1、20222022人教版高中化学新教材同步人教版高中化学新教材同步 精品课件精品课件 化学反应的方向 1.证据推理与模型认知：了解判断化学反应进行方向的三个判据， 构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 2.科学态度与社会责任：根据三个判据的发展过程，理解科学知识 的曲折发展历程，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 核心素养发展目标 一、自发过程和自发反应 随堂演练知识落实 课时对点练 二、化学反应进行方向的判据 内 容 索 引 一、自发过程和自发反应 自发过程自发反应 含义 在一定条件下， ，就能 自发进行的过程 在给定的条件下，可以_ 进行到显著程度的化学反应 特征 具有 ，即过程的某
2、个方向在一定条件下自发进行，而该过程 逆方向在该条件下肯定_ 举例高山流水，自由落体，冰雪融化钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 不用借助外力自发 方向性 不能自发进行 (1)自发过程不需任何条件就能发生() (2)室温下冰变成水属于自发过程() (3)水由高处向低处流属于自发过程() (4)能自发进行的反应速率一定很大() 正误判断正误判断 深度思考深度思考 是自发反应，是非自发反应，通过对上述反应的分析，思考： (1)自发反应不需要任何条件就能发生吗？ 答案自发反应也需要一定条件引发反应，
3、一旦反应后即可自发进行。 (2)非自发反应一定不能发生吗？ 答案非自发反应也能在一定条件下发生。 2.知道了某个反应是自发反应后，能否知道某条件下是否发生？能否预测 反应的快慢？ 答案判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反 应的快慢、反应的热效应无关。 自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外 力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定 不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 归纳总结 返回 1.焓变与反应的方向 (1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提 出用 (能量
4、变化)来判断反应进行的方向，这就是 (能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g)H109.8 kJmol1。 结论：只用焓判据判断反应是否自发不全面。 二、化学反应进行方向的判据 降低自发 焓变焓判据 2.熵变与反应的方向 (1)熵、熵变的概念 混乱程度 S S (2)熵值大小 体系的熵值：体系的 越大，体系的熵值就 。 同一物质的熵值：S(g) S(l) S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 混乱程度越大 (3)熵判据：体系有自发地向混乱度 (即 )
5、的方向转变的倾向，因此 可用熵变来判断反应进行的方向。 (4)熵变与化学反应进行方向的关系 许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如 2KClO3 2KCl3O2； CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2等。 有些熵减的反应也可以自发进行，如： Ca(OH)2(aq)CO2(g)=CaCO3(s)H2O(l)。 结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。 增加熵增 3.自由能与化学反应的方向 (1)自由能变化 符号为 ，单位为kJmol1。 (2)自由能变化与焓变、熵变的关系：G 。G不仅与焓变有关， 还与 。 (3)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着 的方向进行，直到
6、体系 。 当G0时，反应 ； 当G0时，反应 ； 当G0时，反应 。 G HTS 温度有关 自由能减小达到平衡 能自发进行 处于平衡状态 不能自发进行 (1)放热反应一定能自发进行() (2)同种物质不同状态时熵值不同，气态时最大() (3)熵增的反应一定能自发进行() (4)自发反应在任何条件下均可发生() (5)过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率() 正误判断正误判断 1.根据复合判据GHTS0，S0和 H0，S0，S0的反应在高温下，GHTS0，能自发进行； H0，S0的反应在低温下，GHTS0，简述该设想能否实现的依据： _。 12354 解析该反应H0、S0，
7、故不能实现该 反应。 该反应是H0，S0，b、c、d反应的S0。HTS0时，反应 才能自发进行。a的S0，所以在高温时该反应不能自发进行。 返回 b.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) c.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g) d.MgCO3(s)=MgO(s)CO2(g) a 题组一自发过程和自发反应 1.下列关于自发过程的叙述中，正确的是 A.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 B.需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程 C.同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能 D.非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 123456789
