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高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二章 化学反应速率和化学平衡第四节 化学反应进行的方向集体备课ppt课件
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二章 化学反应速率和化学平衡第四节 化学反应进行的方向集体备课ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了课前导入，生活中的自发过程，自发过程的共同特点，高能状态，低能状态，一化学反应的方向，思考与交流，思维建模，课堂练习，墨水溶解扩散等内容，欢迎下载使用。
知识目标：1.通过日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念。3.通过日常生活中的见闻，明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。
能力目标：1.通过已有知识及日常生活中的见闻，构建化学反应方向的判据。2.学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识。
学习重难点重点：熵判据。难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系。
1. 自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程
2. 自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。
3.非自发反应 ：在一定条件下，需要外界做功才能进行的反应。
4.关系：条件改变，非自发反应可能转变为自发反应
1、自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生，这句话对吗？说明理由。
【解析】不对，某些自发反应需要在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。例如甲烷燃烧是自发反应，但需要点燃或加热才能发生；石灰石分解为氧化钙和二氧化碳常温下为非自发反应，在高温下可以发生。
下列过程和反应属于自发进行的是 A、物体由高处自由下落 B、电解水 C、钠与水反应 D. 电动水泵将水由低抽到高处 E、氢气与氧气点燃生成水 F、在室温下水结成冰 G、一缕花香可以溢满居室 I、一滴墨水染红一盆清水 J、铁在潮湿空气中发生锈蚀 K、石灰石的分解
自发过程：A CE G I J
非自发过程B D F K
如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？
二. 化学反应进行方向的判断
酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？
从能量角度分析它们为什么可以自发？
日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判据（焓判据）∶体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量～△H ﹤0）。
结论：（1）放热反应过程中体系能量降低, 因此具有自发进行的倾向。
（2）焓减的反应（放热）一般自发进行，但也有一些吸热反应能自发进行。
如：2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
1.从能量判断（焓判据）
1、已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/ml② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－393.51kJ/ml关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是（ ） A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低
②只能判断一定条件下化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关③△H < 0，有利于反应自发进行，但自发反应不一定△H < 0。
①条件改变，自发反应和非自发反应可能相互转化（某一条件下的自发反应在另一条件下可能是非自发反应）如：CaO+CO2 = CaCO3；常温下为自发反应，高温条件下其逆反应是自发反应。
2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/ml
(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/ml
△H < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < 0。
总之：焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
火柴散落有趋向于最大混乱度的倾向
熵：用来量度体系混乱度的一个物理量，符号：S
（1）熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度，符号用S表示,单位： J•ml-1•K-1
（3）体系混乱度越大越稳定，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。
（5）产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵增加反应。
（2）在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向称为熵增。
（4）同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。
2、反应自发进行的熵判据
（6）熵变（△S）∶△S=S反应产物－S反应物
（7）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，称为熵判据。
（8）许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。
△S > 0 有利于反应自发进行。
1、判断下列反应的熵变
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/ml (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/ml 这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？
两个反应都是混乱度增大的反应。
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=－39.35J•ml-1•K-1
结论：△S > 0 有利于反应自发进行,自发反应不 一定要△S > 0 .
熵变是反应能否自发进行一个 因素，但不是唯一因素。
-10℃的液态水能自动结冰成为固态, △S < 0 .
自发反应一定是熵增加的反应吗？
因此,熵判据判断过程的方向也是不全面的
3、自由能判据正确判断一个化学反应 是否能够自发进行，必须综合考虑反应的焓变和熵变（1）自由能（恒温、恒压） △G=△H - T ·△S 符号：△G ；单位：J·ml－1 [T(K)=273+t(℃)]（2）自由能大小判断依据： ①当△G<0时，反应自发进行； ②当△G>0时，反应不自发进行； ③当△G=0时，可逆反应到达平衡状态。
1、恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 （1）△H ＜0； △S > 0 （2）△H > 0； △S ＜0 （3）△H ＜0； △S ＜0 （4）△H > 0； △S > 0
2、判断这两个反应什么条件下自发进行？
（1）NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s) △H ＜0；△S ＜0（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H(298K)= + 178.2kJ•ml-1, △S(298K)= + 169.6J•ml-1•K-1
∆H>0 ∆S>0高温下反应自发进行
∆H<0 ∆S<0所有温度下反应不能自发进行
∆H<0 ∆S>0所有温度下反应自发进行
∆H<0 ∆S<0低温下反应自发进行
当∆H>0, ∆S>0 ,或∆H<0 ,∆S<0 时,反应是否自发进行与温度有关，一般低温时焓变影响为主，高温时，熵变影响为主，而温度影响的大小要∆H、∆S的具体数值而定。
过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
1. 25℃和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.76 kJ/ml,自发进行的原因是( )A.是吸热反应 B.是放热反应C.是熵减少的反应D.熵增大效应大于能量效应
１、能量判据(焓判据）：
能量最低原理——焓减小有利于反应自发。
①当△G<0时，反应自发进行；②当△G>0时，反应不自发进行；③当△G=0时，可逆反应到达平衡状态
△G=△H - T ·△S
1、 下列说法中正确的是（ ）A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变C.熵增加且放热的反应一定是自发反应D.非自发反应在任何条件下都不能实现
2、以下自发反应可用焓判据来解释的是( )A、硝酸铵自发地溶于水B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/mlC、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mlD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/ml
