2.1化學(xué)反應(yīng)的方向課件高二上學(xué)期化學(xué)選擇性必修1

化學(xué)反應(yīng)的方向科學(xué)史話---金屬鉀的制備

請同學(xué)們回憶金屬鈉、鎂、鋁的制備，并思考金屬鉀的制備方法。戴維在發(fā)現(xiàn)鉀的實驗中，用的是電解法，但是鉀的實際生產(chǎn)不是通過電解反應(yīng)來實現(xiàn)的，原因有兩點：

①陰極得到的鉀會溶解在熔融的氯化鉀中。②鉀浮在電解質(zhì)上面，與氧氣接觸，會發(fā)生劇烈反應(yīng)，甚至?xí)?。金屬K的制備方案Na(l)+KCl(l)===NaCl(l)+K(g)高溫？任務(wù)1：生活體驗---感知化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

請列舉自然界中的自發(fā)過程，并從能量角度分析這些自發(fā)過程有什么共同特點？重力勢能降低內(nèi)能降低【問題引導(dǎo)】1.從能量角度分析為什么有些放熱反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行？放熱反應(yīng)需要點燃或加熱？此類反應(yīng)的進行最初需要克服的“壁壘”是什么？任務(wù)1：生活體驗---感知化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

E反應(yīng)歷程反應(yīng)物的能量總和生成物的能量總和△HC+O2===CO22H2+O2===2H2OFe+S

===FeS點燃點燃加熱EaEa<△H【問題引導(dǎo)】3.為什么有些放熱反應(yīng)需要持續(xù)加熱？任務(wù)1：生活體驗---感知化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

E反應(yīng)歷程反應(yīng)物的能量總和生成物的能量總和△HCu+2H2SO4===CuSO4+SO2↑+2H2O加熱△HEaEa>△H反應(yīng)過程中放出的熱量，不足以產(chǎn)生維持反應(yīng)持續(xù)進行所需的推動力—環(huán)境提供能量【問題引導(dǎo)】4.為什么有些吸熱反應(yīng)也能夠發(fā)生？任務(wù)1：生活體驗---感知化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

E反應(yīng)歷程反應(yīng)物的能量總和生成物的能量總和△H△HEa當(dāng)環(huán)境提供能量時，吸熱反應(yīng)也能發(fā)生。

C+CO2===2CO高溫CaCO3===CaO+CO2

高溫C+H2O

===CO+H2

高溫任務(wù)1：生活體驗---感知化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

反應(yīng)條件與反應(yīng)過程中的能量變化的關(guān)系反應(yīng)歷程E反應(yīng)物的能量總和生成物的能量總和反應(yīng)歷程E反應(yīng)物的能量總和生成物的能量總和常溫下可自發(fā)進行的反應(yīng)需要加熱或點燃才能自發(fā)進行的反應(yīng)任務(wù)1：生活體驗---感知化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

反應(yīng)條件與反應(yīng)過程中的能量變化的關(guān)系反應(yīng)歷程E反應(yīng)物的能量總和生成物的能量總和反應(yīng)歷程E反應(yīng)物的能量總和生成物的能量總和需要持續(xù)加熱才能發(fā)生的放熱反應(yīng)在持續(xù)加熱條件下發(fā)生的吸熱反應(yīng)問題5.吸熱反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進行嗎？（以碳酸氫鈉與檸檬酸的反應(yīng)為例）

任務(wù)1：生活體驗---感知化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

問題5.吸熱反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進行嗎？（碳酸氫鈉與檸檬酸的反應(yīng)為例）

任務(wù)1：生活體驗---感知化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

反應(yīng)歷程E反應(yīng)歷程E①②②Na2CO3NaHCO3③③①CO32-+H+==HCO3-△H<0②HCO3-+H+==H2CO3△H<0③H2CO3==H2O+CO2(g)△H>0放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)問題6：碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，為什么常溫下也能自發(fā)進行？體系有自發(fā)向混亂度增加(即熵增)的方向變化的傾向，這是自然界的普遍規(guī)律。新的物理量—熵

描述體系混亂度的物理量，符號：S單位：J·mol-1·K-1

物質(zhì)熵值的特點：1.與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)::S(冰)<S(水)<<S(水蒸氣)S(CH4)<S(C2H6)<S(C3H8)<S(C4H10)

