2017_2018学年高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第一节化学反应的方向教案鲁科版选修4
第二章 化学反应的方向、限度和速率
第二章 化学反应的方向、限度和速率第一节 化学反应的方向典例解析【例1 】 下列说法中正确的是（ ）A.凡是放热反应都是自发的，凡是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.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现解析：反应放热有利于反应自发进行，吸热反应有些也可以自发进行；自发反应的熵不一定增大，可能减小也可能不变；过程的自发性是用于判断过程方向的趋势，是否能实现还要看具体的条件答案：C【例2】 碳酸铵在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是（ ）A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B.碳酸铵分解是因为外界给与了能量C.碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：碳酸铵自发分解，是因为体系由于氨气的生成而使熵值增大答案：A【例3 】 分析下列反应自发进行的温度条件（1）2N 2（g ）＋O 2（g ）=2N 2O （g ） △H=163KJ ·mol -1（2）Ag （s ）＋12Cl 2（g ）=AgCl （s ） △H=-127KJ ·mol -1 （3）HgO （s ）=Hg （l ）＋12O 2（g ） △H=91KJ ·mol -1 （4）H 2O 2（l ）=12O 2（g ）＋H 2O （l ） △H=-98KJ ·mol -1 解析：反应自发进行的前提条件是反应的△H-T △S ＜0，温度的变化可能使△H-T △S 的符号发生变化答案：（1）在任何温度下，反应都不能自发进行（2）在较低温度下，反应能自发进行（3）反应只有在较高温度时自发进行（4）在任何温度下反应均能自发进行当堂检测：1、已知NH4NO3(s)=NH4＋(aq)＋NO3－(aq) △H=25.7KJ·mol-1，即该过程为吸热反应，一定不能自发进行。
2018年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.1 化学反应的方向课件17 鲁科版选修4
熵
S
克劳修斯 （德国）
熵是描述体系混乱度的物理量，即用熵来描述体 系混乱度，符号用S表示,单位 J•mol-1•K-1 。
体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小
熵值越小。
标准状况下：1mol不同物质的熵S(Jmol-1K-1)
CH4
O2
CO2
H2
NH3
186.15 205.03 214 130
△H-T△S=0
△H-T△S>0 反应不能自发进行 即:在温度、压强一定的条件下，自发反应总是
向△H-T△S<0的方向，直至达到平衡状态。
判断下列4个反应在什么条件下自发进行
1. 2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g) △H<0 △S>0
2. 2CO(g) = 2C(s,石墨) + O2(g) △H>0 △S<0
化学反应的方向
[学习目标]
一、知识与技能
1、通过分析反应的焓变与反应的方向，使学生了解反应焓 变与反应方向有关，但不是唯一的影响因素。
2、通过分析反应的熵变与反应的方向，使学生了解反应熵 变与反应方向有关，但也不是唯一的影响因素。
3、通过分析熵变、焓变与反应方向的关系，使学生会用 △H-T△S判断反应能否自发进行。
△S=－39.35J•mol-1•K-1
结论：△S > O有利于反应自发进行， 自发反应不一定要△S > O
熵变是反应能否自发进行一个 因素, 但不是唯一因素。
决定化学反应方向的因素究竟是什么？
研究表明： T、P一定，反应焓变和熵变共同影响反应 方向。反应方向的判据为 △H-T△S 。
反应能自发进行 △H-T△S<0 反应达到平衡状态
第二章化学反应的方向速率和限度
ΔrGm={ΔfGm(CaO)+ΔfGm(CO2)}-ΔfGm(CaCO3) ={(-604.03)+(-394.359)-(-1128.79)} kJ· mol-1 =130.40 kJ· mol-1>0
在298.15K、标准态下, 分解不能自发进行。
(2)解法
ΔfHm/(kJ· mol-1) -1206.92 -635.09 -393.509 Sm/(J· mol-1· K-1) 92.9 39.75 213.74 ΔrHm=[ΔfHm(CaO)+ΔfHm(CO2)]-ΔfHm(CaCO3) ={[(-635.09)+(-393.509)]-(-1206.92)} kJ· mol-1 =178.32 kJ· mol-1 ΔrSm=[Sm(CaO)+Sm(CO2)]-Sm(CaCO3) =[(39.75+213.74) - 92.9] J· mol-1· K-1 =106.6 J· mol-1· K-1 ΔrGm(298.15K)=ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K) ΔrGm=[178.32-298.15×106.6×10-3] kJ· mol-1 =130.4 kJ· mol-1>0
熵是描述物质混乱度大小的物理量。
物质(或体系) 混乱度越大,对应的熵值越大 符号：S 单位: JK-1
在0K时,一个纯物质的完美晶体, 其组分粒子(原子、分 子或离子)都处于完全有序的排列状态, 混乱度最小, 熵 值最小。——热力学第三定律。 把任何纯物质的完美晶体在0K时的熵值规定为零 S0（完整晶体，0K)＝0
