第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

1、用心愛心專心1第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向本節(jié)教材分析（1）三維目標(biāo)知識(shí)與技能：（1） 理解化學(xué)反應(yīng)方向判斷的焓判據(jù)及熵判據(jù)；（2） 能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。過程與方法：通過學(xué)生已有知識(shí)及日常生活中的見聞，使學(xué)生構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)。學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納、概括等方法對(duì)信息進(jìn)行加工，構(gòu)建新知識(shí)。情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生體會(huì)事物的發(fā)展、變化常常受多種因素的制約，要全面分 析問題。（2）教學(xué)重點(diǎn)：能說出化學(xué)反應(yīng)的焓變與熵變對(duì)反應(yīng)進(jìn)行方向的影響。（3）教學(xué)難點(diǎn)：判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。（4）教學(xué)建議1、應(yīng)用討論交流的方法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力；2、啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)

2、歸納、概括，對(duì)信息進(jìn)行加工，得出結(jié)論；3、注重從學(xué)生已有知識(shí)及日常生活的經(jīng)驗(yàn)上構(gòu)建新知識(shí)。導(dǎo)課化學(xué)反應(yīng)原理有三個(gè)重要組成部分，反應(yīng)進(jìn)行的方向、快慢（反應(yīng)速率）、反應(yīng)限度（化學(xué)平衡），后兩個(gè)我們已經(jīng)初步解決，今天我們解決，我們現(xiàn)在來學(xué)習(xí)第一個(gè)問題： 反應(yīng)進(jìn)行的方向。板書第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向問題科學(xué)家是怎樣根據(jù)什么原理來判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生？（學(xué)生閱讀相關(guān)內(nèi)容后回答）回答科學(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量“最低”和由“有序”變“無序”的自然 現(xiàn)象，提出了相關(guān)聯(lián)的能量判據(jù)和熵判據(jù)，為最終解決上述問題提供了依據(jù)。小組探討不借助外力自發(fā)進(jìn)行的自發(fā)過程的特點(diǎn)。匯報(bào) 1體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)（

3、對(duì)外做功或釋放熱量）。投影講解同學(xué)們所回答的就是所謂的能量判據(jù)： 體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài) （對(duì)外做功或釋放熱量）。板書1、能量判據(jù)：體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)。問題同學(xué)們?cè)谙嗷ヌ接懸幌掠伞坝行颉弊儭盁o序”的自然現(xiàn)象，舉例說明。匯報(bào) 2密閉容器中的氣態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)蒸汽(包括揮發(fā)性固體)，會(huì)通過分子擴(kuò)散 自發(fā)形成用心愛心專心2均勻混合物。物質(zhì)溶于水自發(fā)地向水中擴(kuò)散，形成均勻的溶液等。講解為解釋這一類與能量無關(guān)的過程的自發(fā)性，科學(xué)家提出了另一推動(dòng)體系變化的因素：在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。投影板書2、熵判據(jù)：在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。講解“熵”是德國物

4、理學(xué)家克勞修斯在1 8 5 0年創(chuàng)造的一個(gè)術(shù)語，他用它來表示任何一種能量在空間中分布的均勻程度。能量分布得越均勻，熵就越大。如果對(duì)于我們所考慮的那個(gè)系統(tǒng)來說，能量完全均勻地分布，那么，這個(gè)系統(tǒng)的熵就達(dá)到最大值。熱力學(xué)第二定律告訴我們，能量轉(zhuǎn)換只能沿著一個(gè)方向進(jìn)行，總是從高能量向低能量轉(zhuǎn)換，從有序到無序，人類利用這個(gè)過程讓能量做功，同時(shí)系統(tǒng)的熵增加，熵是一個(gè)描述系統(tǒng) 狀態(tài)的函數(shù)。熵增加的過程，就意味著能量耗散了，從有用的能量轉(zhuǎn)化向?qū)θ祟悷o用的能量。思考?xì)鈶B(tài)、固態(tài)、液態(tài)三者熵值大小。板書熵值：氣態(tài) 液態(tài)固態(tài)。學(xué)與問發(fā)生離子反應(yīng)條件之一是產(chǎn)生氣體，利用熵判據(jù)進(jìn)行解釋？回答根據(jù)熵判據(jù)，在密閉條件下，體

