2019-2020年高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第四节 化学反应进行的方向导学案新人教版选修4

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1、2019-2020年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第四节化学反应进行的方向导学案新人教版选修4【学法指导】1.认真阅读教科书，努力完成基础部分的内容；2.结合学过的知识，通过对比分析，或者阅读资料完成能力部分。3.课堂上通过合作交流研讨，认真听取同学讲解及教师点拨，排除疑难；学习目标知识与技能过程与方法情感态度与价值观1.理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；2.能用焓变和熵变说明化学反应的方向。通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据。学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工，构建新知识。通过本节内容的学习，使学生体会事物

2、的发展、变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题。学习重点焓减和熵增与化学反应方向的关系学习难点焓减和熵增与化学反应方向的关系【学习过程】[联想、质疑]汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？探究一、自发过程和自发反应1.自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程2.自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自

3、发反应。说明：⑴①自然界中水总是从高处往低处流②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动③室温下冰块自动融化④铁器暴露在潮湿空气中会生锈⑤甲烷与氧气混合遇火就燃烧⑥锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等都是自发过程，其逆向都是___________。其中④⑤⑥都是_____________，其逆向都是_______________.⑵自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器;甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，还可设计为燃料电池。⑶非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解性成氢气和氧

4、气。[练习]下列过程是非自发的是A水由高处向低处流B天然气的燃烧C铁在潮湿空气中生锈D室温下水结成冰探究二、化学反应进行方向的判据1.能量判据对于有能量变化的自发过程共同特点：体系的能量趋向于从状态转变为__________状态（这时体系会对外部做功或者释放热量）。因为能量越低越稳定。经验表明，放热的化学反应容易自发进行，这就是所谓的能量判据。（但是较片面，不科学）[逆向思维]那么吸热反应就一定不自发进行吗？_________。请举两例：___________________________________，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。多数

5、自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如：N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）△H=＋56.7KJ/mol；NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）=CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）△H=＋37.3KJ/mol；2.熵判据对于与能量状态的高低无关的自发过程还存在着另一种能够推动体系变化的因素：固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？密闭条件下，体系有从自发地转变为

6、的倾向。因为与有序体系相比，无序体系“更加稳定”，可以采取更多的存在方式。科学家用熵（符号，单位______________来量度_________________________________在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵_________，即熵变（符号单位______________）大于零。这个原理叫熵增原理。___________的化学反应容易自发进行。这就是所谓的熵判据判据。但有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）；综合以上，要判断反应进行的方向，必须综合考

7、虑体系的和，也就是综合考虑焓判据和熵判据的复合判据，即考虑体系的自由能变化。3.自由能判据（全面。科学）体系自由能变化：符号为△G，单位kJ/mol数学表达式：△G=△H—T△S在温度、压强一定的条件下，△G注意：第一，在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。第二，大量事实告诉我们，过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。〖交流1〗为何物质的溶解是自发过程？（请用熵变来解释）〖思考2〗为何发生离子反应的条件之一是生成气体？〖思考3〗是不是只要熵变大的反应就是自发的反应？〖思考4〗解释：碳酸铵[(NH

8、4)2CO3]分解产生氨气吸热，在室温下就能自发地分