蘇教版高中化學(xué)選修：化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 全國公開課一等獎(jiǎng)

第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度第一頁，共三十頁。自然界發(fā)生的過程都有一定的在一定條件下，不需要外界做功就能自動(dòng)進(jìn)行的過程叫做“自發(fā)過程”方向性第二頁，共三十頁。水總是自動(dòng)地由高處往低處流。欲使水從低處輸送到高處，需要外界幫助（外界必須做功）。第三頁，共三十頁。在一定條件下，無需外界幫助（即不需環(huán)境對反應(yīng)體系做功）就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)，稱之為自發(fā)反應(yīng)。在溫度和壓強(qiáng)下，第四頁，共三十頁。交流與討論根據(jù)我們以前所的知識(shí)，再請列舉一些自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。2H2(g)+O2(g)====2H2O

(l)點(diǎn)燃2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)通電自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)第五頁，共三十頁。思考CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)Mg(s)＋H2SO4(aq)＝MgSO4(aq)＋H2(g)2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)＝Na2SO4(aq)＋2H2O(l)以下這些在常溫下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)有什么共性？第六頁，共三十頁。能量較高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向。水流高處低處電流高電勢低電勢傳熱高溫低溫刮風(fēng)高氣壓低氣壓自然界中的自發(fā)過程：第七頁，共三十頁。實(shí)驗(yàn)與思考CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)ΔH＜0Mg(s)＋H2SO4(aq)＝MgSO4(aq)＋H2(g)ΔH＜02NaOH(aq)＋H2SO4(aq)＝Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＜0根據(jù)實(shí)驗(yàn)盤中的藥品，對以下這些在常溫下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你發(fā)現(xiàn)了什么？它們有什么共同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？第八頁，共三十頁。刮風(fēng)高氣壓低氣壓較高氣壓北方南方蘇州第九頁，共三十頁。早在一個(gè)世紀(jì)之前，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)：絕大多數(shù)放熱（△H＜0）反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行?！鱄＜0的程度越大越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)體系有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。第十頁，共三十頁。實(shí)驗(yàn)與思考實(shí)驗(yàn)盤中有兩小包藥品分別是NH4Cl晶體和Ba(OH)2晶體。把兩小包藥品混合于塑料薄膜袋中，排出袋內(nèi)空氣，扎緊袋口，用手按壓薄膜使晶體混合均勻。片刻后，你發(fā)現(xiàn)了什么？2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2(s)＝2NH3(g)＋BaCl2(s)＋2H2O(l)△H＞0第十一頁，共三十頁。整齊的房間混亂的房間第十二頁，共三十頁。整齊的頭發(fā)混亂的頭發(fā)第十三頁，共三十頁。第十四頁，共三十頁?；靵y度增大的傾向是存在于自然界的普遍規(guī)律。第十五頁，共三十頁。熵：衡量一個(gè)體系混亂度的物理量。用符號(hào)S表示。熵變：變化前后體系熵的變化。用符號(hào)△S表示。

△S=S（變化后體系總熵）－S（變化前體系總熵）

△S＞0表示體系的混亂度增大；

△S＜0表示體系的混亂度減小。

1850年，德國物理學(xué)家克勞修斯引入了一個(gè)新的物理量：第十六頁，共三十頁。練習(xí)判斷下列過程的熵變：H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)同一物質(zhì)，在氣態(tài)時(shí)熵值最大，液態(tài)時(shí)次之，固態(tài)時(shí)最小。即：S(g)>S(l)>S(g)第十七頁，共三十頁。2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2(s)＝

2NH3(g)＋BaCl2(s)＋2H2O(l)

△H＞0

△S＞0討論與總結(jié)第十八頁，共三十頁。反應(yīng)體系混亂度增大（△S＞0）有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?！鱏＞0的程度越大越有利反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)體系有趨向于最混亂狀態(tài)的傾向。第十九頁，共三十頁。推薦閱讀

