人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向精品课件ppt

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高中化学新教材特点分析及教学策略（一）化学基本概念和化学基本理论：全套教材的知识安排，注意各年级内及各年级间的联系，在保证知识结构的系统性和完整性的同时，对内容的安排采用了将各部分知识分散处理，相对集中的方法。（二）元素化合物知识：关于元素化合物知识，高一教材首先介绍了碱金属和卤素两个最典型的金属族和非金属族。（三）化工基础知识：高一介绍了硅酸盐工业和环境保护知识。高二主要介绍合成氨工业，删掉了硝酸工业、钢铁工业和铝的冶炼。重点突出了合成氨工业中合成氨条件的选择。   课前引入 一、自发过程与自发反应1．自发过程：在一定条件下，不需借助外力就能____________的过程。（1）特点：①高能状态 → 低能状态（对外做功或释放热量）；②有序 → 无序（无序体系更加稳定）。（2）实例：高山流水，自由落体，冰雪融化。杨sir化学，侵权必究2．自发反应：在给定的条件下，可以____________到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈。3．特征：具有____________，即过程的某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不能自发进行。【答案】自发进行    自发进行     方向性 思考与交流：自发反应不需要任何条件就能自发进行吗？ 【答案】不是，如H2和O2反应需要点燃。 二、焓判据1．放热过程中体系能量_______，ΔH_______，具有自发的倾向。2．实验发现，大多数放热反应是可以自发进行的。如：Zn(s) +CuSO4(aq) =ZnSO4 (aq) +Cu(s)  ΔH =-216.8kJ/mol3．有些吸热反应也可以自发进行，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热的，但是这个反应却是可以自发进行的，故不能只根据放热或者吸热来判断化学反应的方向，焓变只是影响反应方向的一种因素。【答案】降低  ＜0 三、熵判据1．熵的定义描述体系_____________的物理量，一般用S表示。熵值越大，体系的混乱度_______。2．熵的大小同种物质的熵值与其存在状态有关， S(g) ____ S(l) ____ S(s)。 杨sir化学，侵权必究3．熵判据体系的混乱度（即熵值）增加， ΔS＞0，反应有自发的倾向。杨sir化学，侵权必究有些熵减的过程也能自发进行，如乙烯聚合为聚乙烯的反应，故熵变只是影响反应方向的一种因素。【答案】混乱程度   越大   ＞  ＞ 四、复合判据（自由能ΔG）1. 定义：在等温、等压条件下的封闭体系中，自由能的变化ΔG = ΔH﹣TΔS。(单位为kJ/mol)2. 判断标准：（1）当ΔG <0时，反应能自发进行；杨sir化学，侵权必究（2）当ΔG =0时，反应处于平衡状态；（3）当ΔG >0时，反应不能自发进行。情况焓变熵变自由能变化反应能否自发进行①ΔH＜0ΔS＞0__________________
②ΔH＞0ΔS＜0__________________③ΔH＜0ΔS＜0__________________④ΔH＞0ΔS＞0__________________【答案】ΔG＜0   能ΔG＞0    不能无法判断    无法判断无法判断    无法判断  题型一：自发过程与自发反应杨sir化学，侵权必究【例1】下列过程是非自发的是A．水由高处向低处流B．氯气和溴化钾溶液的反应C．铁在潮湿空气中生锈D．室温下水结成冰【答案】D【详解】A．水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选；B．氯气的氧化性比溴强，氯气能够与KBr溶液发生置换反应，属于自发进行的过程，故B不选；C．铁生锈为自发进行的氧化还原反应，反应放热，常温下可自发进行，故C不选；D．室温下冰会自发的融化，室温下水结成冰不是自发进行的过程，故D选；故选D。  题型二：熵的大小比较杨sir化学，侵权必究【变 2】判断下列反应的熵值的变化，在横线上填入“增大”“减小”或“不变”。(1)：_______。(2)：_______。【答案】减小    不变    【详解】(1)反应中，气体分子数减少，混乱度减小，熵减小；(2)反应中，气体分子数不变，混乱度几乎不变，熵几乎不变。
  题型三：自由能判断反应进行的方向杨sir化学，侵权必究【变3-1】下列说法不正确的是A．室温下不能自发进行，说明该反应的B．放热及熵增加的反应，一定能自发进行C．已知反应，高温下为自发过程，低温下为非自发过程D．知道了某过程有自发性之后，则可确定过程是否一定会发生【答案】D【详解】A．根据反应方程式，该反应为熵增，根据进行分析，该反应不能自发进行，＞0，因此可以说明该反应为，故A说法正确；B．放热反应，推出＜0，熵增，推出＞0，根据复合判据，任何温度下，该反应都能自发进行，故B说法正确；C．该反应是熵增，推出＞0，该反应，根据复合判据，高温下能够自发进行，低温下非自发进行，故C说法正确；D．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概率，故D说法错误；答案为D。【变3-2】现有两个热化学反应方程式：(l)+H2(g)(l)    ΔH＞0 ①(l)+2H2(g)(l)   ΔH＜0 ②下列说法正确的是A．反应①②中都存在：ΔS＞0B．反应①一定不能自发进行C．在通常情况下，①②都能自发进行D．反应②高温时，可自发进行【答案】B【详解】A．由题中热化学反应方程式可知，反应①②均为熵减反应，即ΔS＜0，A项错误；B．由题可知，反应①ΔH＞0，ΔS＜0，则ΔH-TΔS＞0，所有温度下反应都不能自发进行，B项正确；C．由B项可知，反应①在所有温度下都不能自发进行；反应②的ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，
ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，C项错误；D．由题可知，反应②ΔH＜0，ΔS＜0，则在低温条件下，ΔH-TΔS＜0，即反应②低温时，可自发进行，D项错误；答案选B。【例5】已知体系自由能变化时反应能自发进行．两个氢化反应的与温度的关系如图所示，下列说法正确的是 A．反应①的B．反应②在时的反应速率很快C．温度大于时，反应①能自发进行D．反应②的【答案】C【分析】由图像分析可知：反应①随温度的升高，逐渐减小；反应②随温度的升高逐渐增大，结合分析解答。【详解】A．反应①随温度的升高，逐渐减小，则，故A错误；B．该题我们可以推测自发反应时的温度，但无法推测什么温度的反应快慢，故B错误；C．因时，反应能自发进行，反应①在温度大于1000℃时，故此时反应①能自发进行，故C正确；D．根据数学知识可知，为该图像的截距，而反应而的截距小于0，故，故D错误；答案选C。【变5-2】已知异丁烯与HCl发生加成反应有两种可能，反应历程及能量变化如图1、图2所示：

下列说法错误的是A．反应①比反应②速率快B．过渡态Ⅰ比过渡态Ⅱ稳定C．异丁烯与HCl发生加成反应的主要产物为(CH3)3CClD．异丁烯与HCl发生加成反应是放热反应，故能自发进行【答案】D【详解】A．生成①的过程所需活化能较低，则反应速率较快，故A正确；B．过渡态Ⅰ能量较低，则比过渡态Ⅱ稳定，故B正确；C．活化能越低，反应越易进行，可知异丁烯与HCl发生加成反应的主要产物为(CH3)3CCl，故C正确；D．根据图像可知反应物总能量高于生成物总能量，因此异丁烯与HCl发生加成反应是放热反应，但能否能自发进行还需要考虑熵变，故D错误；故选D。 【例6】回答下列问题：杨sir化学，侵权必究(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解，发生反应：，该反应的∆H________(填“>”或“<”，下同)0，∆S_______0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为。反应在常温下能够自发进行，则反应的∆H______(填“>”或“<”)0。
(3)已知在、时石灰石分解反应的、。①常温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。②据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“不能”)成为反应进行方向的决定因素。(4)已知，该反应能够自发进行的反应条件是______。(5)某吸热反应能自发进行，则该反应的∆S_____(填“>”或“<”)0。【答案】>    >    不能    <    不能    能    高温    >    【详解】(1)由于在中燃烧生成为放热反应，则二氧化碳分解生成和氧气的反应为吸热反应，，根据化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和增加，，故低温下，反应不能自发进行。(2)时反应自发进行，通过化学方程式可知常温下，常温下反应能够自发进行，则。(3)①根据时反应自发进行，已知，，则常温下不能自发进行；②该反应的、，高温条件下能使，而常温条件下，则该反应中温度能成为决定反应进行方向的因素。(4)该反应的、，则高温时，反应能自发进行。(5)已知某吸热反应能自发进行，即，，则。 【题1】下列说法正确的是A．在常温下，放热反应能自发进行吸热反应不能自发进行B．  ，能自发进行的原因是＞0C．焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向【答案】B【详解】A．△H-T△S＜0的反应可自发进行，则常温下放热反应、吸热反应均可能自发进行，故A错误；
B．△H=+185.57 kJ•mol-1，能自发进行的原因是△S＞0，可满足△H-T△S＜0，故B正确；
C．焓变和熵变单独作为反应自发性的判断依据，不够准确，故C错误；
D．使用催化剂不能改变化学反应进行的方向，故D错误；
故选：B。
【题2】下列说法中正确的是A．吸热反应反应一定不能发生反应B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应C．需要加热才能发生的反应，一定是吸热反应D．催化剂可以改变反应进行的方向【答案】B【详解】A．吸热反应在一定条件下能发生反应，例如加热时碳和二氧化碳可以反应生成CO，A错误；B．某吸热反应能自发进行，即ΔH＞0，根据ΔG=ΔH－TΔS＜0可知该反应一定是熵增反应，B正确；C．需要加热才能发生的反应，不一定是吸热反应，例如碳燃烧等，C错误；D．催化剂可以改变反应速率，不能改变反应进行的方向，D错误；答案选B。【题3】实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是A．所有的放热反应都是自发进行的杨sir化学，侵权必究B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素【答案】C【详解】多数能自发进行的反应都是放热反应，并不是所有自发进行的反应都是放热反应，如氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应是自发进行的吸热反应，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是唯一因素，C正确。
故选C。【题4】在工业生产中，对能够发生的化学反应，研究和选择合适的反应条件才有实际意义。恒温恒压下，下列过程一定不能自发进行的是A．4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)△H<0B．CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)△H<0C．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H>0D．2H2O(1)+O2(g)=2H2O2(aq)△H>0【答案】D【分析】根据△G=△H-T△S，若△H＜0且△S＞0，则反应自发进行；若△H＞0且△S＜0，则反应不能自发进行；若△H＞0且△S＞0，则反应在高温下自发进行；若△H＜0且△S＜0，则反应在低温下自发进行。【详解】A．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H<0，故低温可自发进行，A不符合题意；B．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H<0，故低温可自发进行，B不符合题意；
