高中化学 《化学反应的方向和限度》教案3 苏教版选修4.doc

专题2 化学反应速率与化学平衡第二单元化学反应的方向和限度第一课时化学反应的方向判断化学反应方向的依据
【引入】:
自然界中有许多现象是可以自发进行的,请结合自己的生活经验举例说明.
自然界中水总是从高处往低处流
电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动
室温下冰块自动融化
墨水扩散
食盐溶解于水
火柴棒散落
化学反应中镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿空气中生锈、甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4等,这些过程都是自发的,其逆过程就是非自发的.
化学反应的方向.
:
在一定条件下,不借助外部力量就能自动进行的过程.
:在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应.
【过渡】:
如何判断一个过程,一个反应能否自发进行?
二、判断化学反应方向的依据.
【交流与讨论】:
酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点?
△H < O即放热反应
放热反应使体系能量降低,能量越低越稳定, △H < O有利于反应自发进行.
(能量判据).
体系趋向于从高能状态转变为低能状态
(这时体系会对外做功或者释放热量~△H ﹤0)
【设问】:
自发反应一定要△H < O ?
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
H= +
【结论】:
△H < O有利于反应自发进行,但自发反应不一定要△H < O.
焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素.
为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性,科学家们提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵.
.
(1).熵:体系混乱度的量度,即熵是用来描述体系的混乱度.
符号:S 单位: J•mol-1•K-1 .
体系混乱度越大,熵值越大;体系混乱度越小,熵值越小.
(2).熵变:反应前后体系熵的变化.
同一物质,S(g)﹥S(l)﹥S(s)
产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应,熵变通常都是正值
( △S >0),为熵增加反应.
【设问】:
火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化?从混乱度变化角度分析它们为什么可以自发?
自发过程的体系趋向于由有序转变为无序,导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理,也就是反应方向判断的熵判据.
(3).熵判据:
混乱度越大越稳定,△S > 0 有利于反应自发进行
【设问】:
CaCO3(s) == CaO (s) +CO2 (g)这个反应能否自发进行?
已知: △H(298K)=+•mol ,
△S(298K)=•mol-1•K-1
【结论】:
△S > O有利于反应自发进行,自发反应不一定要△S > O.
熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素.
(自由能变化).
△ G=△H—T △S
当△ G<0时,反应自发进行
当△ G>0时,反应不自发进行
当△ G=0时,平衡状态
温度对反应自发性的情况:
类型
△H
△S
△H—T△S
反应的自发性
1
-
+
永远是—
任何温度都是
自发反