第二单元 化学反应的方向和限度教学设计

化学反应进行的方向

临沧市一中 纪德燕

【学习目标

】

1、理解焓判据、熵的概念 2、利用焓判据判断反应进行的方向 3、利用熵变判断反应进行的方向 4、利用自由能判断反应进行的方 【教学过程】教师：水总是自发的从高处往地处流！

自发过程：在一定条件

下，不需要外力作用就能

自动进行的过程； 非自发过程：在一定条件

下，需持续借助人为作用

才能进行的过程。

化学反应中的自发过程 (1)钠与水反应： 2Na(s) + 2H2O (l) = 2NaOH + H2 (g) △H=－368 kJ/mol (2)铁生锈： 3Fe(s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=-824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应： 2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol 共同点——放热反应

△H＜0一

、自发过程的能量判据 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)，这一经

验规律就是能量判据。 能量判据又称焓判据，即△H＜0 的反应有自发进行的倾向，焓判

据是判断化学反应进行方向的判

据之一

。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： ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(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

AC

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 判断下列过程中能量的 变化情况： 1、冰→液态水→水蒸气 2、氯化钠晶体溶于水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 【交

流与

讨论

】

混乱度：表示体系的不规则或无

序状态。——混乱度的增加意味

着体系变得更加无序 混乱度与熵 熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S——体系的无序性越高，即混乱度越高，熵

值就越大同一物质，在气态时熵最大， 液态时次之，固态时最小。

熵变 反应过程中气体物质的量增加的反应

叫做熵增反应。 固体的溶解过程、墨水扩散过程和

体扩散过程。N2O5分解： 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解： (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol 自发进行的吸热反应

【学与问】 发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的 熵判据加以解释，由此你对于

理论的指导作用是否有新的 体会？

一

、在讨论过程的方向问题时，我们指的 是没有外界干扰时体系的性质 二、过程的自发性只能用于判断过程的方向，

不能确定过程是否一定会发生和过程发

生的速率

练习：1、下列说法正确的是( ) A.知道了某过程有自发性之后，则可确定该过程是否一定会发生 B.知道了某过程有自发性之后，则可预测该过程发生、完成的快慢 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不会改

2、变化学反应进行的方向知道了某过程有自发性之后，则 A.可判断出过程的方向 B.可确定过程是否一定会发生 C.可预测过程发生完成的快慢 D.可判断过程的热效应 复合判据体系自由能变化（

G ）综合考虑了焓 变和熵变对反应体系的影响：

G= H-TS（Ｔ

为热力学温度，均为正值）。在恒温、恒压下， 用G判断化学反应在该状况时自发进行的方向 显得更为科学（当G <0时可自发进行）。

反应在该状况下能否自发进行 三、化学反应自发进行的方向 2、物质的混乱度趋于增加 1、物质具有的能量趋于降低 H(焓变) S(熵变)>0 焓(H)判据

熵(S)判据

自身能量趋于“最低”

“有序”变为“无序”

能量判据

熵判据

【当堂检测】1、以下自发反应可用焓判据来解释的是( ) A、硝酸铵自发地溶于水 B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；

△H=+56.7kJ/mol C (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol D、2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/mol

2：下列说法正确的是( ) A 、凡是放热反应都是自发的，

由于吸热反应都是非自发性的。 B、自发反应一定是熵增大，非自

发反应一定是熵减小或不变 C、自发反应在恰当条件下才能

实现。 D、自发反应在任何条件下都能

实现。

3、自发进行的反应一定是∶（

） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。 4、某化学反应其△H= -122 kJ·mol -1，∆S= 231 J·mol -1·K-1， 则此反应在下列哪种情况下可自

发进行 ( ) A．在任何温度下都能自发进行 B．在任何温度下都不能自发进

行 C．仅在高温下自发进行 D．仅在低温下自发进行

【归纳小结】

焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发

化学反应的共同影响

方向

反应焓变吸热放热熵增 反应熵变熵减