高中化学 2.1 化学反应的方向、限度与速率教案 鲁教版选修4VIP免费

第二章化学反应的方向、限度与速率第一节化学反应的方向【教学目标】1、理解能量判据、熵的概念2、理解能量判据和熵判据对化学反应进行方向的共同影响3、学会利用能量判据和熵判据分析化学反应进行的方向【教学重点】利用焓判据与熵判据判断反应进行的方向【教学难点】综合利用焓判据与熵判据判断反应进行的方向【教学过程】【引导】在地球这个环境中，高山流水和低水高流现象能否自动发生？低水高流要实现采取什么办法？在低水高流过程中外界停止做功，过程还能否实现？归纳自发和非自发过程的定义。自发过程是在一定条件下，不需外力能自动发生的过程。而非自发过程必须外界持续做功，否则，过程就会停止，这样的过程才叫做“非自发过程”。根据定义判断以下过程的自发性。1、盐酸滴加到石灰石上2、二氧化碳气体通入氯化钙溶液中【思考与交流】⑴、高山流水是一个自动进行的自然过程。高处水一定会流到低处吗？流动的速率如何?⑵、低处水可以流至高处么？可采取什么措施？⑶、在“低水高流”的过程中一旦外界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？一、自发过程与非自发过程自发过程：在一定条件下，的过程；非自发过程：在通常状况下，的过程。【讨论】请尽可能多地列举你熟知的自发过程。【探究】以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处(1)钠与水反应：2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=－368kJ/mol(2)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=－824kJ/mol(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/mol共同点：二、自发过程的能量判据能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外部做功或释放热量），这一经验规律就是能量判据。注：能量判据又称焓判据，即△H0的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。〖练习〗1、已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：①C(金刚石、s)+O2(g)＝CO2(g)△H1＝－395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是A、金刚石转化成石墨是自发进行的过程B、石墨转化成金刚石是自发进行的过程C、石墨比金刚石能量低D、金刚石比石墨能量低12、知道了某过程有自发性之后，则A、可判断出过程的方向B、可确定过程是否一定会发生C、可预测过程发生完成的快慢D、可判断过程的热效应【思考】判断下列过程中能量的变化情况：1、冰→液态水→水蒸气2、氯化钠晶体溶于水【展示】自发进行的吸热反应：N2O5分解：2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ/mol碳铵的分解：(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol【思考】分析刚才两个自发过程中混乱度的变化情况：1、冰→液态水→水蒸气2、氯化钠晶体溶于水三、自发过程的熵判据1、混乱度与熵混乱度：表示体系的不规则或无序状态。——混乱度的增加意味着体系变得更加无序熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S——体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大注：同一物质，在气态时熵最，液态时，固态时最。2、熵变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在混乱度的变化，叫做熵变，符号：△S△S=S产物－S反应物注：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向－－熵增自发过程的熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据——熵判据。【小结】自发过程的两大变化趋势：1、物质具有的能量趋于降低焓(H)判据：DH(焓变)<0，放热反应2、物质的混乱度趋于增加熵(S)判据：DS(熵变)>0，熵增原理【思考】1、解释以下两种自发现象：①室温时冰融化②－10℃时水结冰2、填下表2焓变熵变化学反应能否自发进行DH＜0DS＞0DH＞0DS＜0DH＜0DS＜0DH＞0DS＞0【过渡】如何正确判断一个化学反应是否能够自发进行，必须综合考虑反应的焓变和熵变四、吉布斯自由能判断反应自发进行的方向△G=△H-T△S五、自主小结1、自发和非自发过程2、焓变和熵变是影响化学反应进行的两个因素3、焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行4、当这两个因素的方向相反时，反应是否自发，必须综合考虑反应的焓变和熵变。3