2022年人教版高中化學(xué)選修四 2-4-1 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 教案1

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1、2022年人教版高中化學(xué)選修四 2-4-1 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 教案1 【教學(xué)目標(biāo)】 1.了解反應(yīng)的自發(fā)性與反應(yīng)過(guò)程中能量變化及熵值變化的關(guān)系； 2.能夠用熵增原理判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 【教學(xué)重難點(diǎn)】[來(lái)源:] 能夠用熵增原理判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】 〖引入〗水往低處流，而不會(huì)自發(fā)的向上流；一般在室溫下，冰塊會(huì)融化，鐵器在潮濕空氣中會(huì)生銹，甲烷與氧氣的混合氣體遇明火就燃燒，這些過(guò)程都是自發(fā)的。這些不用借助于外力就可以自動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)過(guò)程的共同特點(diǎn)是，體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量，即體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。那是否就意味著放熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，吸熱反

2、應(yīng)就是非自發(fā)進(jìn)行呢？ 〖副板書(shū)〗在25℃和1．01×105Pa時(shí)， 2N2O5(g)== 4NO2(g)+O2(g) ?H=56．7 kJ／mol (NH4)2CO3(s)== NH4 HCO3(s)+NH3(g) ?H=74．9 kJ／mol 〖分析〗不難看出，上述兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，顯然只根據(jù)反應(yīng)熱（焓變）來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。那么究竟如何來(lái)判斷反應(yīng)的自發(fā)性呢？ 科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量趨于“最低”和由“有序”變?yōu)椤盁o(wú)序”的自然現(xiàn)象，提出了互相關(guān)聯(lián)的能量判據(jù)和熵判據(jù)，為最終解決反應(yīng)自發(fā)性問(wèn)題提供了必要的依據(jù)。 〖講解〗除自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)外，還有

3、一類(lèi)自發(fā)過(guò)程，例如放在同一密閉容器中的氣體或液體物質(zhì)(也包括能夠揮發(fā)的固態(tài)物質(zhì))的蒸汽，不需要外界的任何作用，氣態(tài)物質(zhì)會(huì)通過(guò)分子的擴(kuò)散自發(fā)地形成均勻混合物。這種現(xiàn)象可以推廣到相互接觸的固體物質(zhì)體系，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期放置后，人們能夠找到通過(guò)擴(kuò)散而進(jìn)入的另一種固體中的原子或分子(這種現(xiàn)象可以作為純物質(zhì)難以保存的最本質(zhì)的解釋)。又如把硝酸銨溶于水雖然要吸熱，它卻能夠自發(fā)地向水中擴(kuò)散。為了解釋這樣一類(lèi)與能量狀態(tài)的高低無(wú)關(guān)的過(guò)程的自發(fā)性，人們提出在自然界還存在著另一種能夠推動(dòng)體系變化的因素，即在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向。因?yàn)榕c有序體系相比，無(wú)序體系“更加穩(wěn)定”，可以采取更多的存在方式。以撲

4、克牌為例，經(jīng)過(guò)多次的洗牌之后，嚴(yán)格按照花色和序號(hào)排列的機(jī)會(huì)與花色序號(hào)毫無(wú)規(guī)律的混亂排列的機(jī)會(huì)相比，大概要相差幾十個(gè)數(shù)量級(jí)?？茖W(xué)家把這種因素稱(chēng)作熵。 〖板書(shū)〗熵： 1、概念：描述體系混亂度的物理量 2、符號(hào)：S 3、單位：J?mol-1?K-1 4、熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大，這個(gè)原理也叫做熵增原理。在用來(lái)判斷過(guò)程的方向時(shí)，就稱(chēng)為熵判據(jù)。 5、同一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)有關(guān)：S（g）>S（l）>S（s） 6、熵變（?S）：?S==反應(yīng)物總熵—生成物總熵 7、反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法： ?H—T?S<0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 ?H—T?S=0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) ?H—T?S>0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 〖講解〗在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向。放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)的熵變大于零，都對(duì)?H—T?S<0有所貢獻(xiàn)，因此放熱和熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 〖補(bǔ)充習(xí)題〗