高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向教学演示ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向教学演示ppt课件，共28页。PPT课件主要包含了学习目标，化学反应的方向，何为“自发”等内容，欢迎下载使用。
化学反应的发生有一定的方向性
1.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4KJ/ml，但是1mlN2和3mlH2在一定条件下混合，反应后放出热量却少于92.4KJ。说明了化学反应有什么特点？
化学反应的进行有一定的限度
2.碳和氧气燃烧可以得到二氧化碳，而二氧化碳却很难分解成碳和氧.，为什么？又说明了化学反应有怎样的特点？
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。
能结合具体事例说明反应自发进行的方向。
构建化学反应自发性判断的思维模型,发展证据推理与模型认知的学科核心素养。
自然界中有许多现象是可以自发进行的，请结合自己的生活经验，举例说明自然界变化的方向性.
1.美丽的瀑布总是从高处落向低处（即水往低处流）
2.室温下冰会自发融化
3.电流总是从由高电位流向低电位
问题一：什么是自发过程？
自然界中的自发过程体现了自然界的变化具有一定的方向性！
在一定条件下不用借助外力就能自动进行。
自发反应：在一定条件（温度、压强）下不需外界（光、电能）帮助，就能自动进行的反应。
与自然界中的许多变化一样，化学反应也具有方向性。
如: 化学反应中酸碱中和、铁器暴露在潮湿空气中生锈、甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4等。 这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的.
问题一：什么是自发反应？
寻找反应能否自发进行的判据
思考与讨论1：准确判断一个过程、一个反应能否自发进行的依据是什么？
水往低处流——能量高到低
室温下冰会自发融化——有序排列变无序运动
从本质上认识自发过程（从现象到本质）
问题二：如何判断自发反应？
思考与讨论2：下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的原因吗？
① C3H8(g) +5 O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H=-2217.5kJ/ml ② 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) △H=-882kJ/ml ③ C(s)+ O2(g)=CO2 (g) △H =-393.5kJ/ml ④ H2 (g) +F2(g) = 2HF(g) △H =-546.6kJ/ml
总结：放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < O 有利于反应自发进行
△H＜0，放热反应。即体系趋向于从高能状态转变为低能状态（稳定）
小结：自然之法如此神奇，正是很多燃烧反应会遇到“活化能”的壁垒。才使得富含有机物的生命体在富含氧气的大气中没有“自燃”。
思考与讨论3：对以上反应中的③，即碳燃烧，有同学提出这个过程不能自发，因为需要点燃，你怎么看？
1.焓判据（能量判据）：体系趋向于从能量高的状态转变为能量低的状态，因此反应放热有利于反应自发进行。
思考与讨论4：为什么有些放热反应需要持续加热呢？例如：H2(g)+CuO(s)=Cu(s)+H2O(1) △H=-128.5KJ/ml
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
思考与讨论5：在19世纪，一些化学家认为，决定反应能否自发进行的因素是反应热，放热反应可以自发进行，而吸热反应不能自发进行。吸热反应都不能自发进行吗？
该反应是吸热反应，但在常温下能自发进行
人们经过大量反应焓变的研究表明，大多数能自发进行的反应是放热反应。但是，有些吸热反应也能自发。因此，不能仅仅依靠焓变来判断反应是否自发。
反应放热有利于反应自发进行，但只根据反应的焓变来判断化学反应的方向是不全面的。
结论： 反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一的因素。
①NH4NO3(s) = NH4+ (aq) ＋NO3- (aq) ② CaCO3(s) =CaO (s) +CO2 (g)③N2O4(g)=2NO2(g)④CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l)⑤Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s) = BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)　
不自由变自由(有序变无序)
共同点：生成物微粒的活动范围变大，活动范围大的微粒增多。 ——即体系的混乱度增大。
结论：除热效应（焓变）外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，且大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。
问题三：吸热反应为什么能自发进行？
思考与讨论6：下列现象哪个混乱度大？哪个更有序？在化学上如果描述混乱度的？
有序排列的火柴散落时自发地成为无序排列
整理好的房间一段时间后总是会变得杂乱无章
S(水) ：69.9 J·ml-1·K-1
S(冰) ：47.9 J·ml-1·K-1
S(水蒸气)：188.7 J·ml-1·K-1
同一物质：S(g)>S(l)>S(s)。通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。
想一想：同一物质不同状态下熵值相等吗？
熵：用来衡量体系混乱（无序）程度的物理量，用S表示。体系越混乱（无序）,熵值越大，单位是J.ml-1.K-1。
△S=S(产物）-S(反应物）
思考与讨论7：对比下列过程，是熵增过程容易自发，还是熵减过程容易自发？
越是有序的状态，越是难以维持
结论：密闭条件下，体系有从有序自发的转变为无序的倾向。即△S>0有利于反应自发进行，也叫熵增原理，这就是熵判据
①同一物质在不同状态下熵值不同，一般规律是： S(g)>S(l)>S(s); S(高温)＞ S（低温）; S（低压）＞ S(高压)
②在化学反应中，气态物质的系数增大，则熵增大。反之，则熵减小
2.熵判据（混乱度判据）体系趋向于从有序状态转变为无序状态，因此熵增反应(△S>0 )具有自发进行的倾向 。
1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？ A.少量的食盐溶解于水中 B.气态水变成液态水 C. 2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s) D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g) E. HCl(g) + NH3(g) = NH4Cl (s)
2．下列反应中，熵显著增加的反应是(　　) A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) B．3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g) C．2C(s)＋O2(g) === 2CO (g) D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l) 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2 (g) (NH4) 2CO3(s) = NH4HCO3(s)+NH3(g)
想一想：下列吸热反应为什么能自发进行？有什么共同点？
上述反应过程中气体分子数增大，反应的熵值增大。
思考与讨论8：所有自发进行的化学反应都是熵增的？
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △S0
H2O(l) = H2O (s) △H 0高温下反应自发进行
∆H