第二单元 化学反应的方向和限度PPT配套优秀教学设计内容

化学反应原理 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元

化学反应的限度与平衡

9 化学反应方向

【学习目标】

1．通过观察、比较、归纳知道焓变和熵变是决定化学反应能否自发进行的两大因素；

2．能根据不同化学反应的反应特点，总结出判断化学反应方向的依据；

3．初步了解学习判断化学反应方向的依据的意义，体验在实践中总结规律、规律指导实践的认知过程与方法。

【学习重点】焓变和熵变、判断化学反应方向的依据

【学习难点】根据不同化学反应的反应特点，总结、判断化学反应方向的依据

【学习方法】比较归纳法、讲授法

【课时安排】1课时

【教学过程】

〖交流讨论〗自然界中常见的自发发生的变化有哪些？

一、制约化学反应方向的因素

1、焓变

（1）自然界中的许多自发过程，都有由能量较高状态向能量较低状态转化的倾向。

（2）等温、等压下，体系能量降低越多，越有利于反应自发进行。

〖例题1〗指出下列反应的焓变情况，并判断反应能否自发进行

(1) 2K(s) + 2H2O(l) = 2KOH(aq) + H2(g)

(2) NaOH固体溶解：NaOH(s) = Na+(aq) + Cl-(aq)

(3) NH4NO3固体溶解：NH4NO3(s)=NH4+(aq) +NO3- (aq)

(4)室温下：Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)= BaCl2(s)+2H2O(l)+2NH3(g)

(5)高温下：CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)

(6)高温下：C (s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)

(7) 室温下：(NH4)2CO3(s)= 2NH3 (g)+ CO2(g)+ H2O(l)

〖提问〗为什么有些化学反应在H > 0情况下也能自发发生？

2、熵变

（1）熵的定义：____________________________；符号

________ ；

（2）熵的意义：A：熵值越

大

，体系的______________越大；

B：在相同条件下，不同物质的熵值

___________ ；

同一物质不同状态的熵值大小________________________。

〖例题2〗分析下列自发过程中熵的变化，讨论自发过程与熵的变化有什么关系？

(1) NH4NO3固体溶解：NH4NO3(s)=NH4+(aq) +NO3- (aq)

(2)室温下：Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)= BaCl2(s)+2H2O(l)+2NH3(g) (3)高温下：CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)

(4)高温下：C (s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)

(5)室温下：(NH4)2CO3(s)= 2NH3 (g)+ CO2(g)+ H2O(l)

(6)高温下：H2O(S)→H2O(l)→H2O(g) （3）熵变的定义：________________________ ，用________表示；

△S>0，发生变化后体系的混乱度增大；反之，△S< 0。

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二、化学反应方向的判断方法

〖讨论〗分析下列自发变化的H和S，找出判断反应方向的规律

(1)2K(s) + 2H2O(l) = 2KOH(aq) + H2(g)

(2) NaOH固体溶解：NaOH(s) = Na+(aq) + OH-(aq)

(3)低温下：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)

(4)低温下：H2O(g)→H2O(l)→H2O(S) (5)高温下：H2O(S)→H2O(l)→H2O(g)

(6)高温下：C (s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)

(7)高温下：

CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 〖小结〗1、综合考虑反应的焓变与熵变

2、一般规律：等温、等压下，H<0、S>0，化学反应一定自发；H>0、S<0

，化学反应一定不自发；H

、S矛盾时，化学反应能否自发需考虑温度：若焓变有利，低温自发；若熵变有利，高温自发。

类

型

1 2 3 4 H

- + - + S

+ - - + 反应的自发性

举

例

〖交流讨论〗教材P42 〖拓展视野〗1876年美国化学家Gibbs提出等温、等压下化学反应方向的判据：在等温、等压下，ΔG = ΔH–TΔS，试通过对上表的计算，可以发现什么规律？

（1）ΔG < 0, 反应能自发进行

（2）ΔG > 0，反应不能自发进行，但逆反应自发

（3）ΔG = 0，反应为可逆反应，处于平衡状态

〖课堂练习〗

例1：下列说法错误的是（

）

A、硝酸铵溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程

B、同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小

C、未借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态

D、由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程

例2：判断下列化学反应的方向

（1）2N2O5(g) = 4NO2(g) +O2 (g) (H>0 )

（2）2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑(H<0 ) （3）C (s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) (H>0 )

（4）2CO(g)=2C(s)+O2(g) (H>0 ) 〖能力提升〗

1、自然界中水结成冰、冰融化成水都是自发的变化，这两种自发变化是否矛盾？如何解释这两种变化的自发性？从中可以获得哪些结论？

2、请解释：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l), △H<0、△S<0，按判断化学反应方向的依据，应在低温下能自发进行，但事实在低温条件下将两者充分混合放置很长时间甚至若干年，也观察不到水的生成，但若点燃，即能观察到有水生成。

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