2.3化學(xué)反應(yīng)的方向++課件++【知識(shí)精研+培優(yōu)拓展】高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

追尋科學(xué)的腳步

——化學(xué)反應(yīng)的方向選擇性必修第一冊(cè)

第二章第三節(jié)根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，思考：假如你是一名化工廠工程師，需要把一個(gè)化學(xué)反應(yīng)投入生產(chǎn)，針對(duì)化學(xué)反應(yīng)而言，你需要考慮哪些問題？生產(chǎn)的效率問題產(chǎn)率問題反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)的速率化學(xué)平衡(限度)生產(chǎn)的可行性問題水往低處流物質(zhì)溶解或溶液擴(kuò)散火柴散落自發(fā)過程：在一定條件下，不需要借助外力就能自動(dòng)進(jìn)行的過程，

其逆過程就是非自發(fā)過程。課堂活動(dòng)鈉和水反應(yīng)鐵生銹鋅和酸反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)：在給定的條件下，一個(gè)反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行到顯著程度的化

學(xué)反應(yīng)，其逆反應(yīng)就是非自發(fā)反應(yīng)。反應(yīng)是否自發(fā)判斷依據(jù)：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）?；瘜W(xué)反應(yīng)有是方向性的某反應(yīng)是否自發(fā)：只是判斷反應(yīng)的方向，與是否會(huì)發(fā)生、反應(yīng)的快慢無關(guān)。下列變化過程哪些是自發(fā)的，哪些是非自發(fā)的？①自然界中水總是從高處往低處流；②鈉與水反應(yīng)生成H2；③室溫下水結(jié)成冰；④電流總是從電位高的地方向電位低的地方流動(dòng)；⑤氫氣在氧氣中燃燒生成水；⑥鋅與CuSO4溶液會(huì)自動(dòng)反應(yīng)生成Cu和ZnSO4等；⑦水通電分解成氫氣和氧氣。課堂練習(xí)自發(fā)：①②④⑤⑥自發(fā)反應(yīng)：②⑤⑥②鈉與水反應(yīng)生成H2

Na(s)+H2O(l)=NaOH(aq)+1/2H2(g)△H=－184kJ/mol⑤鋅與CuSO4溶液會(huì)自動(dòng)反應(yīng)生成Cu和ZnSO4等；Zn(s)+CuSO4(aq)=Cu(s)+ZnSO4(aq)△H=－216.8kJ/mol⑥氫氣在氧氣中燃燒生成水；

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=－285.8kJ/mol放熱反應(yīng)△H<0思考交流從能量變化的角度找找它們的共同之處。體系總是趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)，即△H<0能量越低越穩(wěn)定課堂活動(dòng)

任何一種無外部能量干擾的純化學(xué)變化，總是向著產(chǎn)生能釋放最大熱量的物質(zhì)或物系的方向進(jìn)行。

——貝特羅“最大功原理”焓判據(jù)△H<0，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行課堂活動(dòng)實(shí)驗(yàn)探究小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考并交流實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)步驟

向事先準(zhǔn)備好，裝有Mg條的試管中滴入1mL左右的稀鹽酸溶液，用手感受試管的溫度變化1.將塑料袋左右兩邊裝有白色固體的夾子給取掉。2.將兩部分固體進(jìn)行混合，并開始揉搓。3.觀察現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)一

實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容Mg與稀HCl反應(yīng)Ba(OH)2.8H2O和NH4Cl反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

思考并交流該反應(yīng)為放熱反應(yīng),能自發(fā)進(jìn)行該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),能自發(fā)進(jìn)行。有氣體產(chǎn)生，試管壁變熱塑料袋觸感冰涼焓判據(jù)是不全面的△H<0不是判斷反應(yīng)自發(fā)的唯一標(biāo)志；但△H<0有利于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行；大多數(shù)放熱反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)。反思?xì)w納為了研究熱機(jī)效率，建立了熱力學(xué)第二定理克勞修斯提出“熵”的概念在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的自發(fā)過程，熵必定是朝著熵增加的方向進(jìn)行的。——熵增原理霍斯特曼將“熵”的概念引入化學(xué)什么是熵？熵（S）——體系混亂度熵越大，體系的混亂度越大，體系越無序；熵越小，體系的混亂度越小，體系越有序。1.對(duì)同一物質(zhì)來說，S（g）>S（l）>S（s）2.在化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生氣體或氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)增大，熵變通常都是正值(△S>0)，為熵增反應(yīng)。（反應(yīng)熵變）△S=S(生成物的總熵值)-S(反應(yīng)物的總熵值)有序狀態(tài)無序狀態(tài)△S>0熵判據(jù)熵值增大的反應(yīng)（即△S>0）能夠自發(fā)進(jìn)行思考下列反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)，其熵值的變化是怎樣的？（1）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑（2）Fe(OH)2+O2+H2O=Fe(OH)3↓（3）Mg+2HCl=MgCl2+H2↑（4）Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3課堂練習(xí)△S>0△S<0△S>0△S<0熵判據(jù)也是不全面的，△S>0也不能作為判斷反應(yīng)自發(fā)的唯一標(biāo)志，但△S>0有利于化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。反思?xì)w納

自發(fā)反應(yīng)的方向與焓變和熵變有關(guān)，但焓變和熵變又都不能單獨(dú)作為判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的依據(jù)。怎么辦？大量事實(shí)告訴我們，綜合考慮焓變和熵變可以判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。吉布斯確立了定量描述焓變和熵變?cè)谂袛喾磻?yīng)的自發(fā)性過程中的地位。自由能的出現(xiàn)，完美地從定量角度揭示了變化過程中焓變與熵變之間的協(xié)調(diào)與抗衡。約西亞·威拉德·吉布斯閱讀教材P45【資料卡片】，理解自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向的關(guān)系

體系自由能變化(符號(hào)為

G，單位為kJ/mol)綜合考慮了焓變和熵變對(duì)體系的影響，用來定量評(píng)價(jià)焓變和熵變?cè)诜磻?yīng)過程中作用的關(guān)系稱之為自由能公式：

G=

H-T

S，G為自由能反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行ΔG>0ΔG＝0反應(yīng)處于平衡狀態(tài)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行ΔG<0

G=

H-T

S，G為自由能熵變(

S)反應(yīng)溫度焓變(

H)影響化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向的因素1、請(qǐng)結(jié)合自由能判據(jù)，解釋Ba(OH)2.8H2O和NH4Cl的反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)。已知298K100kPa時(shí)，2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=－748.