知识目标：1.通过日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性。2.通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念。3.通过日常生活中的见闻，明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。
能力目标：1.通过已有知识及日常生活中的见闻，构建化学反应方向的判据。2.学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识。
学习重难点重点：熵判据。难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系。
1. 自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程
2. 自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。
3.非自发反应 ：在一定条件下，需要外界做功才能进行的反应。
4.关系：条件改变，非自发反应可能转变为自发反应
1、自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生，这句话对吗？说明理由。
【解析】不对，某些自发反应需要在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。例如甲烷燃烧是自发反应，但需要点燃或加热才能发生；石灰石分解为氧化钙和二氧化碳常温下为非自发反应，在高温下可以发生。
下列过程和反应属于自发进行的是 A、物体由高处自由下落 B、电解水 C、钠与水反应 D. 电动水泵将水由低抽到高处 E、氢气与氧气点燃生成水 F、在室温下水结成冰 G、一缕花香可以溢满居室 I、一滴墨水染红一盆清水 J、铁在潮湿空气中发生锈蚀 K、石灰石的分解
自发过程：A CE G I J
非自发过程B D F K
如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？
二. 化学反应进行方向的判断
酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？
从能量角度分析它们为什么可以自发？
日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判据（焓判据）∶体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量～△H ﹤0）。
结论：（1）放热反应过程中体系能量降低, 因此具有自发进行的倾向。
（2）焓减的反应（放热）一般自发进行，但也有一些吸热反应能自发进行。
如：2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8 H2O(s)=NH3(g)+BaCl2(s)+10H2O(l)
1.从能量判断（焓判据）
1、已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/ml② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－393.51kJ/ml关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是（ ） A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低
②只能判断一定条件下化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关③△H < 0，有利于反应自发进行，但自发反应不一定△H < 0。
①条件改变，自发反应和非自发反应可能相互转化（某一条件下的自发反应在另一条件下可能是非自发反应）如：CaO+CO2 = CaCO3；常温下为自发反应，高温条件下其逆反应是自发反应。
2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/ml
(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/ml
△H < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < 0。
总之：焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
火柴散落有趋向于最大混乱度的倾向
熵：用来量度体系混乱度的一个物理量，符号：S
（1）熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度，符号用S表示,单位： J•ml-1•K-1
（3）体系混乱度越大越稳定，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小。
（5）产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵增加反应。
（2）在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向称为熵增。
（4）同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。
2、反应自发进行的熵判据
（6）熵变（△S）∶△S=S反应产物－S反应物
（7）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，称为熵判据。
（8）许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。
△S > 0 有利于反应自发进行。
1、判断下列反应的熵变
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)
2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/ml (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/ml 这两个反应都是吸热反应，但却能自发进行，为什么？
两个反应都是混乱度增大的反应。
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=－39.35J•ml-1•K-1
结论：△S > 0 有利于反应自发进行,自发反应不 一定要△S > 0 .
熵变是反应能否自发进行一个 因素，但不是唯一因素。
-10℃的液态水能自动结冰成为固态, △S < 0 .
自发反应一定是熵增加的反应吗？
因此,熵判据判断过程的方向也是不全面的
3、自由能判据正确判断一个化学反应 是否能够自发进行，必须综合考虑反应的焓变和熵变（1）自由能（恒温、恒压） △G=△H - T ·△S 符号：△G ；单位：J·ml－1 [T(K)=273+t(℃)]（2）自由能大小判断依据： ①当△G<0时，反应自发进行； ②当△G>0时，反应不自发进行； ③当△G=0时，可逆反应到达平衡状态。
1、恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 （1）△H ＜0； △S > 0 （2）△H > 0； △S ＜0 （3）△H ＜0； △S ＜0 （4）△H > 0； △S > 0
2、判断这两个反应什么条件下自发进行？
（1）NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s) △H ＜0；△S ＜0（2）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H(298K)= + 178.2kJ•ml-1, △S(298K)= + 169.6J•ml-1•K-1
∆H>0 ∆S>0高温下反应自发进行
∆H<0 ∆S<0所有温度下反应不能自发进行
∆H<0 ∆S>0所有温度下反应自发进行
∆H<0 ∆S<0低温下反应自发进行
当∆H>0, ∆S>0 ,或∆H<0 ,∆S<0 时,反应是否自发进行与温度有关，一般低温时焓变影响为主，高温时，熵变影响为主，而温度影响的大小要∆H、∆S的具体数值而定。
过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
1. 25℃和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.76 kJ/ml,自发进行的原因是( )A.是吸热反应 B.是放热反应C.是熵减少的反应D.熵增大效应大于能量效应
１、能量判据(焓判据）：
能量最低原理——焓减小有利于反应自发。
①当△G<0时，反应自发进行；②当△G>0时，反应不自发进行；③当△G=0时，可逆反应到达平衡状态
△G=△H - T ·△S
1、 下列说法中正确的是（ ）A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变C.熵增加且放热的反应一定是自发反应D.非自发反应在任何条件下都不能实现
2、以下自发反应可用焓判据来解释的是( )A、硝酸铵自发地溶于水B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/mlC、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mlD、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/ml
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