ΔrGm(T) = ΔrHm(T)- TΔrSm(T) ≈ ΔrHm(298.15K)- TΔrSm(298.15K)
高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第1节化学反应的方向课件鲁科版选修
高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第1节化学反应的方向课件鲁科版选修
1．理解焓变与反应方向的关系。 2．了解熵和熵变的概念，理解熵变与反应方向的关系。 3．能综合运用焓变和熵变判断反应进行的方向。(重点)
知识点一 反应焓变与反应方向 1．自发过程 (1)含义：在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程 称为自发过程；反之称为非自发过程。 (2)实例：水由高处流向低处的过程、热由高温物体传向低温物体的过程都属于自发过 程。
1．下列过程是非自发的是( ) A．水由高处向低处流 B．天然气的燃烧 C．铁在潮湿空气中生锈 D．CO 气体分解为 C 和 O2
[随堂训练]
解析：自发过程的发生不需要消耗能量，往往能输出能量，A、B、C 三项都符合此特 点是自发的，而 D 则需消耗能量是非自发的。 答案：D
2．有关化学反应的说法中，正确的是( ) A．自发反应都是放热反应 B．自发反应都是熵增大的反应 C．自发反应在任何条件下都能实现 D．非自发反应在一定条件下也能实现
2．文字描述 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向 ΔH－TΔS<0
的方向进行，直至达
到平衡状态。
3．一般规律
(1) 放热、熵增加的反应一定能自发进行。 (2) 吸热、熵减小的反应一定不能自发进行。
(3)当反应焓变和熵变的影响相反时：
①如果二者相差悬殊，则某一因素可能占主导地位。
②如果二者相差不大时，则温度可能对反应方向起决定性作用。
结束语
高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第1节 化学反应的方向课件鲁科版选修
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休息一下眼睛， 看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身体不好哦~
2017-2018学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第3节 化学反应的速率(第1课时
第3节 化学反应速率 第1课时 化学反应速率[课标要求]1．了解化学反应速率的概念及表达式。
2．同一个化学反应中，由一种反应物的反应速率可推知其他物质的反应速率。
3．掌握化学反应速率的计算方法。
1．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
计算公式v ＝Δc Δt，常用单位：mol·L －1·min －1或mol·L －1·s －1。
2．表示一个化学反应的反应速率时要指明具体的物质，不能用固体或纯液体表示，化学反应速率不是瞬时速率，是平均速率。
3．同一反应中，用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，等于各物质的物质的量变化量之比。
如对于a A(g)＋b c C(g)＋d D(g)，v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)＝a ∶b ∶c ∶d 。
化学反应速率)的改变量(取绝对值)来表示该物质mol·L －1·s －1、mol·L －1·min －1或mol·L －1·h －1。
2．意义：用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。
3．特点(1)同一反应选用不同物质浓度的改变量表示反应速率，数值可能不同，但表示的意义 相同。
(2)各物质表示的反应速率之比等于该反应方程式中的各物质的系数之比。
即对a A(g)＋bc C(g)＋d D(g)，v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)＝a ∶b ∶c ∶d 。
(3)对任意一个化学反应a A ＋b B===d D ＋e E ，化学反应速率为v ＝1a ·ΔcΔt ＝1b ·ΔcΔt＝1d ·ΔcΔt＝1e ·ΔcΔt。
[特别提醒](1)定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示。
(2)由公式v ＝ΔcΔt 计算得到的速率是某物质在某一段时间内的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率，但在速率－时间图像中经常会出现瞬时速率。
2018年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.1 化学反应的方向课件3 鲁科版选修4
化学反应进行的方向
1
考纲要求： 理解化学反应速率和化
学平衡常数的调控在生活、 生产和科学领域中的重要作 用
(5年10考) 2
一、自发过程
知识梳理
(1)含义 在一定条件下，不需要借助外力作用 就能自动进行的过程。 举例
(2)特点
①体系趋向于从 高能 状态转变为 低能 状态 (体系对外部做功或释放热量)。H
8
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( C )
A.所有的放热反应都是自发进行的 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种重要因素 D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
9