C．随着反应的进行，气体的物质的量增多，△S＞0，又△H<0，故可自发进行，C不符合题意；D．随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S＜0，又△H＞0，故不能自发进行，D符合题意；故选D。【题5】下列对化学反应预测不正确的是选项化学方程式已知条件预测AW(s)＋G(g)= 2Q(g)任何温度都自发进行ΔH＜0B4M(s)＋N(g)＋2W(l)= 4Q(s)常温下自发进行ΔH＞0B3C(s)＋CaO(s)= CaC2(s)＋CO(g)常温下不能自发进行ΔH＞0D2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)常温下能够自发进行ΔH＜0A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A．W(s)+G(g)═2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，△S＞0，△H＜0，反应能够自发进行，A正确；B．4M(s)+N(g)+2W(l)═4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应，△S＜0，当△H＞0时，△H-T△S＞0，一定不能自发进行，B错误；C．3C(s)＋CaO(s)= CaC2(s)＋CO(g) 的∆S＞0，在常温下不能自发进行，则表明反应吸热，即说明该反应的ΔH＞0，C正确；D．常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) 的∆S＜0，能够自发进行，则表明反应放热，即该反应的ΔH＜0，D正确；故答案为：B。【题6】判断正误(1)ΔH＜0，ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行_______(2)一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0_______(3)反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0_______(4)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0_______(5)SO2(g)=S(g)＋O2(g)　ΔH＞0，ΔS＞0，该反应不能自发进行_______(6)SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＜0，低温下能自发进行_______杨sir化学，侵权必究(7)常温下，反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0_______(8)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向_______(9)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行 _______(10)NH4HCO3(g)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) 　ΔH=185.57 kJ·mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向_______
【答案】错误    正确    正确    错误    错误    正确    正确    错误    正确    正确    【详解】(1)ΔH＜0，ΔS＞0的反应，所有温度下△H-T△S＜0，反应自发进行，故错误；(2)一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)是吸热反应ΔH＞0，气体分子数增大的反应ΔS＞0，故正确；(3)反应NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行△H-T△S＜0，，又△S＜0，则该反应的ΔH＜0，故正确；(4)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行△H-T△S＜0，，又△S＜0，则该反应的ΔH＜0，故错误；(5)SO2(g)=S(g)＋O2(g)　ΔH＞0，ΔS＞0，该反应在高温下能自发进行，故错误；(6)SO2(g)＋2H2S(g)=3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＜0，又△S＜0，低温下能自发进行，故正确；(7)常温下，反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，△H-T△S＞0，ΔS＞0，则该反应的ΔH＞0，故正确；(8)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂只改变反应速率，不影响平衡的移动，使用催化剂不可以改变化学反应进行的方向，故错误；(9)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行，还要看△H-T△S的值，故正确；(10)NH4HCO3(g)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) 　ΔH=185.57 kJ·mol-1，该反应为吸热反应，不能自发进行；而最终该反应能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向，故正确； 【练1】下列说法正确的是A．非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大C．反应在室温下可自发进行，则该反应的D．恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行【答案】C【详解】A．且的反应，即使改变条件也不能自发进行，A错误；B．熵是指体系的混乱程度，相同物质的量的同种物质：，B错误；C．反应能自发进行的判据是，由反应方程式可知，该反应的，要使，必须满足，C正确；D．恒温恒压下，且的反应，，反应一定可以自发进行，D错误；