一個(gè)生命有機(jī)體在不斷地產(chǎn)生熵，并逐漸趨向于最大熵的危險(xiǎn)狀態(tài)，生命以負(fù)熵為生，是從環(huán)境抽取“序”維持系統(tǒng)的組織。第二十頁，共三十頁。練習(xí)判斷下列過程的熵變：干冰的氣化鋅粒溶于稀硫酸中2C2H6(g)＋7O2(g)→4CO2(g)＋6H2O(g)點(diǎn)燃△S＞0△S＞0△S＞0產(chǎn)生氣體的變化，氣體物質(zhì)的量增大的變化，為熵增的變化。第二十一頁，共三十頁。已知常溫下，NH4NO3(s)

、NaOH(s)、NaC1(s)等固體都可自發(fā)的溶于水中。思考為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？交流與思考NH4NO3(s)＝NH4＋(aq)＋NO3－(aq)NaOH(s)＝Na＋(aq)＋OH－(aq)NaC1(s)＝Na＋(aq)＋C1－(aq)△S＞0△S＞0△S＞0△H＞0△H＜0焓變微乎其微固體的溶解過程是熵增加的過程。第二十二頁，共三十頁。NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)△S＜0不利于反應(yīng)自發(fā)△H＜0有利于反應(yīng)自發(fā)常溫下，反應(yīng)是自發(fā)的交流與分析第二十三頁，共三十頁。NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)△S＜0不利于反應(yīng)自發(fā)△H＜0有利于反應(yīng)自發(fā)常溫下，反應(yīng)是自發(fā)的高溫下，反應(yīng)是非自發(fā)的NH4Cl(s)＝NH3(g)＋HCl(g)△S＞0有利于反應(yīng)自發(fā)△H＞0不利于反應(yīng)自發(fā)常溫下，反應(yīng)是非自發(fā)的高溫下，反應(yīng)是自發(fā)的第二十四頁，共三十頁。隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入了家庭，汽車的大量使用，也造成了城市中的大氣污染，尾氣中的NO、CO進(jìn)入大氣，為了減輕大氣污染，人們提出通過2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)來處理，這一方案是否可行？理論依據(jù)是什么？（通過查閱資料可得到：反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量）實(shí)踐應(yīng)用實(shí)踐證明室溫下該反應(yīng)確實(shí)能自發(fā)進(jìn)行。但把NO和CO在室溫下混合于某密閉容器中，發(fā)現(xiàn)放置很長時(shí)間NO和CO的濃度幾乎沒有變，這又是為什么呢？△H＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量＜0△S＜0常溫下，反應(yīng)是自發(fā)的常溫下，反應(yīng)速率太慢第二十五頁，共三十頁。汽車尾氣凈化器鈀、鉑作為催化劑第二十六頁，共三十頁?！枰⒁猓夯瘜W(xué)反應(yīng)的自發(fā)性可用于判斷化學(xué)反應(yīng)向某一方向進(jìn)行的可能性，但不能確定化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的速率，也不能確定化學(xué)反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生。注意：例如：涂有防銹漆和未涂防銹漆的鋼制器件，其發(fā)生腐蝕過程的自發(fā)性是相同的，但只有后者可以實(shí)現(xiàn)。第二十七頁，共三十頁。實(shí)踐應(yīng)用3Na+AlCl33NaCl+Al一定條件氧化鋁轉(zhuǎn)化為氯化鋁：方案一：方案二：2Al2O3(s)+6Cl2(g)====4AlCl3(g)+3O2(g)一定條件Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)====2AlCl3(g)+3CO(g)一定條件第二十八頁，共三十頁。謝謝第二十九頁，共三十頁。內(nèi)容總結(jié)第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度。自然界發(fā)生的過程都有一定的。欲使水從低處輸送到高處，需要外界幫助（外界必須做功）。根據(jù)我們以前所的知識(shí)，再請列舉一些自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。能量較高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向。實(shí)驗(yàn)盤中有兩小包藥品分別是NH4Cl晶體和Ba(OH)2晶體。把兩小包藥品混