威海二中高二化学 化学反应原理 导学案:反应方向导学案
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最新整理高二化学教学第四节化学反应进行的方向导学案第四节化学反应进行的方向学习目标:1、了解熵的基本涵义及能量判椐和熵判椐的基本内容。
2、能利用能量判椐、熵判椐和复合判据对反应进行方向的判断。
重点、难点:能利用能量判椐、熵判椐和复合判据对反应进行方向的判断。
自主学习一、自发过程和自发反应1.自发过程:在一定条件下不需要外力作用就能_。
2.自发反应:在给定的一组条件下,一个反应可以___进行到显著程度,就称为自发反应。
二、能量判椐(焓判据)放热反应过程中体系能量____,因此具有_进行的倾向,科学家提出用___来判断反应进行的方向,这就是焓判据。
三、熵判据在密闭条件下,体系有___的倾向。
因为与有序体系相比,___________“更加稳定”,科学家用_(符号为____)来量度这种的程度。
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即__(符号为__)大于零,这个原理叫做___。
在用来判断__时,就称为熵判据。
对于同一种物质,气态时熵增___,液态时次之,固态时最小。
四、自由能变化(符号为___):ΔG=___。
ΔG=ΔH-TΔS《0反应能自发进行;ΔG=ΔH-TΔS=0反应达到平衡状态;ΔG=ΔH-TΔS》0反应不能自发进行。
当ΔH《0,ΔS》0时,反应__进行;ΔH》0,ΔS《0时,反应进行;ΔH》0,Δs》0时,或ΔH《0,Δs《0时,温度决定了反应是否自发进行。
五、化学反应进行的方向事实告诉我们,过程的自发性只能用于__,不能判断过程是否一定发生和过程发生的速率。
综合考虑__和____组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程。
只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。
合作探究一、能量变化和熵变与化学反应的关系任何反应体系都有趋向于从转变为和从自发地转变为倾向。
因此影响和决定化学反应进行方向的因素是能量变化(即焓变)和熵变。
1.化学反应的方向与能量的关系(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。
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学目标知识与技能:1.了解焓变、熵变与反应方向的关系;2.能通过∆H-T∆S及给定的∆S数据定量判断反应的方向。
过程与方法:分别通过分析反应焓变与反应熵变与反应的方向,从而进一步了解影响因素以及各因素间的相互关联。
情感、态度与价值观:在分析问题中能够体会到研究的乐趣,学会如何看待事物的多面性,并最终了解热力学理论研究的重要意义。
教学重点:根据定量关系∆H-T∆S及给定数据判断反应方向教学难点:根据定量关系∆H-T∆S及给定数据判断反应方向教学过程:【导入】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,反应物之间是否可以发生反应?你的依据是什么?【板书】第1节化学反应的方向自发反应:在给定的一组条件下,一个反应可以自发地进行到显著程度,就称为自发反应。
【教师】大家预习,看看反应的自发性与哪些因素有关?【学生】预习课本(10分钟)【教师】科学家根据自然界中能量有由高到低的自发性和混乱的程度有有序到无序的规律来研究化学反应……【板书】一.反应焓变与反应方向反应焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
一般的讲,放热反应容易自发进行。
【讲解】阅读P36并思考: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?固体溶解过程中的共同特点是:混乱度增大。
【板书】二.反应熵变与反应方向1.熵:描述体系混乱度的物理量2.符号:S单位:J•mol-1•K-13.大小判据:(1)物质的混乱度:体系混乱度越大,熵值越大;(2)同一条件:不同物质的熵值不同;(3)物质的存在状态:S(g) >S(l) >S(s)。
4.反应熵变(1)符号:∆S(2)表达式:∆S = S总和(生成物) –S总和(反应物)(3)正负判断:①气体体积增大的反应,∆S>0,熵增加反应②气体体积减小的反应,∆S<0,熵减小反应【过渡】那么决定反应方向的因素是什么呢?经许多化学家在研究大量的化学反应后得出化学反应的方向与反应的焓变及熵变都有关系。
第二章第四节化学反应进行的方向学习目标:1、理解焓变和熵变与反应自发性的关系2、会用自由能(复合判据)判断化学反应进行的方向重、难点:复合判据判断化学反应进行的方向一、化学反应进行的方向:体系存在着力图使自己的能量趋于“最低”和“无序”的自然规律。
(4)导致熵增(△S>0)的一些因素a.同一物质状态改变:气体的熵>液体>固体;同种物质温度高者熵大;b.固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。
