化学选择性必修1第三节 化学反应的方向教学课件ppt

这是一份化学选择性必修1第三节 化学反应的方向教学课件ppt，共38页。PPT课件主要包含了学习目标，冰融化，墨水扩散，火柴散落，铁生锈，天然气燃烧，铁和硫酸铜反应，共同点放热反应，符号S，符号△S等内容，欢迎下载使用。
1.能知道化学反应是有方向的2.能知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关
钛被称为“21世纪金属”。1791年人们在金红石的矿物中（主要成分是TiO2，含量95%）中发现了钛，而第一次制得纯净的钛却是在1910年。
钛元素的发现到金属钛的制备为什么经历一百多年？后来又怎样成功制备？
水总是自发地从高处流向低处
被拉伸后的橡皮筋立刻缩回
自发过程：不需借助外界力量，就能自行发生的过程
思考：举例生活中的自发过程
有些化学反应也是自发进行的， 而且具有方向性
说明：1.一定条件指一定的温度、压强等
自发反应——化学反应的方向
2.外力作用指对体系做电功等
在一定的条件下，不需要其它外力作用就能自动进行的反应称为自发反应
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △ H = -571.6 kJ/ml
Zn(s) + CuSO4(aq) = ZnSO4(aq) + Cu(s) △ H = -216.8 kJ/ml
NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O(aq) △ H = -57.3 kJ/ml
思考：观察并总结这些自发反应的共同点
一、化学反应方向的焓判据
思考：如何判断化学反应自发进行的方向
分析：自发反应的方向和能量变化的关系
放热反应（△ H 液态 > 固态
熵值越大，体系越无序，混乱度越大
二、化学反应方向的熵判据
（2）同种物态：分子数越多，熵值越大
固体 液体 气体
(1)△ S > 0，体系混乱度增大；△ S < 0，体系混乱度增小
2、熵变：反应前后体系熵的变化
(2)有气体参与的反应，熵变与气体的物质的量变化有关
Zn(s) + H2SO4(aq) = ZnSO4(aq) + H2(g)
2KClO3(s) = 2KCl(aq) + 3O2(g)
熵增的反应（△ S > 0），体系混乱度增大，具有自发进行的倾向
2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)
4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O(l) = 4Fe(OH)3(s)
但是，不能只根据熵增或熵减来判断化学反应的方向
有的熵减反应也能自发进行
思考：只有熵增反应才能自发进行？
熵判据：大多数熵增（△ S > 0）的反应，具有自发进行的倾向
例题：下列几个过程中，属于熵减的变化是 （ ） A. 干冰的升华 B. NaCl 溶于水 C. NH3 (g) + HCl(g) = NH4Cl (s) D. 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑
发生离子反应的条件之一是生成气体，根据熵判据加以解释
解释有的吸热反应可以自发进行的原因
NH4HCO3(s) + CH3COOH(aq) = CO2(g) + CH3COONH4(aq) + H2O(g) △ H = ＋37.3 kJ/ml
原因：这些是熵增反应 △ S >0
解释有的熵减反应可以自发进行的原因
原因：这些是放热反应 △ H < 0
焓判据（△ H < 0，多数焓减反应具有自发进行的倾向）
熵判据（△ S > 0，多数熵增反应具有自发进行的倾向）
资料卡片 自由能与化学反应的方向
△ G = △ H - T△ S
（T为热力学温度，均为正值）
在恒温、恒压下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其他功），自由能的变化综合反应了体系的焓变和熵变对自发过程的影响
自由能变化：用△ G 表示，单位：kJ/ml
化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡
△ G < 0 反应能自发进行
△ G = 0 反应达到平衡状态
△ G > 0 反应不能自发进行
思考：如何综合焓变和熵变判断化学反应能否自发进行
△ H < 0，△ S > 0
任何温度下，△ G < 0，自发进行
工业上利用石灰石制备二氧化碳
△ H > 0，△ S > 0
高温下，△ G < 0，自发进行
CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)
2CO(g) = 2C(s) + O2(g)
汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮是现代化城市中的重要大气污染物。人们曾花费大量的时间和精力，通过实验的方法利用如下反应消除CO对环境的影响，然而却徒劳无功。你能从焓变和熵变的角度分析原因吗？
△ G > 0，不能自发进行
△ H > 0，△ S < 0
应用：后来人们又提出通过如下反应来处理尾气的方法
已知：在 298 K、100 kPa，△ H = -746.8 kJ/ml
室温下，△ G < 0，反应能正向自发进行
△ H < 0，△ S < 0
利用这个装置人们有效地将汽车尾气中的污染物NO和CO同时除去
例题：分析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) △ H = +163 kJ/ml B. 2Ag(s) + Cl2(g) = 2AgCl(s) △ H = -254 kJ/ml C. 2HgO(s) = 2Hg(l) + O2(g) △ H = +182 kJ/ml D. 2H2O2(l) = O2(g) + 2H2O(l) △ H = -196 kJ/ml
解题关键：依据△ G = △ H - T△ S 判断
自由能△ G = △ H - T△ S（△ G < 0）（能自发进行）
等温等压条件下的封闭体系
练习：2019天津高考.10 节选
将SiCl4氢化为SiHCl3对应的反应依次为：① SiCl4(g) + H2 (g)  ⇌SiHCl3(g) + HCl(g)    △ H1 > 0② 3SiCl4(g) + 2H2 (g) + Si(s) ⇌4SiHCl3(g)   △ H2 < 0
已知体系自由能变△ G = △ H - T△ S，△ G < 0 时反应自发进行。二个氢化反应的△ G与温 度的关系如图所示，反应①能自发进行的最低温度是 ；
由△ H1 > 0，△ H2 < 0推出△ H2 < △ H1 ， 所以△ G2 < △ G1
相同温度下，反应②比反应①的△ G小，主要原因是 。
从发现元素钛到冶炼出金属钛，为什么经历100多年？
原始反应：TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4 (l) + O2(g) △ H = +161.9 kJ•ml-1
引入反应：2C(s,石墨) + O2(g) = 2CO(g) △ H = -221.04 kJ•ml-1
综合反应：TiO2 (s) + 2Cl2(g) + 2C(s,石墨) =TiCl4(l) + 2CO(g) △ H = -59.14 kJ•ml-1 △ S = + 146 J•K-1•ml-1
TiCl4+ 2Mg 2MgCl2 + Ti
△ H > 0，△ S < 0△ G > 0，不能自发进行
△ H < 0，△ S > 0△ G < 0，能自发进行
正确判断反应自发进行的方向对于生产实践具有重要的作用
完成书后习题43页第2、3、4题
观察思考，列举日常生活中因为焓减或者熵增使其过程自发进行的实例
科技强国，科学先行， 吾辈当自强！
同 学 们 再 见 ！