《化學反應進行的方向》教案2(新人教選修4)

化學反響進行的方向冠今中學曹雪剛【教學目標】了解反響的自發(fā)性與反響過程中能量變化及熵值變化的關系；能夠用熵增原理判斷化學反響進行的方向?！窘虒W重難點】能夠用熵增原理判斷化學反響進行的方向【教學過程設計】〖引入〗水往低處流，而不會自發(fā)的向上流；一般在室溫下，冰塊會融化，鐵器在潮濕空氣中會生銹，甲烷與氧氣的混合氣體遇明火就燃燒，這些過程都是自發(fā)的。這些不用借助于外力就可以自動進行的自發(fā)過程的共同特點是，體系會對外部做功或釋放熱量，即體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。那是否就意味著放熱反響自發(fā)進行，吸熱反響就是非自發(fā)進行呢〖副板書〗在25℃和1．01×1052N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)?H=56．7kJ／mol(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g)?H=74．9kJ／mol〖分析〗不難看出，上述兩個反響都是吸熱反響，顯然只根據反響熱〔焓變〕來判斷反響進行的方向是不全面的。那么究竟如何來判斷反響的自發(fā)性呢科學家根據體系存在著力圖使自身能量趨于“最低〞和由“有序〞變?yōu)椤盁o序〞的自然現象，提出了互相關聯的能量判據和熵判據，為最終解決反響自發(fā)性問題提供了必要的依據?！贾v解〗除自發(fā)的化學反響外，還有一類自發(fā)過程，例如放在同一密閉容器中的氣體或液體物質(也包括能夠揮發(fā)的固態(tài)物質)的蒸汽，不需要外界的任何作用，氣態(tài)物質會通過分子的擴散自發(fā)地形成均勻混合物。這種現象可以推廣到相互接觸的固體物質體系，經過長期放置后，人們能夠找到通過擴散而進入的另一種固體中的原子或分子(這種現象可以作為純物質難以保存的最本質的解釋)。又如把硝酸銨溶于水雖然要吸熱，它卻能夠自發(fā)地向水中擴散。為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的上下無關的過程的自發(fā)性，人們提出在自然界還存在著另一種能夠推動體系變化的因素，即在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序的傾向。因為與有序體系相比，無序體系“更加穩(wěn)定〞，可以采取更多的存在方式。以撲克牌為例，經過屢次的洗牌之后，嚴格按照花色和序號排列的時機與花色序號毫無規(guī)律的混亂排列的時機相比，大概要相差幾十個數量級?？茖W家把這種因素稱作熵?！及鍟届兀?、概念：描述體系混亂度的物理量2、符號：S3、單位：J?mol-1?K-14、熵判據：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增大，這個原理也叫做熵增原理。在用來判斷過程的方向時，就稱為熵判據。5、同一物質的熵與其聚集狀態(tài)有關：S〔g〕>S〔l〕>S〔s〕6、熵變〔?S〕：?S==反響物總熵—生成物總熵7、反響進行方向的判斷方法：?H—T?S<0反響能自發(fā)進行?H—T?S=0反響到達平衡狀態(tài)?H—T?S>0反響不能自發(fā)進行〖講解〗在溫度、壓強一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個化學反響的方向。放熱反響的焓變小于零，熵增加反響的熵變大于零，都對?H—T?S<0有所奉獻，因此放熱和熵增加有利于反響自發(fā)進行?！佳a充習題〗1．以下說法中，正確的選項是()A．化學反響總是伴隨著能量變化的B．能夠自發(fā)進行的反響不一定都是放熱反響C．只有放熱反響才能夠自發(fā)進行D．能夠自發(fā)進行的反響就一定能夠發(fā)生并完成2．以下物質中，熵值(S)最大的是()A．金剛石B．Cl2(1)C．I2(g)D．Cu(s)3．水在273K、1．01×105Pa時可轉化為固態(tài)，在373K時那么又可轉化為氣態(tài)。假設分別用S(g)、S(1)、S(s)表示水的氣、液、固三種狀態(tài)的熵值，那么以下表達式中，正確的選項是()A．S(g)<S(1)<S(s)B．S(g)>S(1)>S(s)C．S(g)>S(1)=S(s)D．S(g)>S(s)>S(1)4．反響2H2(g)+O2(g)==2H2O(1)?H==285．8kJ·mol-1，以下結論中，正確的選項是()A．E(反響物)>E(生成物)B．E(反響物)<E(生成物)C．反響放熱D．反響吸熱5．以下熱化學方程式中，放出的熱量最多的是()A．CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(1)△HB．2CH4(g)+4O2(g)==2CO2(g)+4H2O(1)△HC．CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)△HD．2CH4(g)+4O2(g)==2CO2(g)+4H2O(g)△H6．在25℃、1．01×105Pa條件下，反響2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)?H==+56．7kJ·mol-1能夠自發(fā)進行。從能量上分析，生成物的總能量比反響物的總能量，從反響前后的熵值看，反響后的熵值(填“增加〞、“減小〞或“不變〞〖提高題〗7．：298K、1．01×105Pa下：石墨：△H===0．0kJ·mol-1、S==5．74J·mol-1·K-1；金剛石：△H==1．88kJ·mol-1、S==2．39J·mol-1·K-1。以下表達中，正確的選項是()A．根據焓和熵的觀點，石墨比金剛石穩(wěn)定B．根據焓和熵的觀點，金剛石比石墨穩(wěn)定C．根據熵的觀點，石墨比金剛石穩(wěn)定，但根據焓的觀點，金剛石比石墨穩(wěn)定D．根據焓的觀點，石墨比金剛石穩(wěn)定，但根據熵的觀點，金剛石比石墨穩(wěn)定8．某化學反響其△H==—122kJ·mol-1，?S==231J·mol-1·K-1，那么此反響在以下哪種情況下可自發(fā)進行()A．在任何溫度下都能自發(fā)進行B．在任何溫度下都不能自發(fā)進行C．僅在高溫下自發(fā)進行D．僅在低溫下自發(fā)進行9．煤中含有硫，燃燒時會產生有害的SO2，用生石灰可以消除SO2，減少污染，其反響為CaO(s)+SO2(s)==