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1、 1 第四节 化学反应进行的方向 1 课时 一、教材分析 根据反应的焓变和熵变的大小,只能判断反应自发进行的可能性,不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。二、教学目标 1.知识与技能(1)通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应,让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性。(2)通过“有序”和“无序”的对比,引出熵的概念。(3)通过日常生活中的见闻引导学生,使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小,只能判断反应自发进行的可能性,不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。2.情感、态度和价值观 通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例,让学生明确化学与日常生活是息息相关的。教学难点、重点:
2、能说出化学反应的焓变与熵变对 反应进行方向的影响。教学过程:1、你学过的自发的化学变化或过程有哪些?2、如何判断一个过程,一个反应能否自发进行?一、焓判据 【思考与交流】酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点?【总结】日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律能量判据(焓判据)体系趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外做功或者释放热量H 0)。2 思考:自发反应一定要H O?(举出实例回答)结论:H O有利于反应自发进行,自发反应不一定要H 0有利于反应自发进行。结论:S O 有利于反应自发进行,自发反应不一定要S O,熵变是反应能否自发进行一个因素,但_。
3、【提问】两个判据都不是唯一的因素,那么化学反应的最终判断依据是什么呢?三、复合判据(自由能变化)3 G=H TS 当G0时,反应不自发进行 当G=0时,平衡状态 【引导】根据以上三个判据总结一下自发反应中的焓变和熵变的关系【注意事项】(1)很多情况下,简单地只用其中一个判据判断同一个反应,可能会出现相反的判断结果,所以应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据(吉布斯自由能变G)将更适合于所有的过程。(2)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发生的速率。在讨论过程的方向时,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
4、可能出现相反结果(如:水泵可以把水从低水位升至高水位)得出结论 1、在温度、压力一定的条件下,放热的熵增加的反应一定能自发进行 2、在温度、压力一定的条件下,吸热的熵减少的反应一定不能自发进行 3、当焓变和熵变的作用相反时,如果二者大小相差悬殊,可能某一因素占主导地位 4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大,温度可能对反应的方向起决定性作用 5、无热效应的自发过程是熵增加的过程,如两种理想气体的混合等。表格(温度对反自发性的情况)类型 H S H T S 反应的自发性 1 永远是 在任何温度下都是自发反应 2 永远是+在任何温度下都是非自发反应 3 在高温+在低温 在低温是自发反应 在高温是
5、非自发反应 4 +在高温 在低温+在低温是非自发反应 在高温是自发反应 随堂练习 4 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,由于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
6、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。5、25和 1.01105Pa时,反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);H=56.76kJ/mol,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 6、下列说法不正确的是()A.焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,多数的能自发进行的反应都是放热反应。B.在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系的混乱程度越大,熵值越大。C.一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D.一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关 7、以下自发反应可用能量判据来解释的是()A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)=4NO2(g)H=+56.7kJ/mol C、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-571.6 kJ/mol 8、下列反应中,熵减小的是()A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)C.MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)D.2CO(g)2C(s)O2(g)