S(H2O)<S(H2O2)任務(wù)2：探究之旅---理解化學(xué)反應(yīng)與熵值的變化問題6：碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，為什么常溫下也能自發(fā)進行？從反應(yīng)的整體過程看，反應(yīng)是吸熱的，但是熵值是增大的，這是反應(yīng)得以自發(fā)進行的主要原因反應(yīng)歷程E②NaHCO3③吸熱反應(yīng)任務(wù)2：探究之旅---理解化學(xué)反應(yīng)與熵值的變化任務(wù)2：探究之旅---理解化學(xué)反應(yīng)與熵值的變化熱冰實驗高溫

【學(xué)以致用】為什么金屬鈉能還原金屬鉀？Na(l)+KCl(l)===NaCl(l)+K(g)熵拉動反應(yīng)自發(fā)進行的實例【遷移應(yīng)用】1.SiO2的還原是“從沙灘到用戶”的關(guān)鍵反應(yīng)，請比較以下兩個反應(yīng)，哪個更容易發(fā)生？

SiO2+2C===Si+2CO高溫SiO2+C===Si+CO2高溫

高溫下低價氧化物更加穩(wěn)定，即高溫有利于CO生成關(guān)鍵：沸點K<Na

平衡移動

任務(wù)2：探究之旅---理解化學(xué)反應(yīng)與熵值的變化

熵拉動反應(yīng)自發(fā)進行的實例【遷移應(yīng)用】2.歷史上金屬鋁的制備常用金屬Na或K還原AlCl3，自然界大量存在Al2O3，科學(xué)家又是如何將Al2O3轉(zhuǎn)化成AlCl3的呢？

2Al2O3(s)+6Cl2(g)==4AlCl3(s)+3O2(g)△H=217KJ/mol如何將反應(yīng)設(shè)計成自發(fā)的過程呢？

任務(wù)2：探究之旅---理解化學(xué)反應(yīng)與熵值的變化

熵拉動反應(yīng)自發(fā)進行的實例Al的冶煉2Al2O3(s)+6Cl2(g)==4AlCl3(s)+3O2(g)Al2O3+3Cl2+3C==2AlCl3+3CO高溫2C+O2==2CO高溫

Al2O3AlCl3AlCl2Na△H>0△S<0+）真實反應(yīng)與理性思考的契合任務(wù)2：探究之旅---理解化學(xué)反應(yīng)與熵值的變化任務(wù)3：問題解決---應(yīng)用吉布斯自由能進行定量判斷

研究表明：在溫度、壓強一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行方向的判據(jù)是吉布斯自由能△G=△H-T△S△G=△H-T△S＜0反應(yīng)能自發(fā)進行△G=△H-T△S＞0反應(yīng)不能自發(fā)進行△G=△H-T△S＝0反應(yīng)達到平衡狀態(tài)J．W．Gibbs吉布斯【學(xué)以致用】請判斷下列四個反應(yīng)的自發(fā)性，并歸納影響反應(yīng)自發(fā)性的因素。（1）2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2△H<0（2）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H<0（3）NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)

△H>0（4）2CO(g)=2C(s，石墨)+O2(g)△H>0

（2）△H<0△S<0

低溫下可自發(fā)進行；（3）△H>0△S>0

高溫下可自發(fā)進行；（4）△H>0△S<0

任何溫度下均不能自發(fā)進行；（1）△H<0△S>0

任何溫度下下均能自發(fā)進行；任務(wù)3：問題解決---應(yīng)用吉布斯自由能進行定量判斷一種新的對化學(xué)反應(yīng)加以分類的方法從定量的角度衡量焓變和熵變對反應(yīng)自發(fā)性的影響任務(wù)3：問題解決---應(yīng)用吉布斯自由能進行定量判斷

【遷移應(yīng)用】隨著國家綜合實力的增強，現(xiàn)在我國人均擁有汽車數(shù)逐年遞增，但同時也帶來一系列的問題，如汽車尾氣，作為化學(xué)學(xué)習(xí)者，我們該如何將汽車尾氣中NO、CO化為可參與大氣循環(huán)的氣體？

已知，298K、101KPa下反應(yīng)

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，△H=-113.0KJ·mol-1

，△S=-143.5J·mol-1·K-1

如果該反應(yīng)速率極慢，如何