第二单元 化学反应的方向和限度教学设计(第一课时)

巩留县高级中学教案

年级：高二

学科：化学

主备人：叶心如

二次备课

第三节

化学平衡

第四课时 化学反应进行的方向（第1课时）

授课时间: 备课时间：

课时：1 课型：新授课

【知识与技能】

1、理解能量判据、熵的概念

2、利用能量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

【过程与方法】

①

培养学生分析、推理、归纳、概括和总结的能力；

②以平衡移动定律为主线，结合实验进行串联、延伸培养分析问题的能力。

【情感态度价值观】

通过对动态平衡的学习，加深理解“对立统一”这一辩证唯物主义观点

教学重点：焓减与熵增与化学反应方向的关系。

教学难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系。

教学方法：比较、归纳、清晰脉络关系，结合练习

教具学具：多媒体课件 教学过程：

【阅读】课本36页

学生举例：

1、生活中的自发过程：

(1)自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；

(2) 铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。

这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性——其中是否蕴藏了一定的科学原理？

2、化学反应中的自发过程

(1)甲烷燃烧：

1

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－802.3 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=－571.6 KJ/mol 共同点——放热反应 E反 >E生

一、自发过程与能量判据

1、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。

☆共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态

2、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，是判断化学反应进行方向的判据之一。

有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用能量判据却无法解释清楚，例如：

两种理想气体的混合可顺利自发进行，无须借助外力

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 二、熵与熵判据

1．在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。

2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据——熵判据。

3．同一物质，在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。

物质由有序变得无序，即有序程度降低，混乱度增加。

熵：表示物质混乱度。熵越大混乱度越大。

熵变△S：生成物熵与反应物熵之差。

三、能量判据和熵判据的应用

能量判据中，自发过程取向于最低能量状态的倾向 熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的倾向

很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。

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注意：

1．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。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。

2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。

【阅读】“科学视野”

反应自发进行的判断

△H – T△S< 0 自发进行

△H – T△S= 0 平衡状态

△H – T△S> 0 非自发进行

【小结】

一、化学反应进行方向的判据

1．能量判据：自发过程趋向于最低能量状态的倾向。放热过程常常是容易进行的。

2．熵判据：自发过程趋向最大混乱度的倾向。若干熵增的过程是自发的。

二、理解熵的含义和熵的变化

1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等……

2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。

3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。

4、由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（△G）将更适合于所有的过程。

5、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期发生和过程发生的速率。

如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。

6、若一个变化的正向能自发进行，则逆向是非自发反应。

7、反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的，但在1273K时，这一反应就是自发的反应。

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规律方法总结

自发反应中的焓变和熵变的关系

1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、

氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，

如甲烷燃烧、氢气和氯气化合等。

2、吸热的自发过程是熵增加的过程，如冰的融化、

硝酸铵溶于水等。

3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想

气体的混合等。

板书设计： 作业布置：

教学后记：

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