高中化学专题2化学反应速率与化学平衡2.2化学反应的方向和限度第1课时判断化学反应方向的依据教案
- 格式：doc
- 大小：408.55 KB
- 文档页数：6
D．该反应的熵变△S<O、焓变△H<0
3．（08南通一检）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2 CO2＝2 CO＋O2，CO可用作燃料。
与价值观
通过认识自发反应，感受化学对生活的影响。
教学重点
利用焓变和熵变说明化学反应的方向
教学难点
利用焓变和熵变说明化学反应的方向
教学方法
讨论法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
【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】：
1、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？
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.
[典型例题]1、下列说法中正确的是（D）
A．某反应低温条件下能自发进行，那么高温条件下也一定能自发进行
B．某反应高温条件下不能自发进行，那么低温条件下也不能自发进行
专题2化学反应速率与化学平衡2.2化学反应的方向和限度
（第1课时）判断化学反应方向的依据
教学
课题
专题
专题1化学反应速率
单元
第二单元化学反应的方向和限度
节题
第二课时：判断化学反应方向的依据
教学目标
知识与技能
能初步利用焓变和熵变说明化学反应的方向。
过程与方法
通过生活中事例，培养学生归纳思维能力。
情感态度
△S(298K)=169.6J•mol-1•K-1
【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:
（△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？
(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 ,
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.
[理解]
[体会]
△H < O即放热反应
不一定
“一定条件”
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
(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
A．根据沸点差异可以判断两种液体混合物是否可用蒸馏方法进行分离
B．根据固体溶解度曲线可以判断物质结晶的方法
C．根据熵变可以判断所有化学反应能否自发进行
D．根据化学平衡常数可以判断化学反应进行的限度
A．氧元素被还原，氮元素被氧化
B．有两种元素的化合价发生了变化
C．生成的气体与转移电子的物质的量之比是10：3；
3、下列反应一定能自发进行的是（D）
A、放热反应B、熵增加的反应
C、熵增加的吸热反应D、熵增加的放热反应
4．下列反应常温时能自发进行，并既能用能量判据又能用熵判据解释的是（）
A.HCl+NH3＝NH4Cl B.2KClO3＝2KCl+3O2↑
C.2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑
D.Ba(OH)2·8H2O+2 NH4Cl＝BaCl2+ NH3↑+10H2O
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.
理解
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
+
+
[直击高考]
1、（08盐城一检）氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究。
（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。
C(s) + H2O(g)＝H2(g) + CO(g)△H = +131.3 kJ，△S = +133.7 J/K
该反应在低温下能否自发（填：能或否）。
3．（08南京一检）下列说法不正确的是
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.
[课堂练习]
1、下列变化的熵变大于零的是
A．H2O(l) H2O(g)B．CO2(g) CO2(s)
C．NaOH(aq)+HCl(aq)＝NaCl(aq)+H2O
D．NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
2、下列说法正确的是：（B）
A．凡是放热反应都是自发的。B．铁在潮湿空气中生锈是自发过程
C．自发反应都是熵增大的反应。D．电解池的反应是属于自发反应
△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.
[讲解]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.
（讲解）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)
C．反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与反应温度无关
D．温度有可能对反应的方向起决定性的作用
2、已知在298K、100Pa下反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H = —113.0 kJ·mol-1，△S= —145.3J·mol-1·K-1。请同学们经过计算判断人们提出的用上述反应治理汽车尾气是否可行？
3．（08南通一检）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2 CO2＝2 CO＋O2，CO可用作燃料。
与价值观
通过认识自发反应，感受化学对生活的影响。
教学重点
利用焓变和熵变说明化学反应的方向
教学难点
利用焓变和熵变说明化学反应的方向
教学方法
讨论法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
【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】：
1、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？
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.
[典型例题]1、下列说法中正确的是（D）
A．某反应低温条件下能自发进行，那么高温条件下也一定能自发进行
B．某反应高温条件下不能自发进行，那么低温条件下也不能自发进行
专题2化学反应速率与化学平衡2.2化学反应的方向和限度
（第1课时）判断化学反应方向的依据
教学
课题
专题
专题1化学反应速率
单元
第二单元化学反应的方向和限度
节题
第二课时：判断化学反应方向的依据
教学目标
知识与技能
能初步利用焓变和熵变说明化学反应的方向。
过程与方法
通过生活中事例，培养学生归纳思维能力。
情感态度
△S(298K)=169.6J•mol-1•K-1
【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:
（△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？
(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 ,
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.
[理解]
[体会]
△H < O即放热反应
不一定
“一定条件”
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
(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
A．根据沸点差异可以判断两种液体混合物是否可用蒸馏方法进行分离
B．根据固体溶解度曲线可以判断物质结晶的方法
C．根据熵变可以判断所有化学反应能否自发进行
D．根据化学平衡常数可以判断化学反应进行的限度
A．氧元素被还原，氮元素被氧化
B．有两种元素的化合价发生了变化
C．生成的气体与转移电子的物质的量之比是10：3；
3、下列反应一定能自发进行的是（D）
A、放热反应B、熵增加的反应
C、熵增加的吸热反应D、熵增加的放热反应
4．下列反应常温时能自发进行，并既能用能量判据又能用熵判据解释的是（）
A.HCl+NH3＝NH4Cl B.2KClO3＝2KCl+3O2↑
C.2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑
D.Ba(OH)2·8H2O+2 NH4Cl＝BaCl2+ NH3↑+10H2O
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.
理解
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
+
+
[直击高考]
1、（08盐城一检）氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究。
（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。
C(s) + H2O(g)＝H2(g) + CO(g)△H = +131.3 kJ，△S = +133.7 J/K
该反应在低温下能否自发（填：能或否）。
3．（08南京一检）下列说法不正确的是
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.
[课堂练习]
1、下列变化的熵变大于零的是
A．H2O(l) H2O(g)B．CO2(g) CO2(s)
C．NaOH(aq)+HCl(aq)＝NaCl(aq)+H2O
D．NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
2、下列说法正确的是：（B）
A．凡是放热反应都是自发的。B．铁在潮湿空气中生锈是自发过程
C．自发反应都是熵增大的反应。D．电解池的反应是属于自发反应
△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.
[讲解]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.
（讲解）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)
C．反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与反应温度无关
D．温度有可能对反应的方向起决定性的作用
2、已知在298K、100Pa下反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H = —113.0 kJ·mol-1，△S= —145.3J·mol-1·K-1。请同学们经过计算判断人们提出的用上述反应治理汽车尾气是否可行？
