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2

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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2 【教學(xué)目標(biāo)】 1．通過(guò)回顧和比較日常生活中所見(jiàn)所聞以及常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)，知道放熱反應(yīng)的自發(fā)性和某些吸熱過(guò)程的自發(fā)性；能用焓變說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)的方向。 2．通過(guò)“有序”和“無(wú)序”的對(duì)比，認(rèn)識(shí)熵變基本涵義；能用熵變說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)的方向。 3．通過(guò)日常生活中的焓變和熵變的具體實(shí)例，學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、歸納、概括等方法對(duì)信息進(jìn)行加工，構(gòu)建新知識(shí)；體會(huì)化學(xué)與日常生活是息息相關(guān)的。 【教學(xué)重點(diǎn)】 焓減和熵增與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系。 【教學(xué)過(guò)程】 情境導(dǎo)入：汽車(chē)尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代城

2、市中的大氣污染物，為了減輕大氣污染，人們提出通過(guò)以下反應(yīng)來(lái)處理汽車(chē)尾氣：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判斷這一方案是否可行？理論依據(jù)是什么？ 活動(dòng)一：認(rèn)識(shí)自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng) 1．交流：“舊知回顧1、2”。 2．小結(jié)：自發(fā)過(guò)程——在一定條件下，不需要 作用就能 進(jìn)行的過(guò)程。自發(fā)反應(yīng)——在給定條件下，能 的反應(yīng)。自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)可被用來(lái) 。 3．思考與交流：“自發(fā)反應(yīng)一定能自動(dòng)進(jìn)行，而非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生”，這句話對(duì)嗎？說(shuō)明理由。 對(duì)應(yīng)練習(xí)1

3、．考察下述自然界的一些自發(fā)變化，可發(fā)現(xiàn)它們有一些共同的特點(diǎn)。下列說(shuō)法不正確的是 A. 都有一定的方向性，按某一物理量標(biāo)度由高到低自發(fā)進(jìn)行 B. 都可以用來(lái)做功，自發(fā)過(guò)程一旦發(fā)生后體系做功的本領(lǐng)就會(huì)降低 C. 有一定的進(jìn)行限度，自發(fā)過(guò)程總是單向地趨向于非平衡狀態(tài) D. 有一定的數(shù)據(jù)差來(lái)判斷自發(fā)變化能否發(fā)生 活動(dòng)二：認(rèn)識(shí)焓判據(jù) 1．觀察交流：教材P34列出的七個(gè)熱學(xué)方程式，總結(jié)共同點(diǎn)和差異點(diǎn)。 2．小結(jié)：（1）對(duì)于有能量變化的自發(fā)過(guò)程共同特點(diǎn)：體系的能量趨向于從 狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)? 狀態(tài)（這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或者釋放熱量）。 （2） 的化學(xué)反應(yīng)容易

4、自發(fā)進(jìn)行，這就是所謂的能量判據(jù)。但只根據(jù)焓變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。 對(duì)應(yīng)練習(xí)2．以下自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來(lái)解釋的是(　　) A．硝酸銨自發(fā)的溶于水 B．濕的衣服經(jīng)過(guò)晾曬變干1 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 活動(dòng)三：認(rèn)識(shí)熵判據(jù) 1．思考與交流：兩種或兩種以上互不反應(yīng)的氣體通入一密閉容器中，最終會(huì)混合均勻，這些過(guò)程都是自發(fā)的，與焓變有關(guān)嗎？是什么因素決定此過(guò)程能自發(fā)進(jìn)行？ 2．小結(jié)：（1）混亂度——表示體系

5、的不規(guī)則或無(wú)序狀態(tài)?；靵y度的增加意味著體系變得更加無(wú)序。 熵——熱力學(xué)上用來(lái)表示混亂度的狀態(tài)函數(shù)，符號(hào)為S，單位：J·mol－1·K－1。體系的無(wú)序性越 ，即混亂度越 ，熵值就越 。 （2）熵的大小判斷： ①同一物質(zhì)，在氣態(tài)時(shí)熵最 ，液態(tài)時(shí)次 ，固態(tài)時(shí)最 。②與物質(zhì)的量成正比。 （3）反應(yīng)熵變△S = 反應(yīng)產(chǎn)物總熵 — 反應(yīng)物總熵。產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，或氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，△S通常為 值，為熵 反應(yīng)。兩種氣體的混合是熵 的過(guò)程。 （4）熵判椐：在與外界隔絕的體系中，自

