《化学反应的方向和限度》教案4

化学反应的方向和限度化学反应的方向和限度 教案教案 教学目标教学目标 1 知识与技能 1 理解熵的概念 2 能初步利用焓变和熵变说明化学反应进行的方向 2 过程与方法 通过联系生活以及自然界的普遍变化规律引导学生理解判断自发反应 进行的两个因素 3 情感态度与价值观 通过从现象分析到理论探究 培养学生科学的研究方法 教学重点教学重点 自发反应与反应方向的判断 教学难点教学难点 熵变与焓变的理解 教学过程教学过程 引入 汽车尾气的主要污染物是一氧化氮以及燃烧不完全所产生的一氧化碳 它们 是现代化城市的重要大气污染物 为了减轻汽车尾气造成的大气污染 人们提出通过2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 来处理 这一方案是否可行 你的依据是什么 学生讨论 思考与交流 高山流水是一个自动进行的自然过程 高处水一定会流到低处吗 低处水可以流至高处么 可采取什么措施 在 低水高流 的过程中一旦外界停止做功 该过程还能继续进行下去吗 板书 一 化学反应的方向 自发过程 在一定条件下 不借助外部力量就能自动进行的过程 讨论 请尽可能多地列举你熟知的自发过程 板书 自发过程的特征 都有方向性 且不能自动恢复原状 若要恢复必须借助外 力 叙述 与自然界中的许多变化一样 化学反应也具有方向性 板书 自发反应 这种在一定条件下不需外界帮助 就能自动进行的反应 称为自 发自发反应 交流与讨论 讨论下列反应在室温下能否自发进行 如能自发进行 请写出相应的 化学方程式 1 水分解成氢气和氧气的反应 2 氯气与溴化钾溶液的反应 3 乙烯与溴单质的反应 4 绿色植物的光合作用 过渡 究竟如何判断某个反应进行的方向或者说反应是否自动进行 板书 二 判断化学反应方向的依据 分析与讨论 下列反应都能自发进行 分析其可能的原因 3Fe s 2O2 g Fe3O4 s H 1118 4 kJ mol 1 C s O2 g CO2 g H 393 509 kJ mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l 2H2O l H 890 36 kJ mol 1 学生寻找规律 得出结论 自发过程取向于最低能量状态的倾向 板书 判断化学反应方向的依据一 焓判据 H 0的反应有自发进行的倾 向 提出问题 放热反应可以自发进行 吸热反应不能自发进行 你同意这种观点吗 探究实验 学生观察现象并得出结论 1 硝酸铵溶于水 现象 固体扩散到水中 温度降低 2 墨水滴入水中 现象 墨水在水中扩散 3 NH4Cl晶体 消石灰 现象 温度降低 锥型瓶和木板间结冰 得出结论 有些吸热过程或没有热效应的过程也可能自发进行 所以 H 0不是判 断反应是否自发的唯一依据 追问 是什么因素促使吸热反应也能自发进行呢 继续探究 学生动手实验 1 有序的火柴棒散落 2 有序的扑克牌多次被洗 得出结论 自发过程取向于最大混乱度的倾向 板书 判断化学反应方向的依据二 熵判据 大多数自发进行的反应趋向 于使体系的混乱度增加的倾向 引入新概念 1 熵衡量一个体系混乱度的物理量 符号 S 构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大 体系的混乱度越大 熵越大 熵变 反应前后体系熵的变化 符号 S S 0体系的混乱度增大 有利于反应自发进行 S 0体系的混乱度减小 不利于反应自发进行 分析与讨论 判断下列过程的熵变大于零还是小于零 H2O s H2O l H2O g NaOH s Na aq OH aq N2 g 3H2 g 2NH3 g CaCO3 s CaO3 s CO2 g 高温 归纳 2 导致混乱度增加的因素 1 同一物质在气态时熵值最大 液态较小 固态时最小 2 固体的溶解过程 墨水扩散过程和气体的扩散过程 3 产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应 小结 综上所述 体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行 焓变和熵变 共同制约着化学反应进行的方向 跟踪练习 根据你已有的知识和经验 分析下列过程的焓变 熵变与反应方向 焓变 熵变 反应方向 NH3 g HCl g NH4Cl s NH4Cl s NH3 g HCl g 加热 得出结论 反应是否自发还与温度有关 知识的归纳 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 1 物质具有的能量趋于降低 焓 H 判据 H 焓变 0 熵增原理 恒T恒P 焓变熵变化学反应能否自发进行 H 0 S 0一定自发 H 0 S 0一定非自发 H 0 S 0低温自发 H 0 S 0高温自发 拓展视野 对于一个化学反应能否自发进行 可用体系自由能的变化 G 来判断 G H T S 0 一定能自发进行 0 达到平衡状态 0 一定不能自发进行 1 解决提出的问题 已知在298K 100Pa下反应2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 的 H 113 0 kJ mol 1 S J mol 1 K 1 请同学们经过计算判断人们提出的用上述反应 治理汽车尾气是否可行 2 解释以下两种自发现象 室温时冰融化 10 时水结冰 课堂练习课堂练习 1 下列说法正确的是 B A 凡是放热反应都是自发的 B 铁在潮湿空气中生锈是自发过程 C 自发反应都是熵增大的反应 D 电解池的反应是属于自发反应 2 下列反应一定能自发进行的是 D A 放热反应 B 熵增加的反应 C 熵增加的吸热反应 D 熵增加的放热反应 3 下列说法中正确的是 D A 某反应低温条件下能自发进行 那么高温条件下也一定能自发进行 B 某反应高温条件下不能自发进行 那么低温条件下也不能自发进行 C 反应方向是由焓变和熵变共同决定的 与反应温度无关 D 温度有可能对反应的方向起决定性的作用 板书计划板书计划 板书 化学反应的方向