“”或“”)T2，该反应的正反应为 _(填“放热”或“吸热”)反应。 答案答案(1)放热减小低温(2)放热 解析解析(1)反应反应中，恒压下温度升高，中，恒压下温度升高，(A)减小，即升高温度平衡逆向移动，减小，即升高温度平衡逆向移动， 则该反应的正反应为放热反应，则该反应的正反应为放热反应，Hp2知，恒温时压强增大知，恒温时压强增大(A)增增 大，说明此反应为气体分子数减小的反应，即为熵减反应，大，说明此反应为气体分子数减小的反应，即为熵减反应，ST1，温度越高，平衡时，温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平的物质的量越小，即升高温度平 衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应。 INNOVATIVE DESIGN Thanks！ 本节内容结束