8、101112131415 16 对点训练 课时对点练 解析在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程， 所以自发过程也是需要特定的条件的，A、B项错误； 可逆反应在不同的条件下，可以向不同方向自发进行，C项正确； 改变条件，可以使某些非自发过程转变为自发过程，D项错误。 123456789 101112131415 16 2.下列反应属于非自发反应的是 A.钠与水反应 B.氢气在氧气中燃烧生成水 C.水分解变成氢气和氧气 D.氨气和氯化氢相遇变成氯化铵 123456789 101112131415 16 题组二焓变和熵变与反应进行方向的判断 3.对于化学反应方向的判断，下列说法中正
9、确的是 A.温度、压强一定时，放热的熵减小的反应一定能自发进行 B.温度、压强一定时，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 C.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D.固体的溶解过程与熵变无关 123456789 101112131415 16 解析化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，不能仅用焓变或熵变判 断反应的方向。 4.(2020日照调研)已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H 74.9 kJmol1，下列说法正确的是 A.该反应中熵变、焓变皆大于0 B.该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C.碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解
10、一定能自 发进行 D.能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应 123456789 101112131415 16 解析根据反应方程式可知该反应中熵变、焓变都大于0，A项正确； 该反应是吸热反应，但也是熵增大的反应，所以也可能自发进行，B项 错误； 碳酸盐分解反应中熵增加，但不是在任何条件下碳酸盐分解都能够自发 进行，如CaCO3的分解仅在高温下自发，C项错误； 能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是 吸热反应，D项错误。 123456789 101112131415 16 5.实现“节能减排”和“低碳经济”的一个重要课题就是如何将CO2转化 为
11、可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一 定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)，如图表示该 反应过程中能量(单位为kJmol1)的变化。 关于该反应的下列说法中，正确的是 A.H0，S0 B.H0，S0 C.H0，S0 D.H0，S0 123456789 101112131415 16 解析根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物 的总能量，反应放热，H0；该反应发生后气体的物质的量减小，S0。 6.(2019湖南长沙雅礼中学月考)下列对熵的理解不正确的是 A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B.体系越有序，熵值
12、越小；越混乱，熵值越大 C.与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小 D.25 、1.01105 Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)是熵增反应 123456789 101112131415 16 解析C项，体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程， 故错误。 题组三自由能(复合判据)与反应进行方向的判断 7.反应：CH3OH(l)NH3(g)=CH3NH2(g)H2O(g)在某温度下自发向右 进行，若反应的|H|17 kJmol1，|HTS|17 kJmol1，则下列选 项正确的是 A.H0，HTS0 B.H0，HTS0 C.H0，HTS0 D.H0，HTS0
13、123456789 101112131415 16 解析该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明HTS一定 小于0，根据方程式可知该反应的S0，所以如果H0，则该反应在 任何温度下都是自发进行的，而该反应在一定温度下能够自发的向右进 行，因此该反应的反应热H0，故选A。 8.下列反应在任何温度下均能自发进行的是 A.2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol1 B.Ag(s) Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJmol1 C.HgO(s)=Hg(l) O2(g)H91 kJmol1 D.H2O2(l)= O2(g)H2O(l)H98 kJmol1 123456789
14、101112131415 16 123456789 101112131415 16 解析反应能自发进行的前提条件是反应的HTS0，S0，即任何温度下，反应都不能自发进行； 对于B项，H0，S0，在较低温度下，HTS0，S0，若使反应自发进行，即HTS0，必须提高 温度，即反应只有在较高温度时能自发进行； 对于D项，H0，在任何温度下，HTS0，即在任何温度下 反应均能自发进行。 9.灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。 现把白锡制成的器皿放在0 、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡 而不能再继续使用(已知：在0 、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应 焓变
