2019-2020年高中化學(xué)《2.4 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué)《2.4 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修4 【教學(xué)目標(biāo)】 1、 了解反應(yīng)的自發(fā)性與反應(yīng)過程中能量變化及熵值變化的關(guān)系； 2、 能夠用熵增原理判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 【教學(xué)重難點(diǎn)】 能夠用熵增原理判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】 〖引入〗水往低處流，而不會(huì)自發(fā)的向上流；一般在室溫下，冰塊會(huì)融化，鐵器在潮濕空氣中會(huì)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(dòng)進(jìn)行的自發(fā)過程的共同特點(diǎn)是，體系會(huì)對外部做功或釋放熱量，即體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。那是否就意味著放熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)就是非自發(fā)進(jìn)行呢？ 〖副板書〗在25℃和1．01105Pa時(shí)， 2N2O5(g)== 4NO2(g)+O2(g) ?H=56．7 kJ／mol (NH4)2CO3(s)== NH4 HCO3(s)+NH3(g) ?H=74．9 kJ／mol 〖分析〗不難看出，上述兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，顯然只根據(jù)反應(yīng)熱（焓變）來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。那么究竟如何來判斷反應(yīng)的自發(fā)性呢？ 科學(xué)家根據(jù)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(xiàn)象，提出了互相關(guān)聯(lián)的能量判據(jù)和熵判據(jù)，為最終解決反應(yīng)自發(fā)性問題提供了必要的依據(jù)。 〖講解〗除自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)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(zhì)(也包括能夠揮發(fā)的固態(tài)物質(zhì))的蒸汽，不需要外界的任何作用，氣態(tài)物質(zhì)會(huì)通過分子的擴(kuò)散自發(fā)地形成均勻混合物。這種現(xiàn)象可以推廣到相互接觸的固體物質(zhì)體系，經(jīng)過長期放置后，人們能夠找到通過擴(kuò)散而進(jìn)入的另一種固體中的原子或分子(這種現(xiàn)象可以作為純物質(zhì)難以保存的最本質(zhì)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(kuò)散。為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的高低無關(guān)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(dòng)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(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。因?yàn)榕c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(jīng)過多次的洗牌之后，嚴(yán)格按照花色和序號排列的機(jī)會(huì)與花色序號毫無規(guī)律的混亂排列的機(jī)會(huì)相比，大概要相差幾十個(gè)數(shù)量級?？茖W(xué)家把這種因素稱作熵。 〖板書〗熵： 1、概念：描述體系混亂度的物理量 2、符號：S 3、單位：J?mol-1?K-1 4、熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大，這個(gè)原理也叫做熵增原理。在用來判斷過程的方向時(shí)，就稱為熵判據(jù)。 5、同一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)有關(guān)：S（g）>S（l）>S（s） 6、熵變（?S）：?S==反應(yīng)物總熵—生成物總熵 7、反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法： ?H—T?S<0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 ?H—T?S=0 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) ?H—T?S>0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 〖講解〗在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向。放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)的熵變大于零，都對?H—T?S<0有所貢獻(xiàn)，因此放熱和熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 〖補(bǔ)充習(xí)題〗 1．下列說法中，正確的是 ( ) A．化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量變化的 B．能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)不一定都是放熱反應(yīng) C．只有放熱反應(yīng)才能夠自發(fā)進(jìn)行 D．能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)就一定能夠發(fā)生并完成 2．下列物質(zhì)中，熵值(S)最大的是 ( ) A．金剛石 B．Cl2(1) C．I2(g) D．Cu(s) 3．水在273 K、1．01105Pa時(shí)可轉(zhuǎn)化為固態(tài)，在373 K時(shí)則又可轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。若分別用S(g)、S(1)、S(s)表示水的氣、液、固三種狀態(tài)的熵值，則下列表達(dá)式中，正確的是 ( ) A．S(g)S(1)>S(s) C．S(g)>S(1)= S(s) D．S(g)>S(s)>S(1)