第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進行的方向

1、用心愛心專心1第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進行的方向本節(jié)教材分析（1）三維目標知識與技能：（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)會運用比較、歸納、概括等方法對信息進行加工，構(gòu)建新知識。情感態(tài)度與價值觀：通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生體會事物的發(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：能說出化學(xué)反應(yīng)的焓變與熵變對反應(yīng)進行方向的影響。（3）教學(xué)難點：判斷化學(xué)反應(yīng)進行的方向。（4）教學(xué)建議1、應(yīng)用討論交流的方法調(diào)動學(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

2、歸納、概括，對信息進行加工，得出結(jié)論；3、注重從學(xué)生已有知識及日常生活的經(jīng)驗上構(gòu)建新知識。導(dǎo)課化學(xué)反應(yīng)原理有三個重要組成部分，反應(yīng)進行的方向、快慢（反應(yīng)速率）、反應(yīng)限度（化學(xué)平衡），后兩個我們已經(jīng)初步解決，今天我們解決，我們現(xiàn)在來學(xué)習(xí)第一個問題： 反應(yīng)進行的方向。板書第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向問題科學(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)進行的自發(fā)過程的特點。匯報 1體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)（

3、對外做功或釋放熱量）。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)們在相互探討一下由“有序”變“無序”的自然現(xiàn)象，舉例說明。匯報 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)，會通過分子擴散 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。如果對于我們所考慮的那個系統(tǒng)來說，能量完全均勻地分布，那么，這個系統(tǒng)的熵就達到最大值。熱力學(xué)第二定律告訴我們，能量轉(zhuǎn)換只能沿著一個方向進行，總是從高能量向低能量轉(zhuǎn)換，從有序到無序，人類利用這個過程讓能量做功，同時系統(tǒng)的熵增加，熵是一個描述系統(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。思考氣態(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行。講解早在一個世紀之前，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)進行；若H0，正向反應(yīng)不能自發(fā)進行，而逆向反應(yīng)能自發(fā)進行。并進一步提出，H 的負值越大，放熱越多，則反應(yīng)越完全。因為反應(yīng)進行時若放熱，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)進行；若 H 0,正向反應(yīng)不

6、能自發(fā)進行，而逆向反應(yīng)能自發(fā)進行。講解但有些吸熱反應(yīng)在室溫下也能自發(fā)進行，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)進行，但當(dāng)溫度升高時卻能自發(fā)進行。另如 298 K (25C)時，CaCO 能長期穩(wěn)定存在，若升溫至1 106 K (833C)時，反應(yīng)立即自發(fā)地正向進行。 碳酸鈣的受熱分解， 是因為它能產(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 進行。用心愛心專心3強調(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發(fā)生和過程發(fā)生 的速率。在實際的化學(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 向有時會出現(xiàn)矛盾。 判斷某種變化是否能夠自發(fā)進行，要權(quán)衡這兩種傾向， 有時可能是最低能量為主要因素，有時可能是最大無序起了主導(dǎo)作用，因此必須根據(jù)具體情況進行具體分 析，做出切合實際的結(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)進行 較低溫時自發(fā)進行 高溫時自發(fā)進行 任何溫度都不能自發(fā)進行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)進行，必須根據(jù)具體情況進行具體分 析，做出切合實際的結(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)容已遠遠超出初等化學(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)課程進一步學(xué)習(xí)。作業(yè)P361、2板書計劃第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進行的方向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