2019-2020年高中化學(xué) 2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率教案 魯教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 2.1 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率教案 魯教版選修4 【教學(xué)目標(biāo)】1、理解能量判據(jù)、熵的概念 2、理解能量判據(jù)和熵判據(jù)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的共同影響 3、學(xué)會(huì)利用能量判據(jù)和熵判據(jù)分析化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 【教學(xué)重點(diǎn)】利用焓判據(jù)與熵判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 【教學(xué)難點(diǎn)】綜合利用焓判據(jù)與熵判據(jù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 【教學(xué)過(guò)程】 【引導(dǎo)】在地球這個(gè)環(huán)境中，高山流水和低水高流現(xiàn)象能否自動(dòng)發(fā)生？低水高流要實(shí)現(xiàn)采取什么辦法？在低水高流過(guò)程中外界停止做功，過(guò)程還能否實(shí)現(xiàn)？ 歸納自發(fā)和非自發(fā)過(guò)程的定義。自發(fā)過(guò)程是在一定條件下，不需外力能自動(dòng)發(fā)生的過(guò)程。而非自發(fā)過(guò)程必須外界持續(xù)做功，否則，過(guò)程就會(huì)停止，這樣的過(guò)程才叫做“非自發(fā)過(guò)程”。 根據(jù)定義判斷以下過(guò)程的自發(fā)性。 1、鹽酸滴加到石灰石上 2、二氧化碳?xì)怏w通入氯化鈣溶液中 【思考與交流】 ⑴、高山流水是一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的自然過(guò)程。高處水一定會(huì)流到低處嗎？流動(dòng)的速率如何? ⑵、低處水可以流至高處么？可采取什么措施？ ⑶、在“低水高流”的過(guò)程中一旦外界停止做功，該過(guò)程還能繼續(xù)進(jìn)行下去嗎？ 一、自發(fā)過(guò)程與非自發(fā)過(guò)程 自發(fā)過(guò)程：在一定條件下， 的過(guò)程； 非自發(fā)過(guò)程：在通常狀況下， 的過(guò)程。 【討論】請(qǐng)盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過(guò)程。 【探究】以“物體由高處自由下落”為代表，探究自發(fā)過(guò)程中有哪些變化趨勢(shì)。 觀察下列幾個(gè)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，找出它們的共同之處 (1)鈉與水反應(yīng)：2Na (s) + 2H2O (l) = 2NaOH (aq) + H2 (g) △H=－368 kJ/mol (2)鐵生銹：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) 　△H=－824 kJ/mol (3)氫氣和氧氣反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol 共同點(diǎn)： 二、自發(fā)過(guò)程的能量判據(jù) 能量判據(jù)：自發(fā)過(guò)程的體系取向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量），這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是能量判據(jù)。 注：能量判據(jù)又稱焓判據(jù)，即△H 0的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向，焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。 〖練習(xí)〗 1、已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為： ① C (金剛石、s)+O2 (g) ＝CO2 (g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C (石墨、s)+O2 (g) ＝ CO2 (g) △H2＝－393.51kJ/mol 關(guān)于金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是 A、金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程 B、石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程 C、石墨比金剛石能量低 D、金剛石比石墨能量低 2、知道了某過(guò)程有自發(fā)性之后，則 A、可判斷出過(guò)程的方向 B、可確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生 C、可預(yù)測(cè)過(guò)程發(fā)生完成的快慢 D、可判斷過(guò)程的熱效應(yīng) 【思考】判斷下列過(guò)程中能量的變化情況： 1、冰→液態(tài)水→水蒸氣 　　　　　　　　 2、氯化鈉晶體溶于水　　　　　　　　　　 【展示】自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)： N2O5分解： 2N2O5 (g)＝4NO2 (g)+O2 (g) △H= +56.7kJ/mol 碳銨的分解：(NH4 )2CO3 (s) ＝ NH4HCO3 (s)+NH3 (g) △H= +74.9 kJ/mol 【思考】分析剛才兩個(gè)自發(fā)過(guò)程中混亂度的變化情況： 1、冰→液態(tài)水→水蒸氣 　　　　　　　　 2、氯化鈉晶體溶于水　　　　　　　　　 三、自發(fā)過(guò)程的熵判據(jù) 1、混亂度與熵 混亂度：表示體系的不規(guī)則或無(wú)序狀態(tài)。 　　　　　——混亂度的增加意味著體系變得更加無(wú)序 熵： 熱力學(xué)上用來(lái)表示混亂度的狀態(tài)函數(shù)，符號(hào)為S 　　——體系的無(wú)序性越高，即混亂度越高，熵值就越大 注：同一物質(zhì)，在氣態(tài)時(shí)熵最　　　，液態(tài)時(shí)　　　　，固態(tài)時(shí)最　　　。 2、熵變：化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在混亂度的變化，叫做熵變，符號(hào)：△S △S=S產(chǎn)物－S反應(yīng)物 注：在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向－－熵增 自發(fā)過(guò)程的熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增原理，是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的另一判據(jù)——熵判據(jù)。 【小結(jié)】自發(fā)過(guò)程的兩大變化趨勢(shì)： 1、物質(zhì)具有的能量趨于降低　　　焓(H)判據(jù)：DH(焓變)<0，放熱反應(yīng) 2、物質(zhì)的混亂度趨于增加　　　熵(S)判據(jù)：DS(熵變)>0，熵增原理 【思考】1、解釋以下兩種自發(fā)現(xiàn)象：?、偈覝貢r(shí)冰融化　　　②－10℃時(shí)水結(jié)冰 2、填下表 焓變 熵變 化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 DH＜0 DS＞0 DH＞0 DS＜0 DH＜0 DS＜0 DH＞0 DS＞0 【過(guò)渡】如何正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 是否能夠自發(fā)進(jìn)行，必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變 四、吉布斯自由能判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向 △G= △H -T△S 五、自主小結(jié) 1、自發(fā)和非自發(fā)過(guò)程 2、焓變和熵變是影響化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的兩個(gè)因素 3、焓減小有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，熵增大有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 4、當(dāng)這兩個(gè)因素的方向相反時(shí)，反應(yīng)是否自發(fā)，必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變。