三、判断化学反应方向的依据 (2)熵变与反应方向 研究表明，除了热效应外，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。大多数自发反应 有趋向于体系 混乱度 增大的倾向。
Δ G = Δ H－TΔ S
①Δ H－TΔ S<0，反应 能自发进行 。 ②Δ H－TΔ S＝0，反应 达到平衡状态。 ③Δ H－TΔ S>0，反应 不能自发进行 。
12
焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
Δ H Δ S Δ H－TΔ S
反应情况
－ ＋ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行
＋－ ＋＋ －－
②在密闭条件下，体系有从 有序 转变为 无序 . 的倾向性(无序体系更加稳定)。S
3
a.焓的含义
焓是衡量一个体系 能量 的物理量。 符号: H
同一条件下，不同物质的焓值 不同 ; 同一物质在不同状态下焓值 不同 ；
一般规律是：S(g) ＞S(l) ＞S(s)。 b.焓变的含义
化学反应的方向、限度与速率
第二章化学反应的方向、限度与速率本部分知识网络(一)化学反应的方向1、化学反应方向与反应热效应的关系多数能自发进行的化学反应为放热反应，但很多放热反应也需要加热或点燃才能使反应发生。
同时有不少吸热反应能自发进行。
2、焓变与熵变对反应方向的影响ΔH－TΔS＜0 反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0 反应达到平衡状态；ΔH－TΔS＞0 反应不能自发进行。
结论：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。
(二)化学反应的限度1、化学反应平衡常数化学反应：aA＋bB cC＋dD平衡常数(1)平衡常数的大小表示反应的限度：K越大，反应进行得越完全。
(2)根据平衡常数可判断反应是否达到平衡状态。
2、化学平衡(1)化学平衡的概念化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
(2)化学平衡的特征①逆：研究的对象是可逆反应②等：正反应速率等于逆反应速率③动：化学平衡是动态平衡，当反应达到平衡时，正反应和逆反应都仍在继续进行④定：反应混合物中，各组分的浓度不变⑤变：化学平衡状态是有条件的，暂时的、相对的，改变影响平衡的条件，平衡就会被破坏，并逐步达到新的平衡。
(3)化学平衡的移动影响化学平衡的条件①浓度：增大反应物(或减小生成物)浓度，平衡向正反应方向移动。
具体是比较平衡常数K c和浓度商Q c的关系。
②压强：增大(或减小)压强，平衡向气体体积减小(或扩大)的方向移动。
③温度：升高(或降低)温度，平衡向吸热(或放热)方向移动，温度对平衡移动的影响，原因是改变了化学平衡常数。
④催化剂：对化学平衡状态无影响总结：平衡移动原理①平衡移动原理(勒夏特列原理)：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
②注意事项：a、此原理使用的前提是已达平衡的体系；b、平衡移动的结果是“减弱”影响，而非“清除”影响；c、当同时改变几个影响平衡的条件时，勒夏特列原理对每个条件来说仍适用，但实际移动方向是多个条件综合影响的结果。
2018年高三化学 第二章 化学反应的方向、限度与速率章末总结 鲁科版选修4
时 R 的平均降解速率为
5 min
＝4×10－6 mol·L－1·min－1，错。
探究点二：平衡常数与转化率的计算
(1)平衡常数 K 只与温度有关，且 K 值表达式中的浓度为平衡时的浓度。
(2)平衡转化率=平衡时物质的物质的量（或浓度）/起始时物质的物质的量（或浓度）
*100%
9
例 2、某温度下，H2(g)＋CO2(g) AA AAAA H2O(g)＋CO(g)的平衡常数 K＝4。该温度下
反应，降解百分率都是 100%，正确；B 项，从图中看，pH 越小 c(R)变化的斜率越大，
即酸性越强，单位时间内降解速率越快，错；C 项，一般来说，反应物的浓度越大，反
应速率越大，R 的起始浓度小，其降解的速率小，错；D 项，20～25 min 之间，pH＝10
0.2 × 10－4 mol·L－1
2
1
一定条件下，将 NO2 与 SO2 以体积比 1∶2 置于密闭容器中发生上述反应，下列能 说明反应达到平衡状态的是________。
a. 体系压强保持不变
b. 混合气体颜色保持不变
c. SO3 和 NO 的体积比保持不变 d. 每消耗 1 mol SO3 的同时生成 1 mol NO2 测得上述反应平衡时 NO2 与 SO2 体积比为 1∶6，则平衡常数 K＝________。
A．在 0～50 min 之间，pH＝2 和 pH＝7 时 R 的降解百分率相等 B．溶液酸性越强，R 的降解速率越小 C．R 的起始浓度越小，降解速率越大 D．在 20～25 min 之间，pH＝10 时 R 的平均降解速率为 0.04 mol·L－1·min－1
【答案】A
【解析】A 项，从图中看，在 0～50 min 之间，pH＝2 和 pH＝7 时，反应物 R 都能完全
2018年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.1 化学反应的方向课件18 鲁科版选修4
C、铁在潮湿空气中生锈； D、室温下水结成冰。
2 其碳说酸法铵中〔正（确NH的4）是2∶CO（3〕）在室温下就能自发地分解产生氨气，对
A、其分解是因为生成了易挥A发的气体,使体系的熵增大；
B、其分解是因为外界给予了能量； C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解； D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
2C（石墨）+O2（g）=2CO（g） △H =-110.5KJ.mol-1 △S =89.7J.mol-1 .K-1
