苏教版选修四专题二第二单元 化学反应的方向和限度（教案）

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度 第一课时 化学反应的方向 判断化学反应方向的依据 【引入】： 自然界中有许多现象是可以自发进行的，请结合自己的生活经验举例说明. 自然界中水总是从高处往低处流 电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动 室温下冰块自动融化 墨水扩散 食盐溶解于水 火柴棒散落 化学反应中镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿空气中生锈、甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4等，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的. 1、 化学反应的方向. 1.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. 2.自发反应：在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. 【过渡】： 如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？ 二、判断化学反应方向的依据. 【交流与讨论】： 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？ △H < O即放热反应 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定， △H < O有利于反应自发进行. 1.焓判据(能量判据). 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） 【设问】： 自发反应一定要△H < O ？ NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) △ H= ＋37.30kJ/mol 【结论】： △H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O. 焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一 因素. 为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，科学家们提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵. 2.熵判据. (1).熵：体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度. 符号：S 单位： J mol-1 K-1 . 体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小. (2).熵变：反应前后体系熵的变化. 同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s） 产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值 （ △S ＞0），为熵增加反应. 【设问】： 火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化？从混乱度变化角度分析它们为什么可以自发？ 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据. (3).熵判据: 混乱度越大越稳定，△S > 0 有利于反应自发进行 【设问】： CaCO3(s) == CaO (s) +CO2 (g)这个反应能否自发进行？ 已知： △H(298K)=+178.2KJ mol , △S (298K)=169.6J mol-1 K-121世纪教育网 【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的一个因素,但不是唯一 因素. 3.复合判据（自由能变化）. △ G=△H—T △S 当△ G<0时，反应自发进行 当△ G>0时，反应不自发进行 当△ G=0时，平衡状态 温度对反应自发性的情况: 类型 △H △S △H—T△S 反应的自发性 1 - + 永远是— 任何温度都是自发反应 2 + - 永远是+ 任何温度下都是非自发反应 3 - - 高温+ 低温— 高温是非自发反应低温是自发反应 4 + + 高温—低温+ 高温是自发反应低温是非自发反应 [] [] [] 【注意点】： (1).反应的自发性只能用于判断反应发生的方向，不能确定反应是否一定会发生和反应发生的速率. 如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现. (2).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，就可能出现相反的结果. 如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压石墨转化为金刚石的例子，实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的. 完成P42表2－5. 【课堂练习】： 1.下列过程是非自发的是 D A ... ...