c.反应过程中气体物质的量增多的反应。
d.生成气体的反应。
【特别提醒】从能量角度(即焓变)看,化学反应趋向于最低能量状态的倾向,而从熵变角度看,化学反应呈现最大混乱度的倾向,在实际的化学变化中,ΔH与ΔS倾向有时会出现矛盾,因此,在分析一个具体化学反应自发进行的方向时,不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析,否则,可能会得出错误的结论,要注意应用焓判据和熵判据综合进行分析,即凡是能够使体系能量降低,熵增大的方向就是化学反应容易进行的方向。
4、反应进行方向的判断方法:运用ΔG=∆H—T∆SΔG=∆H—T∆S<0 反应能自发进行ΔG=∆H—T∆S=0 反应达到平衡状态ΔG=∆H—T∆S>0 反应不能自发进行△即(1)焓减∆H<0、熵增∆S>0反应;(2)焓增∆H>0、熵减∆S<0反应【问题1】自发反应一定能发生反应,而非自发反应一定不能发生反应吗?【问题2】H2的燃烧是自发反应吗?该过程体系的能量和熵如何变化,说明什么问题?【问题3】吸热反应一定不能自发进行吗?答:不一定,多数自发进行的化学反应是放热反应,但也有不少吸热反应能自发进行。
如①Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应;①2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)ΔH=+56.7 kJ/mol;①NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)===CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)ΔH=+37.3 kJ/mol。
2.1《化学反应的方向》导学案[学习目标要求]1.理解焓变与反应方向的关系。
2.了解熵变的概念,知道化学反应中存在熵变。
3.理解熵变与反应方向的关系。
4.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
一、反应焓变与反应方向1.自发过程:在温度和压强一定的条件下,不借助__________就能自动进行的过程。
2.反应焓变与反应方向的关系(1)能自发进行的化学反应多数是________反应。
(2)有些________反应也能自发进行。
(3)反应焓变与反应能否自发进行有关,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
二、反应熵变与反应方向1.熵(1)概念:衡量____________的物理量,其符号为_____________________________,单位为________________。
(2)特点:混乱度越大,体系越无序,体系的熵值就________。
(3)影响因素①同一物质:S(高温)____S(低温);S(g)____S(l)____S(s)。
②相同条件下的不同物质:分子结构越复杂,熵值________。
③S(混合物)____S(纯净物)。
2.熵变(1)概念:________________与________________之差。
(2)计算式:ΔS=____________________________________________________。
(3)正负判断依据①物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程,熵变为________,是熵________的过程。
②气体体积增大的反应,熵变通常都是________,是熵______的反应。
③气体体积减小的反应,熵变通常都是________,是熵______的反应。
3.熵变与反应方向(1)熵________有利于反应的自发进行。
(2)某些熵________的反应在一定条件下也能自发进行。
(3)反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一因素。
(第二课时)【题1】下列说法完全正确的是(D )A.放热反应均是自发反应B.ΔS 为正值的反应均是自发反应C.物质的量增加的反应,ΔS 为正值D.如果ΔH 和ΔS 均为正值,当温度升高时,反应可能自发进行【解析】大多数放热反应可自发进行,但有些放热反应需在一定条件下才能引发反应,如炭的燃烧等,故A 错。
ΔS 为正值,即熵值增加的变化,不一定是自发反应,如碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳,故B 错。
反应前后物质的量是否改变与熵值增加与否无必然关系,故C 错。
而对D 选项,当ΔH 和ΔS 均为正值时,温度越高则T ΔS 越大,故ΔH -T ΔS 可能小于零,所以反应可能自发进行。
