化学反应进行的方向(正稿).doc

第四节 化学反应进行的方向（教案）【教学目标】 1了解反应的自发性与反应过程中能量变化及熵值变化的关系；2能够用熵增原理判断化学反应进行的方向。【教学重点】 焓变和熵变说明反应进行的方向。【教学难点】 能够用熵增原理判断化学反应进行的方向。【教学过程】引入反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论，我们已经初步解决了反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。讲授新课一自发过程 讲述 生活中的自发过程很多，如：水由高处往低处流，自由落体，电流由电位高的地方向电位低的地方流，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化，密闭容器中的气态物质会通过分子扩散自发形成均匀混合物，物质溶于水自发地向水中扩散，形成均匀的溶液，。这些都是在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程我们将他们统称为自发过程。小结 自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。说明 自发过程的特点（1）体系趋向于从 状态转变为 状态（体系对外部 或者 能量）（2）在密闭条件下，体系有从 自发转变为 的倾向讲述 一般地，如果一个过程是自发的，则其逆过程是非自发的。非自发的过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。强调（1）自发过程并不是在任何情况下都能自发进行，它也需要“一定条件”。 (2) 非自发过程必须借助外力才能进行。过渡科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，提出了一些判据，为化学反应方向的判断提供了必要的依据。二反应方向的焓判据讲述 经验表明，体系能量趋向于从高能态转变为低能态，这时体系会对外部释放能量,例如我们熟知的放热反应，由此总结而得的经验规律就是焾判据。（1）用 来判断反应进行的方向。（2）放热反应过程中体系能量 ，具有自发进行的 。讨论 19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素就是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。讲述 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。因此焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。自然界中存在着一类与能量无关的自发过程，如密闭容器中的气态物质会通过分子扩散自发形成均匀混合物，物质溶于水自发地向水中扩散形成均匀的溶液等等，因而科学家们又提出了另一推动体系变化的因素三、反应方向的熵判据阅读 教材小结 （1）熵：用来量度体系 的一个物理量，符号为 ，单位_ （2）熵值大小判据 物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值 同一条件下，不同物质的熵值 物质的存在状态，同一物质：S(g) S(l) S(s)(3)熵增原理与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，即熵变（符号 ） 零(填大于、小于或等于)。（4）熵判据：用 来判断反应进行的方向（5）熵变的判断 气体体积增大的反应，熵 气体体积减小的反应，熵 讲述 需要注意的是，一个体系的熵不能永远增加，最终会达到一个最大的无序状态，所以当一个体系达到它的最大熵时，即处于平衡状态 。过渡 有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：-10的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的），因此，反应熵变是与反应能否自发进行又一个因素，但也不是唯一因素。四、反应方向的复合判据 讲述 一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：体系自由能（吉布斯自由能）变化（G、单位：KJ/mol）：G = H - TS。体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响。板书 G = H - TS 0 反应不能自发进行。讨论 如果反应的H 0，S 0 ，则该反应一定能自发进行。 如果反应的H 0，S 0 ，则该反应一定不能自发进行如果反应的H 0，S 0 或 H 0，S 0，则该反应能否自发进行于反应的温度有关。说明（1）根据H - TS 0判断的只是反应能否进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。 （2）判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应（电解反应外）都是能够自发进行的。【课堂小结】能量判据和熵判据的应用：由能量判据知放热过程（H0）常常是容易自发进行；由熵判据知许多熵增加（S0）的过程是自发的；很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（体系自由能变化：G = H - TS）将更适合于所有的反应过程；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的速率；在讨论过程的方向时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果；【随堂检测】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、室温下水结成冰。2 .碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ）A、其分解是因为生成了易挥发的气体,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。3.下列说法正确的是（ ）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；C、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。第四节 化学反应进行的方向（学案）【学习目标】 1了解反应的自发性与反应过程中能量变化及熵值变化的关系；2能够用熵增原理判断化学反应进行的方向。【学习重点】 焓变和熵变说明反应进行的方向。【学习难点】 能够用熵增原理判断化学反应进行的方向。一自发过程 自发过程：在一定条件下，不需要_作用就能_进行的过程。自发过程的特点（1）体系趋向于从 状态转变为 状态（体系对外部 或者 能量（2）在密闭条件下，体系有从 自发转变为 的倾向 注意（1）自发过程并不是在任何情况下都能自发进行，它也需要“一定条件”。 (2) 非自发过程必须借助外力才能进行。二反应方向的焓判据。（1）用 来判断反应进行的方向。（2）放热反应过程中体系能量 ，具有自发进行的 。讨论 19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。三反应方向的熵判据（1）熵：用来量度体系 的一个物理量，符号为 ，单位为_ （2）熵值大小判据 物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值 同一条件下，不同物质的熵值 物质的存在状态，同一物质：S(g) S(l) S(s)(3) 熵增原理与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，即熵变（符号 ） 零(填大于、小于或等于)。（4）熵判据：用 来判断反应进行的方向（5）熵变的判断 气体体积增大的反应，熵 气体体积减小的反应，熵 四、反应方向的复合判据 体系自由能（吉布斯自由能）变化（G、单位：KJ/mol）：G =_G = H - TS _ 0 反应能自发进行；G = H - TS _ 0 反应达到平衡状态；G = H - TS _ 0 反应不能自发进行。讨论 如果反应的 H 0，S 0，则该反应一定_自发进行。 如果反应的 H 0，S 0， 则该反应一定_自发进行如果反应的 H 0，S 0或H 0，S 0，则该反应能否自发进行于反应的温度有关。【随堂检测】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.室温下水结成冰。2.碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ）A、其分解是因为生成了易挥发的气体,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