TiO2(s)+2Cl2(g)+ 2C（石墨） =TiCl4(l)+ 2CO(g) △H =-59.2KJ.mol-1 △S =141.0J. mol-1 .K-1
【课堂达标测试】
3、下列说法正确的是∶（ C）
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少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现； D、自发反应在任何条件下都能实现。
4、自发进行的反应一定是∶（ ）
A、吸热反应； B、放热反应； D
C、熵增加反应；D、熵增加或者放热反应。
钛元素于1791年发现到1910年
经过了100多年第一次制得了纯
净的钛其原因
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) TiCl4(l)+2Mg=2MgCl2+Ti 第一步反应在任何温度下都不发生，
而其逆向反应——TiCl4和O2却能在 一定的温度下反应生成TiO2
高水低流——自发过程 低水高流——非自发过程
？ NH3（g）+HCl（g）=NH4Cl（S） △H ﹤0
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第一节化学反应的方问
【教学目标】
1.了解熵变的概念，知道化学反应存在熵变。
2.了解熵变与反应方向的关系，能利用熵变判断反应方向。
3.在分析问题中能够体会到研究的乐趣，学会如何看待事物的多面性，并最终了解热力学理论研究的重要意义。
【教学过程】
品红在水中扩散
决定化学反应能否自发进行的另一因素：体系的混乱度。
熵值最
小
【结论】同一物质的熵值：气态＞液态＞固态
检测题
1. 下列说法中正确的是（）
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴随着能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量 2.ΔH －T ΔS 作为化学反应方向的判据，它适用的条件是（ ）
A.温度、压强一定
B.压强一定
C.温度、体积一定
D.体系中物质的状态一定 3.下列反应都是吸热反应，在高温下不能自发进行的是（ ）
A.CO(g)＝C(s)+ 21O 2
(g) B.2CuO(s)＝Cu 2
O+2
1
O 2
(g)
C.MgCO 3(s)＝MgO(s)+CO 2(g)
D.SnO 2(s)+C(s)＝Sn(s)+CO 2(g) 4.对于反应：４Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s) ΔH ＝－444.3 kJ •mol
–1
ΔS ＝－280.1 J •mol –1•K –1
在常温、常压下反应能自发进行。
对
反应的方向起决定性作用的是（ ）
A.熵变
B.温度
C.压强
D.焓变
5.如图所示，在图１中A 、B 两容器里分别收集着两种互不作用的理想气体。
若将中间活塞
打开，两种气体分子立即都占有了两个容器。
这是一个不伴随能量变化的自发过程。
关于此过程的下列说法不正确的是（）
A.此过程是从混乱度小的向混乱度大的变化过程，即熵增大的过程
B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序，混乱度增大
D.此过程是自发可逆的
6.向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体［Ba(OH)2•8H2O］和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。
在木板上滴少量水，如图所示。
一会儿，就会发现瓶内固态物质变成液体，瓶壁变
冷，小木板上因少量水冻结而被烧瓶粘住，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味。
这是自发地发生了反应：
Ba(OH)2•8H2O (s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
下列结论中正确的是（）
A.自发反应一定是放热反应
B. 自发反应一定是吸热反应
C.有的吸热反应也能自发进行
D.吸热反应不能自发进行
参考答案
1. 【答案】AC
【解析】物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化也伴有能量变化。
在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓(x)与反应物的总焓(y)之间的关系为x>y，化学反应为放热反应；x<y，化学反应为吸热反应；x≠y。
2. 【答案】A
【解析】ΔH－TΔS只能用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断，不能用于其他条件下的反应判断。
3. 【答案】A
【解析】A反应既是吸热反应，又是熵减小的反应，所以温度越高，ΔH－TΔS的值越大，不能自发进行。
B、C、D的反应是吸热反应，但都是熵增加反应，温度越高。
ΔH－TΔS的
值越小，可能自发进行。
4. 【答案】D
【解析】ΔH －T ΔS<0时反应可自发进行，由于常温、常压下，T ΔS 是较小的确定的值，由ΔH －T ΔS ≥0时，
T ≤K 2.1586K
mol kJ 101.280mol kJ 3.4441
131
=∙∙⨯-∙-----反应才可能逆转，故焓变对反应方向起决定性作用。
5. 【答案】D
【解析】两种互不作用的理想气体的等压混合，是一个不伴随能量变化的过程，但是一个熵增加的过程，即ΔH=0，ΔS>0，故ΔH －T ΔS<0，所以在任何温度下都是自发的过程。
6. 【答案】C
【解析】本反应的ΔH>0，ΔS>0，故在一定温度下可自发进行。