5、系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。氣態(tài)熵值 大，反應(yīng)沿著從有序到無序方向進(jìn)行。講解早在一個(gè)世紀(jì)之前，在無數(shù)化學(xué)家的辛勤努力下，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)放熱的化學(xué)反 應(yīng)都能自發(fā)地進(jìn)行。因此提出用反應(yīng)的焓變( H)作為判斷反應(yīng)自發(fā)性的依據(jù)。這樣就得出：若 HV0,正向反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；若H0，正向反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，而逆向反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。并進(jìn)一步提出，H 的負(fù)值越大，放熱越多，則反應(yīng)越完全。因?yàn)榉磻?yīng)進(jìn)行時(shí)若放熱，則體系的能量必然降低。放出的熱量越多，則體系的能量降低得越多。因此，反應(yīng)體 系有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。板書3、焓變( H)作為判斷反應(yīng)自發(fā)性的依據(jù)：若 HV0，正向反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；若 H 0,正向反應(yīng)不

6、能自發(fā)進(jìn)行，而逆向反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。講解但有些吸熱反應(yīng)在室溫下也能自發(fā)進(jìn)行，且熵值增大。如：2NQ (g) = 4NQ (g) +Q ( g); H=56.7kJ/mol(NH)2CO (s) =NHHCO( s) +NH(g); H=74.9kJ/mol有些吸熱反應(yīng)在室溫下雖不能自發(fā)進(jìn)行，但當(dāng)溫度升高時(shí)卻能自發(fā)進(jìn)行。另如 298 K (25C)時(shí)，CaCO 能長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，若升溫至1 106 K (833C)時(shí)，反應(yīng)立即自發(fā)地正向進(jìn)行。 碳酸鈣的受熱分解， 是因?yàn)樗墚a(chǎn)生氣體狀態(tài)的二氧化碳分子，使體系的熵值增大。但該反應(yīng)因外界輸入能量，不屬于自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。板書熵值作為判斷反應(yīng)自發(fā)性的依據(jù)：在

7、化學(xué)變化中，體系趨向于最大無序的方向 進(jìn)行。用心愛心專心3強(qiáng)調(diào)過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生 的速率。在實(shí)際的化學(xué)變化中， 體系趨向于最低能量狀態(tài)的傾向與體系趨向于最大無序的傾 向有時(shí)會(huì)出現(xiàn)矛盾。 判斷某種變化是否能夠自發(fā)進(jìn)行，要權(quán)衡這兩種傾向， 有時(shí)可能是最低能量為主要因素，有時(shí)可能是最大無序起了主導(dǎo)作用，因此必須根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分 析，做出切合實(shí)際的結(jié)論。下表列入了反應(yīng)的自發(fā)性的一些情況。反應(yīng)熱熵值所屬反應(yīng)的自發(fā)性反應(yīng)舉例放熱 放熱吸熱 吸熱增大減小增大減小任何溫度都自發(fā)進(jìn)行 較低溫時(shí)自發(fā)進(jìn)行 高溫時(shí)自發(fā)進(jìn)行 任何溫度都不能自發(fā)進(jìn)行2HzOb(1)=2H2O(l)+Q(g) Na (g)+3H2(g)=2NH(g)CaCO (s)=CaO( s)+CO(g)板書注意：判斷某種變化是否能夠自發(fā)進(jìn)行，必須根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分 析，做出切合實(shí)際的結(jié)論。結(jié)束語由能量判據(jù)和熵判據(jù)做出的復(fù)合判據(jù)更適合于所有過程，這些內(nèi)容已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出初等化學(xué)的要求，無法用有限的篇幅來闡述、說明，只能給同學(xué)們留下言猶未盡的遺憾，希 望同學(xué)們通過大學(xué)課程進(jìn)一步學(xué)習(xí)。作業(yè)P361、2板書計(jì)劃第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1、能量判據(jù)：體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)。2、熵判據(jù)：在密閉條件下，體