四川省宜宾市一中高中化学上学期化学反应的方向教学设计

《化学反应进行的方向》教学设计课题第二章第四节化学平衡第四课时学习目标知识与技能1.了解熵变、焓变的含义。2．了解焓判据、熵判据对化学反应方向判断的局限性。3．理解综合判据判断化学反应方向。过程与方法情感、态度与价值观学习重点1．了解焓判据、熵判据对化学反应方向判断的局限性。2．理解综合判据判断化学反应方向。学习难点1．了解焓判据、熵判据对化学反应方向判断的局限性。2．理解综合判据判断化学反应方向。教学环节教师活动学生活动设计意图一、新课引入未涂防锈漆的钢制器件会生锈、香水会扩散到空气中等，这些都是不用借助外力就可以自发进行的过程；用水泵把水从低水位升至高水位，高温高压可以使石墨转化为金刚石，这些是必须在外界对体系施加某种作用时才能实现的过程。化学反应为什么有的能够自发进行，不需要借助外力，而有些反应或过程需要在特定条件下才能进行呢？思考\n二、自发过程和自发反应自发过程和自发反应1.自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助于外力就可以自发进行的过程。(2)特点体系趋向于从高能状态转变为低能状态。在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。2．自发反应：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。化学反应进行方向的判据1.焓判据放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向，因此可用焓变来判断反应进行的方向。2．熵判据(1)熵用来量度体系混乱程度的物理量。熵值越大，混乱程度越大。符号为S。(2)熵增原理在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)＞零。(3)熵判据体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，因此可用熵变来判断反应进行的方向。(1)某物质三态的熵值大小顺序如何？(2)焓变ΔH>0的反应，一定不能自发进行吗？(3)熵变ΔS<0的反应，一定不能自发进行吗？判断化学反应进行方向的判据【问题导思】　①分别用焓判据，熵判据在判断化学反应进行的方向时是否全面？【提示】　不全面。②反应是否自发与温度有关吗？【提示】　有。③在焓变与熵变共同组成的复合判据如何判断反应是否自发？【提示】　利用ΔG＝ΔH－TΔS，若ΔG<0，则自发；ΔG>0则非自发。1．焓判据：化学反应能否自发进行与吸热、放热的关系(1)多数放热反应是自发进行的，例如燃烧看书理解\nH2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286kJ/mol，中和反应：NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3kJ/mol(2)有些吸热反应(ΔH>0)也是自发的。例如(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ/mol2．熵判据：熵变与反应方向的关系(1)许多熵增的反应是自发的。例如，固＋固―→气：2KClO32KCl＋3O2↑；固＋液―→气：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑等。(2)有些熵减的反应也可以自发进行。例如Ca(OH)2(aq)＋CO2(g)===CaCO3(s)＋H2O(l)综上所述，单独使用熵判据也是不全面的。3．复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用作化学反应自身进行的判据，ΔG＝ΔH－TΔS。(1)当ΔH<0，ΔS>0时，反应自发进行；(2)当ΔH>0，ΔS<0时，反应不能自发进行；(3)当ΔH>0，ΔS>0，或ΔH<0，ΔS<0时，反应是否自发进行与温度有关，一般低温时焓变影响为主，高温时熵变影响为主。[温馨提醒]1．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。2．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。如果允许外界体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。环节三、巩固练习　下列说法正确的是(　　)A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57kJ·mol－1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据\nD．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向【解析】　A项错误，有些熵值增大的吸热反应可以自发进行；C项错误的原因是要将二者综合起来即利用复合判据进行判断；D项中使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向。【答案】　B　25℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7kJ·mol－1，自发进行的原因是(　　)A．是吸热反应　　　　　B．是放热反应C．是熵减少的反应D．熵增大效应大于能量效应【解析】　吸热，熵变大，能自发，因为熵增大效应大于能量效应，选D。【答案】　D关于复合判据与温度关系　某化学反应其ΔH为－122kJ·mol－1，ΔS为－231J·mol－1·K－1，则此反应在下列哪种情况下可能自发进行(　　)A．在任何温度自发进行B．在任何温度下都不自发进行C．仅在高温下自发进行D．仅在低温下自发进行【解析】　要使反应能够自发进行，则ΔH－TΔS<0，代入数据可得：－122kJ·mol－1－T×(－0.231kJ·mol－1·K－1)<0，解得当T<528K时，反应可自发进行，即反应仅在低温下自发进行，选D项。【答案】　D本堂小结：当堂检测、布置作业\n板书设计