2019-2020年高中化学 《化学反应的方向及判断依据》教案1 苏教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 化学反应的方向及判断依据教案1 苏教版选修4教学目标 1了解自发反应的含义2了解焓变、熵变与反应方向的判断3学会利用反应方向的判据G=H- TS1 判断反应方向重点 自发反应与反应方向的判断。难点 熵变与焓变的理解。教学方法 阅读讨论法教学过程（一）自主探究一、什么是自发反应？ P39 (交流与讨论一)： 写出方程式1 2 3 4 二、放热反应大都是自发反应吗？ （P40你知道吗）理由 . 三、所有自发反应都是放热反应吗？学生探究实验：（P40观察与思考）1硝酸铵溶于水 现象: 结论: 2NH4Cl晶体+消石灰 现象: 结论: 反应发生的原因 。熵 构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度 ，熵 .四、导致混乱度增加的因素有哪些？1 同一物质在气态时熵值 ，液态 ，固态时 。2 固体的 过程、墨水 过程和气体的 过程。3 产生气体的反应和气体的物质的量 的反应。 反应的熵变 熵变： 。 S0体系的混乱度 ，有利于反应自发进行； S0 体系的混乱度 ，不利于反应自发进行。要正确判断一个化学反应能否自发进行, 必须综合考虑反应的焓变H和熵变S恒T恒P H0 H0,S0,S0 H0,S0 （二）总结1自发反应 这种在一定条件下不需外界帮助，（一经引发）就能自动进行的反应，称为自发自发反应。 在研究各种体系的变化过程时，人们发现自然界的自发过程一般都朝着能量降低的方向进行。显然，能量越低，体系的状态就越稳定。化学反应一般亦符合上述能量最低原理。的确，很多放热反应，(rHm0) 在298.15K、标准态下是自发的。而且反应放出热量越多，体系能量降低得也越多，反应也越完全2判断化学反应方向的依据（1）化学反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，此有人曾试图以反应的焓变(H)作为反应自发性的判据。认为在等温等压条件下，当 H 0时：化学反应不能自发进行 但是，实践表明：有些吸热过程(H0)亦能自发进行。例如，水的蒸发，NH4Cl溶于水以及Ag2O的分解等都是吸热过程，但在298.15K、标准态下均能自发进行： NH4Cl(s) NH4+(aq) + Cl-(aq)； H = 14.7 kJmol-1Ag2O(s) 2Ag(s) + 1/2O2(g)； H = 31.05 kJmol-1 又如，CaCO3的分解反应是吸热反应(H 0) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)； H = 178.32 kJmol-1 在298.15K、标准态下反应是非自发的。但当温度升高到约1123K时，CaCO3的分解反应就变成自发过程，而此时反应的焓变仍近似等于178.32kJmol-1,(温度对焓变影响甚小)。由此可见，把焓变作为反应自发性的普遍判据是不准确、不全面的。因此除了反应焓变以外，肯定有其它因素的的制约。为什么有些吸热过程亦能自发进行呢?下面以NH4C1的溶解和Ag2O的分解为例说明之。例如，NH4Cl晶体中的NH4+和Cl-，在晶体中的排列是整齐、有序的。NH4C1晶体投入水中后，形成水合离子(以aq表示)并在水中扩散。在NH4Cl溶液中，无论是NH4+(aq)、Cl-(aq)还是水分子，它们的分布情况比NH4C1溶解前要混乱得多。体系混乱度的增加和温度的改变，也是许多化学和物理过程自发进行的影响因素。由此可见，自然界中的物理和化学的自发过程一般都朝着混乱程度(简称混乱度)增大的方向进行。体系内组成物质粒子运动的混乱程度，在热力学中用另一个物理量“熵”来表示(其符号为“S”)。（2）化学反应的熵变 一定条件下处于一定状态的物质及整个体系都有其各自确定的熵值。因此，熵是描述 物质混乱度大小的物理量，物质(或体系)的混乱度越大，对应的熵值就越大，反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变，用S表示。物质的聚集状态不同其熵值不同， 同种物质的(g)(1)(s)。物质的熵值随温度的升高而增大。气态物质的熵值随压力的增大而减小。熵与焓一样，化学反应的熵变(S)与反应焓变(H)的计算原则相同，只取决于反应的始态和终态，而与变化的途径无关。变化前后体系的混乱度增大，此过程S 0, S越大，越有利于反应的自发进行；变化前后体系的混乱度减少，此过程S0，S越小，不利于反应的自发进行。由此可见，判断反应能否自发进行，必须从焓变与熵变两个角度进行分析（3）判断反应能否自发进行恒温恒压时：各种情况 H的符号 S 的符号 反应情况 1 （-） （+） 任何温度下均为自发反应 2 （+） （-） 任何温度下均为非自发反应 3 （+） （+） 常温下为非自发反应 高温下为自发反应 4 （-） （-） 常温下为自发反应 高温下为非自发反应交流与讨论课本第42页补充从吉布斯公式来表示规律：H-TS：0，非自发进行；=0，平衡状态