鲁科版-化学反应原理-第2章 化学反应的方向、限度与速率-第1节 化学反应的方向公开课

《化学反应的方向》学案【学习目标】了解焓变与反应方向的关系，能利用焓变初步判断化学反应的方向。了解概念，知道化学反应存在熵变。了解熵变与反应方向的关系，能利用熵变初步判断化学反应的方向。能通过关系式△H–T△S定性分析反应焓变与熵变对反应方向影响，定量判断反应方向。【重点难点】理解焓变与熵变对反应方向的共同影响【联想质疑】目前为止，我们学习了许许多多的化学反应，那如何判断一个化学反应在指定条件下能否发生，或者在什么条件下发生，这就涉及到化学反应的方向问题。【自主学习】课本P35—36中间部分【技能归纳】反应焓变与反应方向1．自发过程（1）含义：叫做自发过程；相反，只有在热.电.光等形式的能量推动下才能发生的过程称为非自发过程。（2）特征：具有，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则逆向方向反应在该条件下肯定不自发。【交流研讨】焓变自发性举例△H<0常温常压下：4Fe(OH)2(s)＋2H2O(1)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s)△H<0高温：CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s)△H>0常温常压下：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)＝CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(1)△H>0室温：CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)大量事实证明，多数能自发进行，有的反应也能自发进行。【技能归纳】2．化学反应的焓变与反应方向的关系（即化学反应的热效应对反应方向有影响）是影响化学反应方向的一个因素，但不是唯一因素，还有其他因素影响反应方向。【迁移应用】1．关于自发过程的叙述，正确的是（）A．其逆过程在相同条件下也必定是自发的B．其逆过程在相同条件下也可能是自发的C．其逆过程在其它条件下也可能是自发的D．自发过程与外界条件无关2．下列过程是非自发的是（）A．水由地处流向高处B．生铁在潮湿的空气中生锈C．室温下水结成冰D．天然气的燃烧3．实验证明，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．所有的放热反应都是自发进行的B．所有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种重要因素D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据【自主学习】课本P36中间部分---P37中间【技能归纳】二、反应熵变与反应方向1．熵（1）定义：熵是的物理量。（2）符号：（3）单位：（4）大小判据：①物质的混乱度：混乱度越，体系越无序，体系的熵值就越。②物质的存在状态：对于同一种物质Sm（）>Sm()>Sm()。③物质组成的复杂程度：一般组成物质原子种类相同时，一个分子中原子数目越多，其混乱度就越大，熵值也越大。2．熵变（1）定义：化学反应的熵变（2）符号：（3）表达式：（4）正负判断的一般依据：对于有气体参与的化学反应（气体参与反应时气体既可以是反应物也可以是产物），的化学反应，其熵变通常是，是熵的反应；反之，的化学反应，其熵变通常是，是熵的反应。大量事实证明，有利于反应的自发进行，许多的的反应在常温常压下可以自发进行；也有些的反应在常温常压下不能自发进行，但在较高温度下。另外，有些的反应在常温常压下也可以自发进行。【技能归纳】3．反应熵变与反应方向是影响化学反应方向的又一个因素，但也不是唯一的因素。【迁移应用】4．试根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零。（1）水蒸气冷凝成水。（2）CaCO３（S）＝CaO（S）＋CO２（g）（3）乙烯聚合成聚乙烯。（4）气体在催化剂上吸附。（5）碳水化和物在生物体内分解5．下列反应中，熵减小的是（）A．(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)B．2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)C．MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D．2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)6．下列关于化学反应的熵变的叙述中，正确的是（）A．化学反应的熵变与反应的方向性无关B．化学反应的熵变直接决定了反应的方向C．熵变为正的反应都是混乱度增大的反应D．熵变为正的反应都能自发进行【自主学习】课本P37中间—P39全部【技能归纳】三、熵变与焓变对反应方向的共同影响1．化学反应自发进行的判断依据一个化学反应能否自发进行，即与反应的有关，又与反应的有关。在条件下，化学反应的方向是由反应的共同决定的，反应方向的判断为：，反应能自发进行；，反应达到平衡状态；，反应不能自发进行。2．化学反应的变化趋势在等温等压条件下，自发反应总是向的方向进行，直至达到平衡状态。3．△H.△S的正负及温度的升降对△H–T△S的值产生的影响（1）△H<0，△S>0，则一定有，在任何温度下，反应均能自发进行。（2）△H>0，△S<0，一定有，显然这样的反应在任何温度下都不能自发进行。（3）△H>0，△S>0，因素不利于反应，而因素–T△S却利于反应。孰大孰小，决定于具体体系具体数值。但可以肯定的是，若增加，则增加因素的影响，甚至可以使因素的正面影响超过因素的负面影响，反应就变成可以自发进行了，即该类反应在下正向自发.在下正向不自发。（4）△H<0，△S<0，因素有利，而因素不利。若降低可以减少因素的负面影响，也可以使反应得以进行，即该类反应在下正向自发.在下正向不自发。以上都是定性的讨论，在后两种情况中，若改变温度，也要考虑到不同温度情况下△H和△S自身的变化。【特别提醒】化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的，并不能说明在该条件下反应能否实际发生。【迁移应用】7．对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是（）A．在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向B．温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素D．固体的溶解过程与焓变有关8．下列关于化学反应的自发性叙述中，正确的是（）A．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定自发B．焓变和熵变都小于0的反应肯定自发C．焓变和熵变都大于0的反应肯定自发D．焓变大于0而熵变小于0的反应肯定自发9．温度、压强一定，某反应在高温下不能自发进行，而在低温下可自发进行的条件是（）A．△H<0△S<0B．△H>0△S>0C．△H<0△S>0D．无法确定10．已知：4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(S)△H=KJ·mol-1△S=J·mol-1·K-1。试判断该反应在常温常压下能够自发进行吗？11．已知：反应CaCO3(s)CaO(s,生石灰)+CO2(g)ΔH(298K)=kJ·mol－1ΔS