人教版高中化学选修4：化学反应原理 　化学反应进行的方向 说课一等奖

第四节化学反应进行的方向第一页，共三十九页。第二页，共三十九页。第三页，共三十九页。汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？第四页，共三十九页。化学反应进行的快慢化学反应的限度化学反应进行的方向——化学反应速率——化学平衡——?第五页，共三十九页。高山流水冰雪融化花开花谢第六页，共三十九页。墨水滴入水中气体的扩散第七页，共三十九页。固体的溶解第八页，共三十九页。①自然界中水总是从高处往低处流；②室温下冰块自动融化；③墨水扩散；气体扩散；④食盐溶解于水；第九页，共三十九页。自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。自发反应：在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件呢？第十页，共三十九页。【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。1。自然界中水总是从高处往低处流；2。电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；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/mol2.铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)

△H=－824kJ/mol3.氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/mol共同点：△H<0，放热反应，高能向低能转化。共同点：高能向低能转化。第十一页，共三十九页。一、自发过程的焓判据（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，焓变小于0)，这一经验规律就是焓判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。第十二页，共三十九页。

若△H<0，正向反应有自发进行的倾向；

若△H>0，正向反应没有自发进行的倾向，而逆向反应有自发进行的倾向。第十三页，共三十九页。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AC第十四页，共三十九页。交流讨论19世纪，化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？请举例说明。第十五页，共三十九页。2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)△H=+37.3kJ/molCaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

△H=+178.2kJ/mol2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)

△H=+126.1kJ/mol举例：吸热反应第十六页，共三十九页。一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？冰融化、墨水扩散、固体溶于水、电流、班级成绩分化第十七页，共三十九页。阅读：课本P35相关内容汇报、交流自主学习成果第十八页，共三十九页。克劳修斯

（德国）熵S第十九页，共三十九页。有序混乱第二十页，共三十九页。两种理想气体的混合可顺利自发进行既不吸热也不放热的自发过程H2O2O2H2第二十一页，共三十九页。一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？冰融化、墨水扩散、固体溶于水、电流、班级成绩分化第二十二页，共三十九页。

熵：描述体系混乱度的物理量符号：S单位：J•mol-1•K-1

有序变无序：熵增的过程第二十三页，共三十九页。二、自发过程的熵判据（熵增原理）：

若△S>0，正向反应有自发进行的倾向；

若△S<0，正向反应没有自发进行的倾向，而逆向反应有自发进行的倾向。第二十四页，共三十九页。[思考]分析下列两个自发过程中混乱度的变化情况：1、冰→液态水→水蒸气

2、固体硝酸铵溶于水

第二十五页，共三十九页。69.9Jmol-1K-147.9Jmol-1K-1188.7Jmol-1K-1S(g)>S(l)>S(s)三种状态下水的熵

冰水水蒸气第二十六页，共三十九页。熵值大小的判断：

(1)

S(g)>S(l)>S(s)(2)

①气体体积增大的反应，△S>0,熵增加反应

②气体体积减小的反应，△S<0,熵减小反应

第二十七页，共三十九页。练习2：判断下列反应熵变大小：（1）N2+3H2=2NH3（2）2C+O2=2CO（3）CaCO3=CaO+CO2△S＜0△S＞0△S＞0第二十八页，共三十九页。3.下列反应中，ΔS最大的是()A.CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)B.2SO2(g)+O2(g)＝2SO3(g)C.N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)D.CuSO4(s)+5H2O(l)＝CuSO4•5H2O(s)4.某反应２AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH、ΔS应为()A.ΔH<0，ΔS>0B.ΔH<0，ΔS<0C.ΔH>0，ΔS>0D.ΔH>0，ΔS<0AC第二十九页，共三十九页。2Al（s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe（s）△S=-39.35J·mol-1·K-1第三十页，共三十九页。焓变熵变化学反应能否自发进行

H＜0

S＞0

H＞0

S＜0

H＜0

S＜0

H＞0

S＞0科学家们总结出了一条公式△G＝△H－T△S，△G代表的是自由能，用自由能来判断反应进行的方向是最全面最科学的，当△G<0时，反应就可以自发进行

任何温度都自发进行不能自发进行较低温度时自发进行高温时自发进行讨论交流：完成下表阅读：课本P36相关内容第三十一页，共三十九页。三、吉布斯自由能（复合判据）<0反应有自发进行的倾向

△G＝△H－T△S=0反应达平衡状态

>0反应没有自发进行的倾向第三十二页，共三十九页。△H单位：kJ•mol-1

△S单位：J•mol-1•K-1

计算时应注意单位的统一第三十三页，共三十九页。对反应CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△H=+178.2KJ·mol-1

△S=+169.6J·mol-1·K-1室温下，△G=△H-T△S=178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1

=128KJ·mol-1>0因此，室温下反应不能自发进行；如要使反应自发进行，则应使△H-T△S<0，则T>△H/△S=178.2KJ·mol-1/0.1696KJ·mol-1·K-1=1051K。第三十四页，共三十九页。2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），知识应用：已知，298K、101KPa下，该反应

△H=-113.0KJ·mol-1

，

△S=-143.5J·mol-1·K-1△G=△H-T△S=-69.68KJ·mol-1<0第三十五页，共三十九页。影响因素：化学反应的方向

反应焓变

反应熵变共同影响吸热放热熵增熵减焓减小有利于反应自发，熵增大有利于