【题2】反应CH 3OH(l)+NH 3(g)=CH 3NH 2(g)+H 2O(g)在某温度自发向右进行,若其 |ΔH|=17kJ •mol –1,|ΔH -T ΔS|=17kJ •mol –1,则下列正确的是(A)A. ΔH > 0,ΔH -T ΔS < 0B. ΔH < 0,ΔH -T ΔS > 0C. ΔH > 0,ΔH -T ΔS >0D. ΔH < 0,ΔH -T ΔS < 0【解析】当此反应在某温度下自发向右进行时,ΔH -T ΔS < 0,即ΔH -T ΔS <-17kJ •mol –1,因此排除B 、C ,由于正反应方向是熵增加的反应,即ΔS > 0,故只有ΔH > 0时,才可能满足条件。
【题3】下列反应中,ΔS 最大的是(A )A.CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)B.2SO 2(g)+O 2(g)=2SO 3(g)C.N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)D.CuSO 4(s)+5H 2O(l)=CuSO 4•5H 2O(s)【解析】对同一物质来说,S(g)>S(l)>S(s),B 、C 、D 均为熵减少的反应,即ΔS 均小于零;只有A 是熵增加的反应,故选A 。
第2章第1节化学键与化学反应【课程目标】1、认识化学键的涵义,知道离子键和共价键的形成。
2、知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。
第1课时【学习目标】1、通过水分子的组成认识化学键的概念;通过NaCl和HCl的形成过程认识离子键和共价键的概念。
2、能举例说明哪些物质是离子化合物,哪些物质是共价化合物;并能说出离子化合物和共价化合物的区别。
3、会判断常见物质中所含化学键的类型。
【学习重点】化学键、离子键、共价键的含义和对化学反应实质的理解。
一、化学键与化学反应中的物质变化阅读课本P32,并交流完成下列问题。
1、化学键与物质变化⑴化学键的定义: ________________。
⑵化学反应中的化学键变化情况(请填写下表)⑶化学反应中物质变化的实质:_____________________________________________ 【预习体验1】⑴下列关于化学键的叙述正确的是()A.化学键既存在于相邻原子之间,又存在于相邻分子之间B.两个原子之间的相互作用叫化学键C.在水中氢、氧原子间均以化学键相结合D.化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间的强相互作用⑵根据化学反应的实质是旧键断裂和新键形成这一事实,下列变化属于化学变化的是()A.碘的升华B.白磷在260℃时转变为红磷C.NaCl熔化D.石墨高温下转化为金刚石阅读课本P33、P34、P35的上半部分完成下列问题。
2、共价键和离子键⑴共价键:___________________________________________________________________。
⑵离子键:____________________________________________________________________。
【小结】一般情况下,____________与____________间易形成离子键,而_______________间形成的是共价键。
高二导学案学科:化学编号:2-1-1 编写人:戴家洪审核人:使用时间:班级姓名:小组序号:组长评价:教师评价第一节化学反应进行的方向(第1课时)【学习目标】1、能说出熵与熵变的概念2、会运用关系式△H-T△S ,能够根据反应焓变的吸热或放热、反应熵变的熵增或熵减来定性分析反应焓变和反应熵变对反应方向的影响。
3、体验热力学理论,从而初步了解热力学理论研究的重要意义【学习重点与难点】运用关系式△H-T△S【使用说明与学法指导】1、带着预习案中问题导学中的问题自主设计预习提纲,通读教材35-39页内容,阅读XXX资料XXX页内容,对概念、关键词、XXX等进行梳理,作好必要的标注和笔记。
2、认真完成基础知识梳理,在“我的疑惑”处填上自己不懂的知识点,在“我的收获”处填写自己对本课自主学习的知识及方法收获。
3、熟记知识梳理中的重点知识。
预习案一、问题导学1、能自发进行的化学反应都是放热反应吗?2、有人说找到催化剂可以使水变为油!可信吗?二、知识梳理(一)、反应焓变与反应方向反应焓变是的一个因素,但不是唯一因素。
(二)、反应熵变与反应方向1、熵:,表示符号:。
熵值越大,越大。
2、同一条件下,不同物质的熵;同一物质的不同聚集状态的熵的关系:3、举出一些熵增加(即体系的混乱度增大)过程的例子:4、熵变:,符号:5、熵增加...的反应有利于反应自发进行,有些反应是熵增加的反应,如:、。
6、只有熵增加的反应可以自发进行吗?,试举例:。
熵变是有关的又一个因素,但不是唯一因素。
(三)、焓变与熵变对反应方向的共同影响1、在温度、压强一定的条件下,化学反应的方向是反应的和共同影响的结果,反应方向的判据为:△H-T△S< 0△H-T△S = 0△H-T△S >02、一定能自发进行的反应是的反应;一定不能自发进行的反应是的反应。
3、判据△H-T△S 指出的是在一定条件下,即反应发生的可能性,它并不能说明,因为反应能否进行还涉及。
山东省威海二中高中化学第2章第2节化学反应的快慢和限度第2课时课前学案鲁科版必修2【学习目标】1、通过工业合成氨和二氧化硫的催化氧化认识可逆反应。