15、和熵变分别为H2 180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1) A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡 C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡 123456789 101112131415 16 解析在等温、等压条件下，自发反应总是向着HTS0的方向进行， 直至达到平衡状态。因此，在0 、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰 锡的问题就转化为求算反应：白锡灰锡的HTS值的问题。H TS2 180.9 Jmol1273 K(6.61 Jmol1K1)376.37 Jmol1K，反应逆向 进行。 12.已知反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H43 kJmol1，在 850 时K
16、1。今在某密闭容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、 1.0 mol CO2和x mol H2，下列说法不正确的是 A.900 时，该反应的平衡常数K1 B.850 时，若x5.0，则起始时反应向逆反应方向进行 C.850 达到化学平衡后，通入CO，化学平衡逆向移动 D.850 时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足x3.0 123456789 101112131415 16 解析由于该反应是一个放热反应，升高温度平衡常数减小，A项正确； 123456789 101112131415 16 达到平衡时，通入CO，反应物浓度增大，化学平衡正向移动，C项错误； 85
17、0 时，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，由K1，可求得 应满足x3.0，D项正确。 13.对于CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，某温度下平衡常数K为1，向一 密闭容器内同时通入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)各1 mol，在该温度 下建立平衡时，CO的物质的量 A.大于1 mol B.小于1 mol C.等于1 mol D.无法确定 123456789 101112131415 16 解析由于CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)反应前与反应后气态物质的 化学计量数之和相等，故可使用各物质的物质的量代替物质的量浓度进 行计算。由于QK，说明一开始就
18、建立了平衡。 14.(2019青岛期末)氨的工业合成工艺的成熟推动了人类文明的进步，不 少科技工作者为了寻找廉价的氨的制备方法，进行了前赴后继的探索性工作。 用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应，化学方程式为N23H2 2NH3。已知，在常温下，1 g H2完全转化为NH3，放出的热量为15.4 kJ。 (1)请写出该反应的热化学方程式：_ _。 123456789 101112131415 16 综合强化 92.4 kJmol1 123456789 101112131415 16 (2)如果一个反应的HTS0，则该反应能够自发进行。已知上述氨的 合成反应的S198.2 Jmol1K1，则其在常温
19、下_(填“能”或“不 能”)自发进行。 能 解析HTS92.4 kJmol1298 K(0.198 2 kJmol1K1)0， 所以常温下该反应可以自发进行。 15.(2019济南调研)某化学科研小组研究在其他条件 不变时，改变某一条件对某类反应aA(g)bB(g) cC(g)的化学平衡的影响，得到如右图像(图中p表 示压强，T表示温度，n表示物质的量，表示转化率)。 123456789 101112131415 16 分析图像，回答下列问题： (1)在反应中，若p1p2，则该反应的正反应为_(填“放热”或“吸 热”)反应，且为气体分子数_(填“减小”或“增大”)的反应；若此 反应能自发进行，
20、则必须满足的条件是_。 放热 减小 低温 123456789 101112131415 16 解析反应中，恒压下温度升高，(A)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，H0； 由p1p2知，恒温时压强增大，(A)增大，说明此反应为 气体分子数减小的反应，即为熵减反应，S0。放热、 熵减反应只能在低温条件下自发进行。 123456789 101112131415 16 (2)在反应中，T1_(填“”“”或“”)T2，该反 应的正反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。 解析反应中，T2条件下反应先达到平衡状态，说明T2T1，温度越高， 平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡逆向
21、移动，则该反应的正反应 为放热反应。 放热 16.已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程， 反之，亦然。 (1)已知2CO(g) CO2(g)C(s)，T980 K时，HTS0。当体系温 度低于980 K时，估计HTS_0(填“大于”“小于”或“等于”， 下同)；当体系温度高于980 K时，估计HTS_0。 123456789 101112131415 16 小于 大于 (2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g) 2H2O(g)H(298.15 K)94.0 kJmol1、S(298.15 K)75.8 Jmol1K1， 设H和S不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是_。 123456789 101112131415 16 T1 240 K 返回
