高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向教案（2） 鲁科版选修4

化学反应的方向教学设计教师寄语：不管前方的路有多难，我们都要努力向前。教学目标：1、使学生了解反应焓变与反应方向有关，但不是惟一因素。2、通过介绍使学生知道化学反应存在熵变且反应熵变与反应方向有关，但不是惟一因素。3、使学生了解、焓变和熵变这个两因素共同影响反应方向，并能通过H-TS数据判断反应的方向。4、通过分析关系式H-TS，使学生能根据反应吸热放热、熵增、熵减定性分析，反应焓变和反应熵变，对反应方向的影响。教学重点、难点：理解焓变与熵变对反应方向的共同影响，根据H-TS及给定数据判断反应方向。教学方法：阅读探讨，分析归纳法等。课时安排：课时教材分析：本节以化学反应的方向问题为主线索，以学生熟悉的汽车尾气治理反应为切入点，开门见山地提出化学反应存在方向问题。首先由上一章的热化学知识出发，引导学生分析并建立起反应焓变与反应方向有关的概念，然后从学生熟悉的几种化合物的溶解现象着手引入熵这一新的物理量，引导学生建立起反应熵变与与反应方向有关的概念。最后，归纳为一个完整的思想：等温，等压条件下，反应焓变与反应熵变共同决定了反应的方向，并且服从于一个定量关系式。教学过程： 第1课时【导入】自然界中有这样的一些现象，如：水的流向 高 低；热的传递 高温 低温，室温下冰融化等。像这样不需要借助外力，就能自动进行的过程称为自发过程，它们的逆过程则是不能自动进行的称为非自发过程【板书】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。【讲解】同样有些化学反应也是在不需要外力下，就可以自动向某个方向进行到一定程度。我们称这样的反应为自发反应，如常温下铁生锈，酸碱中和等等。【板书】自发反应: 一定的温度、压强之下,不需要借助外部力量就可以自发向某个方向进行到一定程度的反应。【师】：研究自发反应有什么意义哪？播放城市公路上，成群结队的汽车图片，讲解并提出问题。随着人们生活水平的不断提高，汽车进入了家庭，汽车的大量使用，也造成了城市中的大气污染，尾气中的NO、CO进入大气，为了减轻大气污染，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？理论依据是什么？【生】讨论、交流、提出自己的看法【师】说明研究化学反应方向的意义。一个化学反应在某种条件下能否自发进行，在什么条件下有可能按预期方向进行，我们可以寻求一种客观的依据来判断，可以用哪些因素来判断呢？【生】思考并回答【师】19世纪有些化学家研究一些化学反应得到这样的结论：放热反应可以自发进行，吸热反应不能自发进行，对否？举例说明。【生】讨论、举例【师归纳板书】【师】酸碱中和，活波金属和酸反应反应，钠和水反应等许多反应，都是自发反应而且是放热反应。【结论并板书】 1多数自发进行的反应都是放热反应H0即焓减反应，焓减有利于反应自发进行。2反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一因素【过渡】既然焓变不能决定反应能否自发进行，那么有没有其它因素有影响？请大家来分析下列过程：NH4NO3(s) 、NaOH(s)、 NaC1(s)和蔗糖都能溶于水，它们的溶解过程与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解能自发进行？【生】阅读课本相关内容，回答问题溶解过程中 1、NH4NO3(s) 吸热H 0 2、NaOH 放热H0 3、NaC1 蔗糖、焓变微乎其微【师】这些过程都是自发过程，但热效应不是这些过程自发进行的决定因素。【师】分析固体溶解过程的共同特点：有序无序，即有序程度降低，混乱度增大，对于一由大量粒子组成的体系，其混乱度可用一个物理量来描述。【板书】熵：描述体系混乱度的物理理量 单位：J.mol-1 .k-1 符号S【师】熵的大小与哪些因素有关？【生】思考、交流、回答【师归纳板书】影响熵的因素：同一条件下，不同物质熵不同同一物质，聚集状态不同熵不同S(g)S(l)S(s)【师】举例说明哪些过程是熵增加过程？熵增加反应？【师生归纳板书】熵增加过程：固体溶解、物质的汽化、墨水的扩散气体的扩散。化学反应的熵变（S）：S=S反应产物-S反应物熵增加的反应：产生气体的反应， 气体的物质的量增加的反应S0 气体的物质的量减少的反应S0 【师】能自发进行的反应一定是熵增加反应吗？【生】看课本比较归纳、回答【小结】结论： 1、多数自发进行的反应都是熵增加的反应S0即熵增反应，熵增有利于反应自发进行。 2、熵变是与反应能否自发进行有关的又一因素，但也不是惟一因素。【随堂练习】1、下列说法正确的是A凡是放热反应都能自发进行 B能自发进行的反应一定是放热反应C有的吸热反应也能自发进行 D反应焓变是判断反应能否自发进行的惟一依据2、下列说法正确的是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自发反应也需要一定的条件D自发反应在任何条件下都能实现3下列反应中，S最大的是（ ）A. C(s)+O2(g) CO2 (g) B. 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)C. N2（g）3H2（g） 2NH3（g） D. CuSO4(s) + 5 H2O(l) CuSO4 5 H2O (s)4. 在25及101.325kPa下发生下列反应：（1）2H2（g）O2（g）2H2O（1）（2）CaO（s）CO2（g）CaCO3（s）其熵变分别为S（1）和S（2），则下列情况何者正确 （ ） A.S（1）0，S（2）0 B.S（1）0，S（2）0C.S（1）0，S（2）0 D.S（1）0，S（2）0第二课时【复习】回顾第一课时内容，【导入新课】焓变、熵变都与反应能否自发进行有关，但都不是惟一因素，那么反应方向究竟与什么有关？【生】：阅读课本完成问题。【师】：研究表明：T、P一定，反应焓变和熵变共同影响反应方向。【板书】反应方向判据：H-TS0 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-TS0的方向进行，直至达到平衡状态。【师】H-TS判据中，温度与反应方向是什么关系？【生】认真思考图2-1-3【师生共同分析小结】判据的应用结果HSH-TS反应能否自发进行100 0 否3 0 0结果不确定结果不确定4 0 0 结果不确定结果不确定强调： 1、2两种情况焓熵变化趋势相反：1、所有温度下反应都自发进行2、所有温度下反应都不自发进行。3、4两种情况焓熵变化趋势相同3、高温下有利于自发进行 4、低温下有利于自发进行。 【巩固练习】1. 已知反应CO(g)=C(s) + O2(g)的H为正值，S为负值。设H和 S不随温度而变，下列说法中正确的是 B.高温下是自发变化C.低温下是非自发变化，高温下是自发变化D.任何温度下都是非自发变化。2反应CH3OH ( l )+ NH3( g ) = CH3NH2( g ) + H2O ( g )在某温度自发向右进行，若反应H= 17kJ. mol1，H-TS= 17kJ mol1，则下列正确的是（ ） A. H 0，H-TS0 B. H 0，H-TS0 C. H 0，H-TS0 D. H 0，H-TS03、已知：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)此反应在 298k.100kPa下 H=-113.0kJ.mol-1 ，S=-145.3J.mol-1 .k-1 判断该反应室温下能否自发进行？【板书】应用H-TS时应注意：只能应用于温度，压强一定的条件下的反应，不能用于其它条件下的反应。指出的是在温度压强一定条件下，反应自动发生的趋势即可能性，不能说明在该条件下可能自发进行的反应能否实际发生。利用H-TSHS可以反应自动发生的最低温度。【练习】：已知固体氨的H为5.65k