2、通过可逆反应2NO2(g) N2O4(g),初步认识化学平衡和化学平衡的移动,体会化学反应的限度。
3、以可逆反应2NO2(g) N2O4(g)为例,通过实验探究体会温度对化学平衡的影响,初步知道温度、浓度和压强会影响化学平衡的移动。
【学习重点】认识化学反应的限度课前学案根据教材P43~P45,完成下列内容二、化学反应的限度1、可逆反应:_________________________________________________________________。
请列举至少四个常见的可逆反应,写出相关的化学方程式⑴ __________________________________________________________________________⑵ __________________________________________________________________________⑶ __________________________________________________________________________⑷ __________________________________________________________________________ 注意:有些化学反应在同一条件下可逆程度很小,如:H2 + Cl2 = 2HCl,Ag+ +Cl-=AgCl↓等,我们在通常意义下把它们称为非可逆反应.....。
【预习体验1】以下三个反应是否是可逆反应?为什么?2、化学平衡在一定条件下,可逆反应进行到一定程度时,正反应和逆反应速率反应物和生成物的浓度,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
第二章第一节化学反应的方向(2010.3.19)
主备人:吴珍丽、徐加涛参与人员:高二化学组全体教师
学习目标:
知识与技能要求:了解焓变和熵变对化学反应方向的影响不是孤立的,而是相互关联的,能通过关系式△H-T△S由给定的△S数据定量判断反应的方向;了解熵变的概念,知道化学反应存在熵变。
过程与方法要求:培养自己分析数据并获得结论的能力。
情感态度与价值观:通过本节课的学习,进一步接触热力学理论,从而进一步了解热力学理论研究的重要意义。
学习重、难点:根据△H-T△S及给定数据判断反应方向。
【预习准备】
焓变与反应热的关系
①△H =____________________________________
②△H > 0 表示____________反应;△H < 0表示____________反应。
如下图所示
【预习回顾】写出以下反应的热化学方程式:
1、常温、常压下含20gNaOH的溶液与盐酸完全反应放出28.65KJ的热量。
2、常温、常压下1mol的氢氧化亚铁在空气中完全氧化释放出约111KJ的热量。
3、常温、常压下1mol碳酸氢铵固体与醋酸溶液反应生成二氧化碳气体,吸收约37.30KJ 的热量。
4、1200K时,1mol的碳酸钙分解吸收178.2KJ的热量。
【学案导学】
【知识支持】自发过程:(阅读教材P35小字部分)你能找出一些属于自发过程的例子吗?
.................一、反应焓变与反应方向
【合作探究一】
1、“预习回顾”中四个反应是否都可以自发进行?
2、有人认为: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?
你认为反应焓变与反应方向的关系?
【预习体验1】
下列结论中正确的是()
A、自发反应一定是放热反应
B、自发反应一定是吸热反应
C、有的吸热反应也能自发进行
D、吸热反应不能自发进行
二、反应熵变与反应方向
【合作探究二】
1、NH4NO3(s) 、NaOH(s)、 NaC1(s)和蔗糖都能溶于水,它们溶解过程的热效应如何?
2、上述固体的溶解过程都是自发过程,它们的溶解过程与焓变有关吗?
3、固体溶解过程中的共同特点是什么?是什么因素决定它们的溶解能自发进行?
1、熵:描述体系的,符号___________。
【思考】
①在同一条件下,不同物质的熵。
②同一物质的熵与聚集状态关。
如对同一物质来说,S(g) S(l) S(s)
2、熵变:符号,表达式。
【思考】你认为有哪些过程是熵增加的过程?
【预习体验2】
⑴下列过程的熵变的判断不正确的是()
A、溶解少量食盐于水中:△S>0
B、纯碳和氧气反应生成CO(g):△S>0
C、H2O(g)变成液态水:△S>0
D、CaCO3 (S) 分解成CaO (S) 和 CO2(g) :△S >0
⑵下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是()
A、△H>0 △S < 0
B、△H﹤0 △S >0
C、△H>0 △S > 0
D、△H﹤0 △S ﹤0
⑶下列变化中△S<0 的是()
A、固体NaCl 溶于水
B、水蒸发为水蒸气
C、N2(g)+ 3H2(g )2NH3(g)
D、2H2O O2↑+ 2H2↑
【交流研讨三】根据教材P37提供的熵变方程式,讨论以下问题:
1.熵增加的反应一定能够自发进行吗?
2.熵变对反应方向有什么影响?
