人教版化学选修4第二章第四节 化学反应进行的方向

第四节化学反应进行的方向一、自发过程与自发反应1．自发过程(1)含义：在确定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程。

(2)特点：①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。

②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。

2．自发反应在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度。

二、化学反应进行方向的判据1．焓判据(能量判据)放热反应过程中体系能量降低，因此具有向最低能量状态进行的倾向，科学家提出用焓变(能量改变)来推断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。

2．熵判据(1)熵：用来度量体系混乱程度的物理量。

熵值越大，混乱程度越大。

符号为S。

单位：J·mol－1·K －1。

(2)熵值大小的比较：同一种物质在不同状态时的熵值大小为S(g)＞S(l)＞S(s)。

(3)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)大于零。

(4)熵判据：用熵变来推断反应进行的方向。

3．复合判据过程的自发性只能用于推断过程的方向，不能确定过程是否确定会发生和过程发生的速率。

综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，将更适合于全部的过程，只依据一个方面来推断反应进行的方向是不全面的。

学问点一自发过程与自发反应1．下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．自然气的燃烧C．铁在潮湿的空气中生锈D．水在室温下结冰答案 D解析自然界中水由高处向低处流、自然气的燃烧、铁在潮湿的空气中生锈、冰在室温下溶化，都是自发过程，其逆过程都是非自发过程。

2．试验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。

对此说法的理解正确的是()A．全部的放热反应都是自发进行的B．全部的自发反应都是放热的C．焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素D．焓变是确定反应是否具有自发性的惟一判据答案 C解析多数能自发进行的反应都是放热反应，但并不是全部能自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是惟一因素。

第四节化学反应进行的方向1、识记焓和熵的概念，能够体会到化学反应方向的规律性2、通过学习教材，理解焓变与熵变对化学反应方向进行的共同影响3、学会应用能量判据和熵判据分析化学反应进行的方向一、自发过程和自发反应（一）自发过程：在一定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程如：水往低处流、冰在常温下自动熔化、气体分子的自由扩散、电流从电压高的地方流向电压低的地方、蔗糖溶于水得均一的溶液（二）自发反应：在给定的条件下，能自发地进行到显著程度的反应如：铁在潮湿的空气中缓慢腐蚀、生石灰溶于水生成熟石灰、酒精的燃烧、铁粉与硫粉混合加热生成硫化亚铁（需点燃，但一旦发生就能自发地进行下去）、钠与水的反应等自发的放热反应：甲烷燃烧、铁生绣、H2与O2反应、H2与Cl2反应等（三）非自发反应：不能自发地进行，必须借助于某种外力才能进行的反应如炽热的炭与水蒸气生成CO与H2（四）自发的吸热过程和反应：①室温下冰的融化、硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程②在25℃、101kPa时，N2O5和碳酸铵的分解都是自发的吸热过程2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) △H=＋56.7kJ·mol－1(只要是从分子数小的到分子数大的反应，都是自发的过程，)熵增加原理(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3＋NH3△H=＋74.9kJ·mol－1（五）既不吸热也不放热的自发过程如图分别装有A、B两种气体，打开活塞，则A、B会运动，使得最终两种气体均匀混合并占据这两个瓶子，此自发过程既不吸热也不放热。

（六）自发过程和自发反应的应用1、用来完成有用功如向下流动的水可推动机器、汽油燃烧可在内燃机中被用来做功、可将氢气设计成燃料电池2、一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。

非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高处、通电可将水分解二、判断反应进行方向的焓判据(能量判据)自发过程的体系总是趋向于从高能量状态转变为低能量状态（这时反应体系对外部做功或释放能量），表现为焓变△H＜0，这一经验规律就是能量判据，即焓判据判断反应进行的方向依据的是焓变，即焓判据规律：1、对于密闭体系，在恒压和不做其他功的条件下发生变化，吸收或放出的热量等于体系的焓的变化2、实验事实证明：多数能自发进行的化学反应是放热反应，即△H＜0C3H8的燃烧、Na在Cl2中点燃、H2与F2的反应等均是因为它们是放热反应而能自发进行，并且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应进行得越完全3、但是，不少吸热过程和吸热反应也能自发进行如硝酸铵溶于水吸热、NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) △H=＋37.30kJ·mol－1还有一些吸热反应在较低的温度下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碘酸钙的分解：CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) △H(298K)=＋178.2kJ·mol－1△H(1200K)=＋176.5kJ·mol－14、焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素只是根据焓变来判断反应进行的方向是不完全的三、判断反应进行的熵判据在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。

选修四第二章第四节化学反应进行的方向一、教材分析在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学反应的限度之后，教材安排了难度较大的化学反应进行的方向的内容。

对于自由能知识，仅限于达到知道、了解的层次即可。

事物的发展、变化常常受多种因素的制约，通过焓变、熵变的介绍，力图使学生学会全面分析问题。

二、教学目标1．知识目标：(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．能力目标：（1）、通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据；（2）学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识3．情感、态度和价值观目标：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。

三、教学重点难点重点：熵判据难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系四、学情分析学生在学习了化学反应速率、化学平衡及其影响因素的基础上，抽象思维能力提高很多，本节降低难度后，学生应该能掌握重点内容。

五、教学方法1．启发教学2．学案导学：见后面的学案。

3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1．学生的学习准备：填写学案。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师：汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代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），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？教师：上述问题是化学反应的方向的问题。

第四节化学反应进行的方向1．了解放热反应的自发性和某些吸热反应的自发性。

2.通过“有序”和“无序”的对比，理解熵的概念。

3．初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应进行的方向。

自发过程与自发反应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动进行的过程。

(2)特点①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。

②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。

2．自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应。

1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述正误阐释错因或列举反例(1)自发过程不需任何条件就能发生(2)水由高处向低处流属于自发过程(3)铁在潮湿空气中生锈属于非自发过程(4)从高能转变为低能的过程，一定是自发过程(5)日常生活中，气温升高时冰雪自动融化属于自发过程(2)√(3)×该过程属于自发过程(4)×不一定，如4NO2＋O2===2N2O5反应放热，其不是自发过程(5)√2．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？说明理由。

答案：不一定。

自发反应和非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。

例如，碳的燃烧是一个自发反应，但需要借助外界条件“点燃”反应才能发生。

1．下列过程是非自发的是()A．水由高处向低处流B．室温下水结成冰C．气体从高密度处向低密度处扩散D．煤气的燃烧解析：选B。

自然界中水由高处向低处流、煤气的燃烧、气体从高密度处向低密度处扩散、室温下冰的融化都是自发过程，其逆向都是非自发的。

2．下列过程是自发进行的吸热反应的是()A．NaOH与HCl反应B．CO与O2点燃条件下发生反应C．消石灰与氯化铵晶体的反应D．SO3与H2O反应解析：选C。

题中四个反应都可自发进行，但A、B、D三项中的反应都为放热反应，只有C项是吸热反应。