福建省漳州市薌城中學(xué)高二化學(xué) 專題二 化學(xué)反應(yīng)方向及判斷依據(jù)教學(xué)案.doc

專題2 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：（1）理解熵的概念（2）能初步利用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2、過程與方法：通過聯(lián)系生活以及自然界的普遍變化規(guī)律引導(dǎo)學(xué)生理解判斷自發(fā)反應(yīng)進(jìn)行的兩個(gè)因素。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過從現(xiàn)象分析到理論探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法。教學(xué)重點(diǎn) 自發(fā)反應(yīng)與反應(yīng)方向的判斷。教學(xué)難點(diǎn) 熵變與焓變的理解。教學(xué)過程 【引導(dǎo)】我們知道，水總是由高處往低處流，這一過程能自發(fā)進(jìn)行，而低水高流現(xiàn)象能否自發(fā)發(fā)生？低水高流要實(shí)現(xiàn)可采取什么辦法？在低水高流過程中外界停止做功，過程還能否實(shí)現(xiàn)？【板書】：一、自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)1、自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。討論 請盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過程。如：nacl溶于水、室溫下冰融化成水、熱由高溫物體傳向低溫物體、鐵器暴露在潮濕空氣中會(huì)生銹、可燃性氣體在空氣中遇明火就會(huì)燃燒等等。總結(jié)：自發(fā)過程的特點(diǎn)：自發(fā)過程具有方向性，且不能自動(dòng)恢復(fù)原狀，若要恢復(fù)必須借助外力。敘述：與自然界中的許多變化一樣，化學(xué)反應(yīng)也具有方向性。板書：2、自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下（一定溫度和壓強(qiáng)下）不需外界幫助，就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。如：zn和cuso4反應(yīng)。交流與討論p42：討論下列反應(yīng)在室溫下能否自發(fā)進(jìn)行。如能自發(fā)進(jìn)行，請寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。 1、水分解成氫氣和氧氣的反應(yīng)。 2、氯氣與溴化鉀溶液的反應(yīng)。 3、乙烯與溴單質(zhì)的反應(yīng)。 4、氮?dú)夂脱鯕馍梢谎趸＿^渡：究竟如何判斷一個(gè)反應(yīng)是否能自動(dòng)進(jìn)行？板書：二、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)分析與討論： 下列反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，分析其可能的原因3fe(s) + 2o2(g) = fe3o4(s) h = -1118.4 kjmol-1c(s) + o2(g) = co2(g) h = -393.509 kjmol-1ch4(g) + 2o2(g) = co2(g) + 2h2o(l) h = -890.36 kjmol-1學(xué)生尋找規(guī)律 得出結(jié)論：放熱反應(yīng)，體系的能量降低，自然界的過程有著趨于向能量較低方向進(jìn)行的趨勢，放熱有利反應(yīng)自發(fā)，它是自發(fā)反應(yīng)的一個(gè)內(nèi)在推動(dòng)力。 板書：1、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)一（焓判據(jù)）：dh0 的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。提出問題：“放熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行”，你同意這種觀點(diǎn)嗎？探究實(shí)驗(yàn)：學(xué)生觀察現(xiàn)象并得出結(jié)論nh4cl晶體+氫氧化鋇晶體反應(yīng) 現(xiàn)象: 溫度降低，錐型瓶和木板間結(jié)冰。得出結(jié)論: 有些吸熱過程或沒有熱效應(yīng)的過程也可能自發(fā)進(jìn)行，所以dh0 不是判斷反應(yīng)是否自發(fā)的唯一依據(jù)。追問：是什么因素促使吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行呢？繼續(xù)探究： 學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)1、有序的火柴棒散落；2、蔗糖溶于水。得出結(jié)論: 自發(fā)過程取向于最大混亂度的傾向。板書：2、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)二（熵判據(jù)） ：大多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)趨向于使體系的混亂度增加的傾向 引入新概念：（1）熵 衡量一個(gè)體系混亂度的物理量。 符號(hào)： s 構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間無規(guī)則排列的程度越大，體系的混亂度越大，熵越大。熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化，符號(hào)：s s0體系的混亂度增大，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行； s0 體系的混亂度減小，不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。分析與討論：判斷下列過程的熵變大于零還是小于零 h2o(s)h2o(l)h2o(g) naoh（s）=na+(aq)+oh-(aq) 高溫 n2(g)+3h2（g）2nh3(g) caco3(s) = cao3(s) + co2(g) 歸納：（2）導(dǎo)致混亂度增加的因素1、 同一物質(zhì)在氣態(tài)時(shí)熵值 最大 ，液態(tài) 較小 ，固態(tài)時(shí) 最小 。2、 固體的溶解過程、墨水 擴(kuò)散 過程和氣體的 擴(kuò)散 過程。3、 產(chǎn)生氣體的反應(yīng)和氣體的物質(zhì)的量 增加 的反應(yīng)。 小結(jié)：綜上所述,體系能量減小和混亂度增加都能促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,焓變和熵變共同制約著化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。跟蹤練習(xí)： 根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),分析下列過程的焓變、熵變與反應(yīng)方向 焓變 熵變 反應(yīng)方向加熱nh3（g）+ hcl（g）= nh4cl（s） 高溫分解石灰石 得出結(jié)論： 反應(yīng)是否自發(fā)還與溫度有關(guān) 知識(shí)的歸納：要正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,必須綜合考慮反應(yīng)的焓變h和熵變s，由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)(吉布斯自由能變g)將更適合于所有的過程。拓展視野對于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，可用體系自由能的變化（g）來判斷。 0 ，一定能自發(fā)進(jìn)行g(shù) = hts 0 ，達(dá)到平衡狀態(tài) 0 ，一定不能自發(fā)進(jìn)行恒t恒p焓變熵變化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行dh0ds0一定自發(fā)dh0ds0一定非自發(fā)dh0ds0低溫自發(fā)dh0ds0高溫自發(fā)需要注意：(1)很多情況下，簡單地只用其中一個(gè)判據(jù)判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。 (2)過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如:涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。知識(shí)的運(yùn)用：1、解決提出的問題：已知在298k、100pa下反應(yīng)2no(g)+2co(g)=n2(g)+2co2(g)的h = 113.0 kjmol-1，s= 145.3jmol-1k-1。請同學(xué)們經(jīng)過計(jì)算判斷人們提出的用上述反應(yīng)治理汽車尾氣是否可行？2、解釋以下兩種自發(fā)現(xiàn)象：室溫時(shí)冰融化10時(shí)水結(jié)冰知識(shí)的鞏固：1、下列說法正確的是：（ b ）a凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的。 b鐵在潮濕空氣中生銹是自發(fā)過程c自發(fā)反應(yīng)都是熵增大的反應(yīng)。 d電解池的反應(yīng)是屬于自發(fā)反應(yīng)2、下列過程屬于自發(fā)過程的是（ a c ），水由高處往低處流 ，水分解成氫氣和氧氣，甲烷和氧氣的混合氣體遇明火就會(huì)燃燒 、co氣體分解生成c和氧氣3、下列屬于熵增加過程的是（d），硝酸鉀從溶液中析出，氨氣和氯化氫氣體生成氯化銨晶體，水蒸氣凝結(jié)成液態(tài)水，碳酸氫銨受熱分解生成二氧化碳、氨氣和水蒸氣4、下列說法中正確的是（c），熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行 ，自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生，在一定條件下，吸熱反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行 ，吸熱反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行5、下列反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行的是（d），熵增加的反應(yīng) ，放熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)