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
1、研究表明:T、P一定,反应焓变和熵变共同影响反应方向。
反应方向的判据为。
△H-T△S<0
△H-T△S=0
△H-T△S>0
即:在温度、压强一定的条件
下,。
阅读教材P38内容,填写下表:
恒温恒压下,ΔH<0,ΔS>0
ΔH>0,ΔS<0
ΔH>0,ΔS>0
ΔH<0,ΔS<0
【预习体验3】
⑴下列组合中在任何温度下反应均能自发进行的是()
A、△H>0,△S>0
B、△H<0,△S<0
C、△H>0,△S<0
D、△H<0,△S>0
⑵已知反应CO(g)=C(s)+ 1/2O2(g)的△H为正值,△S为负值。
设△H和△S 不随温度而变化,下列说法中正确的是()
A、低温下是自发变化
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、根据△H-T△S判据判断给定的化学反应是否能自发进行。
【合作探究四】汽车尾气中的主要污染物是CO和NO,它们是现代化城市中的大气污染物。
为了减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:2NO(g)+2CO(g) = N2(g)+
2CO2(g) ;已知常温、常压下,该反应的△H = — 746.8kJ/mol ,△S= —197.5J·mol-1·K-1,试计算室温下该反应能否自发进行?
【本节知识小结】
【成功体验】
1、化学反应的自发与否可用下列哪些数据判断()
A、仅用焓变
B、仅用熵变
C、仅用温差变
D、用△H -T△S
2、在298K时,NaCl在水中的溶解度为 26g。
如将1mol NaCl溶解在 1L水中,此溶解过程
中体系的△H-T△S 和熵变如何变化()
A、△H-T△S>0 △S<0
B、△H-T△S<0 △S>0
C、△H-T△S>0 △S>0
D、△H-T△S<0 △S<0
3、在常温常压下发生下列反应:⑴ 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)⑵ CaO (s) + CO2(g) = CaCO3 (s) ,两个反应的熵变分别为△S(1)、△S(2),则下列情况正确的是()
A、△S(1) >0、△S(2)>0
B、△S(1) <0、△S(2)<0
C、△S(1) <0、△S(2)>0
D、△S(1) >0、△S(2)<0
4、下列说法完全正确的是()
A、放热反应均是自发反应
B、ΔS为正值的反应均是自发反应
C、物质的量增加的反应,ΔS为正值
D、如果ΔH和ΔS均为正值,当温度升高时,反应可能自发进行
5、某反应2AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的ΔH、ΔS应为() A、ΔH<0,ΔS>0 B、ΔH<0,ΔS<0 C、Δ
H>0,ΔS>0 D、ΔH>0,ΔS<0
6、下述吸热反应在298K、100kPa下是非自发的,在高温下可变成自发的是()
A、CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)
B、2CuCl2(s) = 2CuCl (s) + Cl2 (g)
C、2SO3(s) = 2SO2(g)+ O2(g)
D、上述所有反应
7、已知: Mg(s)+Cl2(g) = MgCl2(s) △H(298K) = -642kJ/mol ,试判断下列说法中正确的是()
A、在任何温度下,正向反应是自发的 B在任何温度下,正向反应是不自发的
C、高温下,正向反应是自发的;低温下,正向反应不自发
D、高温下,正向反应是不自发的;低温下,正向反应自发
8、请快速判断下列反应在常温下是否能自发进行
(1)2KClO3(s) = 2KCl(s)+O2(g)△H = -78.03KJ/mol △S = 1110J.mol-1.K-1
___________
(2)CO(g) = C(s)+1/2O2(g) △H = +110.5KJ/mol △S = -89.36J.mol-1.K-1
___________
(3)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)= CO2(g) + CH3COONH4(aq)+H2O(l)
△H = +37.30KJ/mol △S = +184.05J.mol-1.K-1 ___________
(4)4F e(O H)2(s) + 2H2O(l)+ O2(g) = F e(O H)3(s)
△H = -444.3KJ/mol △S = -280.1J.mol-1.K-1 ___________
9、高温时空气中的N2、O2会发生反应生成NO而污染大气:N2(g)+O2(g) = 2NO(g) ,试通过计算说明在1200o C的条件下此反应能否正向自发进行?你估计自发进行的最低温度是多少?
(已知:△H = +180.50KJ/mol、△S = +24.77J.mol-1.K-1)
10、已知反应:CaCO3(s) = CaO(s) +CO2(g) △H= 178.2kJ/mol △S=169.6J·mol-1·K-1;
计算判
断该反应在室温下能否自发进行?若不能自发进行的最低温度是多少?
(假设△H、△S的值随温度变化不大)
※※11、应用所学的知识判断用焦炭还原氧化铝炼制金属铝的可能性。
已知常温常压时反应如下:
2Al2O3(s)+3C(s) = 4Al(s)+3CO2(g);△H = +2171KJ/mol △S = +635.5J.mol-1.K-1。