6、發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵 ，即ΔS 零。稱(chēng)為熵增原理。 3．思考與交流：自發(fā)反應(yīng)一定是熵增加的反應(yīng)嗎？ 4．閱讀：教材P36“科學(xué)視野”。 5．小結(jié)：（1）在一定條件下，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，既與反應(yīng) 有關(guān)，又與反應(yīng) 有關(guān)。研究表明，在恒溫、恒壓下，判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)是：體系自由能變化（△G、單位：KJ/mol）：△G = △H — T△S（注意：T的單位是“K”,不是“℃”，T=273+℃）。 △G = △H —T△S < 0 反應(yīng) 自發(fā)進(jìn)行；△G =△H—T△S = 0 反應(yīng) ； △G =△H —

7、T△S > 0 反應(yīng) 自發(fā)進(jìn)行。 （2）過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向，不能確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程的速率。 對(duì)應(yīng)練習(xí)3．在圖Ⅰ中A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開(kāi)，如圖Ⅱ，兩種氣體分子立即都占有了兩個(gè)容器。這是一個(gè)不伴隨能量變化的自發(fā)過(guò)程。關(guān)于此過(guò)程的下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．此過(guò)程是從混亂程度小的向混亂程度大的變化過(guò)程，即熵增大的過(guò)程 B．此過(guò)程為自發(fā)過(guò)程，而且沒(méi)有熱量的吸收或放出 C．此過(guò)程是自發(fā)可逆的 D．此過(guò)程從有序到無(wú)序，混亂度增大 對(duì)應(yīng)練習(xí)4．已知101kPa、298.15K時(shí)石灰石分解反應(yīng)：Ca

8、CO3(s) ==CaO(s)+CO2(g) ΔH（298 .15K）= +178.3 kJ? moL-1，ΔS（298 .15K）= +160.4 J? moL-1·K-1 試判斷在此條件時(shí)反應(yīng)的自發(fā)性及自發(fā)進(jìn)行的最低溫度(焓變△H及熵變?S受溫度的影響可忽略) 。 【鞏固習(xí)題】 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，凡是吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的 B．自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變 C．自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn) D．自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn) 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) ①鐵在潮濕空氣中生銹是自發(fā)過(guò)程?、贜H4HCO3受

9、熱分解是由于由不穩(wěn)定物質(zhì)生成了穩(wěn)定物質(zhì) ③反應(yīng)焓變是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的惟一因素 ④自發(fā)過(guò)程中，熵值都是增大的?、轀囟取簭?qiáng)一定時(shí)，放熱且熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行?、薨袰O2通入到Na2SiO3溶液中之所以生成白色沉淀是因?yàn)橛蓮?qiáng)酸能制取弱酸 A．①②③④⑤⑥ B．①②⑤⑥ C．③④ D．④⑤⑥ 3．下列反應(yīng)在任意溫度下一定能自發(fā)進(jìn)行的是(　　) A．2NaCl＋2H2O=2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ B．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)　ΔH＜0 C．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0 D．X2Y2(g)

10、===X2(g)＋Y2(g)　ΔH＜0 4．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿；而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可以制造器皿?，F(xiàn)把白錫制造的器皿放在0℃、101 kPa的室內(nèi)存放，它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能繼續(xù)使用(　　) (已知在0℃、101 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)，焓變和熵變分別為ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1 A．會(huì)變 B．不會(huì)變 C．不能確定 D．升高溫度才會(huì)變 5．反應(yīng)CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某溫度下自發(fā)向右進(jìn)行，若反應(yīng)|ΔH|＝17 kJ·mol－

11、1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，則下列正確的是(　　) A．ΔH＞0，ΔH－TΔS＜0 B．ΔH＜0，ΔH－TΔS＞0 C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔH－TΔS＜0 6．下列內(nèi)容與結(jié)論相對(duì)應(yīng)的是 (　　)。 選項(xiàng) 內(nèi)容 結(jié)論 A H2O(g)變成H2O(l) ΔS>0 B 硝酸銨溶于水可自發(fā)進(jìn)行 因?yàn)棣>0 C 一個(gè)反應(yīng)的ΔH>0，ΔS>0 反應(yīng)一定不自發(fā)進(jìn)行 D H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－271 kJ·mol－1 ΔS＝8 J·mol－1·K－1 反應(yīng)在任意外界條件下均可自發(fā)進(jìn)行