选C。【练2】以下判断正确的是A．C(s)+CO2(g)=2CO(g)   △H＞0，该反应常温下不能自发B．2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)  △H＜0，该反应高温才能自发C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行【答案】A【详解】A．在高温下△G=△H-T△S＜0反应能进行，△H＞0，该反应常温下不能自发，故A正确；B．△G=△H-T△S＜0反应能进行，由于△H＜0，则该反应在常温就能自发进行，故B错误；C．自发进行的反应熵值不一定增大，化学反应的方向由焓变和熵变共同决定，非自发反应的熵不一定减小，故C错误；D．不能根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自发进行，如碳酸氢铵的分解，故D错误；故选A。【练3】对于化学反应能否自发进行，下列说法中错误的是A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程杨sir化学，侵权必究B．若△H>0，△S＜0，任何温度下都不能自发进行C．若△H＜0，△S>0，任何温度下都能自发进行D．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程【答案】D【详解】A．非自发过程在一定条件下可能变成自发过程,如铜和稀硫酸在电解条件下可发生，故A正确；B．若△H>0，△S＜0，则△H-T△S>0任何温度下都不能自发进行，故B正确；C．若△H＜0，△S>0，则△H-T△S<0任何温度下都能自发进行,故C正确；D．需要加热才能够进行的过程可能是自发过程，如碳酸钙高温分解，故D错误；故答案为：D【练4】下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是A．1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]>S[SO3(1)]>S[SO3(g)]B．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0C．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行D．2KClO3(s)=2KCl(s)+3CO2(g)ΔH>0能否自发进行与温度无关【答案】B【详解】A．物质聚集状态不同熵值不同 ， 气体 S> 液体 S> 固体 S，1molSO3在不同状态时的熵值：S[SO3(s)]<S[SO3(1)]<S[SO3(g)]，故A错误；
B．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，该反应为，常温不能自发，说明高温时，说明则该反应的ΔH>0，故B正确；C．反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当时反应能自发进行， 时反应不能自发进行，焓变小于零的反应，，若 ，高温下可以 ，反应不能自发进行，熵变大于零的反应，，若 ，高温下可以 时反应可自发进行，故C错误；D．、 ，由 的反应可自发进行，可知能否自发进行与温度有关，故D错误；故答案为B。【练5】下列关于判断过程的方向的说法正确的是A．所有自发进行的化学反应都是放热反应杨sir化学，侵权必究B．自发反应在任何条件下都能发生C．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程D．同一物质的固，液、气三种状态的熵值相同【答案】C【详解】A．反应能否自发进行取决于焓变和熵变的复合判据，对于吸热反应，在一定温度下也能进行，故A错误；B．反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，故B错误；C．△G=△H-T•△S＜0时，反应能自发进行，适合于所有的过程，所以由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程，故C正确；D．熵值表示混乱度的大小，混乱度越大，熵值越大，同一物质的固态、液态、气态混乱度依次增大，故D错误；故选C。【练6】判断下列说法的正误。①的反应一定能自发进行                            _______    ②的反应一定不能自发进行                            _______③常温下，晶体与晶体的反应可自发进行        ________④常温下，反应可自发进行    _______⑤反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素                        ______【答案】错误    错误    正确    正确    正确    【详解】①焓变是影响反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素，大多数放热反应()能自发进行，故①错误；②部分吸热反应()也能自发进行，故②错误；
③中的反应为吸热反应，但常温下可自发进行，故③正确；④中的反应为放热反应，常温下可自发进行，故④正确；⑤反应的焓变是影响反应能否自发进行的一个因素，故⑤正确。【练7】有A、B、C、D四个反应：反应
 A
 B
 C
 D
 ΔH/(kJ·mol-1)
 10.5
 1.80
 -126
 -11.7
 ΔS/(J·mol-1·K-1)
 30.0
 -113.0
 84.0
 -105.0
 ①在任何温度下都能自发进行的反应是______；②任何温度下都不能自发进行的反应是______；③另两个反应中，在温度高于______℃时可自发进行的反应是______；在温度低于______℃时可自发进行的反应是______。【答案】C    B    77    A    -161.6    D    【详解】①自发反应需满足△G=ΔH-TΔS＜0，若ΔH＜0且ΔS＞0，则△G一定小于0，反应在任何温度下都能自发进行，故此处填C；②若ΔH＞0且ΔS＜0，则△G一定大于0，反应在任何温度下都不能自发进行，故此处填B；③将反应A对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行的温度要求为：T＞350 K，即350-273=77 ℃，故此处A、77 ℃；将反应D对应数据代入ΔH-TΔS＜0计算，得反应自发进行的温度要求为：T＜111.4 K，即111.4-273= -161.6 ℃，故此处D、-161.6 ℃；