高中化學(xué) 第一節(jié)《化學(xué)反應(yīng)的方向》導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修

1、湖北省武漢市蔡甸區(qū)第二中學(xué)高中化學(xué)選修四第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向?qū)W(xué)案教師寄語：為了夢想，我們要努力向前！學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、了解熵與熵變的概念。預(yù)習(xí)學(xué)案自發(fā)過程： 列舉常見的自發(fā)過程，理解其含義： 自發(fā)反應(yīng)：在一定溫度、壓強(qiáng)下，不借助(光、電能等）外部力量既能進(jìn)行，或具有發(fā)生的可能性的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。自發(fā)反應(yīng)是從屬于自發(fā)過程的，是屬于自發(fā)過程的一部分。如何判斷一個過程、一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行呢？一個過程或者一個反應(yīng)要自發(fā)的進(jìn)行要符合什么條件呢？【探究1】下列自發(fā)過程中有哪些變化趨勢？自然界中水總是從高處往地處流；室溫下冰塊自動融化；共同點(diǎn)（能量變化方式）： ?！咎骄?】觀察下列幾個自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，

2、找出它們的共同之處：鈉與水反應(yīng)2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)H=368 kJ/mol鐵生銹：3Fe(s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) H=824 kJ/mol共同點(diǎn)：H 0， 熱反應(yīng)，能量變化（焓變）方式 一、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向自發(fā)過程的體系取向于從 能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?能狀態(tài)(焓變 0)，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù)，是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。注意：（1）焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向，能否實(shí)現(xiàn)要看具體條件；（2）焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)。（3）反應(yīng)焓變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個因素，但不是唯一因素二、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向1

3、、熵： ，表示符號： 。熵值越大， 越大。2、同一條件下，不同物質(zhì)的熵 ；同一物質(zhì)的不同聚集狀態(tài)的熵的關(guān)系： 3、舉出一些熵增加（即體系的混亂度增大）過程的例子： 4、熵變：:S = ，符號： S正負(fù)判斷： 氣體體積增大的反應(yīng)，S0,熵增加反應(yīng) 氣體體積減小的反應(yīng)，S0NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)H=37.3kJ/molCaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H=178.2kJ/mol2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) H=126.1kJ/mol5、熵增加的反應(yīng) （有利于、不利于）反

4、應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。6、只有熵增加的反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行嗎？ ， 試舉例： 。熵變是 有關(guān)的又一個因素，但不是唯一因素。三、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響自發(fā)過程的兩大變化趨勢：（1）能量趨于 （2）混亂度趨于 3.適用判據(jù)應(yīng)注意的問題：（1）判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合H和S，利用H-TS（2）條件是一定溫度、壓強(qiáng)下（3）反應(yīng)具有自發(fā)性，只能說明這個反應(yīng)有進(jìn)行的趨勢，但這個反應(yīng)到底能不能反應(yīng)，那還要看反應(yīng)進(jìn)行的限度和反應(yīng)進(jìn)行的速率。課堂學(xué)案練習(xí)：判斷下列物質(zhì)混合后在給定條件下能否反應(yīng)，若能反應(yīng)請寫出化學(xué)方程式。 NaOH 溶液與鹽酸混合 NaCl 溶液與水混合： 氫氣、氮?dú)庠诟邷?、高壓和催化劑條件下混合： 氫

5、氣、氧氣在常溫下混合： 氫氣、氧氣混合后點(diǎn)燃：1、自發(fā)反應(yīng)：在給定的一組條件下，一個反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度。2、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向 交流研討課本P35 寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，分析反應(yīng)的自發(fā)性。 1mol Fe(OH)2 (S) 與O2(g)、H2O（l）反應(yīng)生成1mol Fe(OH)3 (S) 放出的熱量為111.1KJ 1mol NH4HCO3 (S) 與足量CH3COOH 溶液反應(yīng)，吸收的熱量為 37.30 KJ 1mol CaCO3 (S) 分解成CaO (S) 和 CO2(g) 吸收的熱量為176.5KJ 判斷： 所有的自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。（ ） 反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能

6、自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的唯一因素。（ ）3、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向交流研討 固體硝酸銨溶解是 過程，NaOH溶解是 過程，而NaCl、蔗糖的溶解過程焓變 。固體溶解的共同特點(diǎn)是： ，即 ，或者說 。 熵： 注意： 在同一條件下，不同物質(zhì)的熵 。 同一物質(zhì)的熵與 及 有關(guān)。如同一物質(zhì)量相同時，S（g） S（l） S（s） 熵變 列舉熵增加的過程： 列舉熵減小的過程： 判斷： 熵變是反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素，但不是唯一因素。（ ） 熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。 （ ）練習(xí)： 下列過程的熵變的判斷不正確的是（ ） A、溶解少量食鹽于水中：S0 B、碳和氧氣反應(yīng)生成CO（g）：S0 C、H2O（g）變成液態(tài)水：S0

7、D、CaCO3 (S) 分解成CaO (S) 和 CO2(g) ：S0 下列關(guān)于冰熔化為水的過程判斷正確的是（ ） A、H0 S 0 B、H0 S 0 C、H0 S 0 D、H0 S 03、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響 化學(xué)反應(yīng)方向的判斷依據(jù)： 由化學(xué)反應(yīng)方向的判斷可以得出，對于 、 的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，而 、 的反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)焓變與熵變作用相反時，若相差懸殊，某一因素可占主導(dǎo)地位，若相差不大， 可能對反應(yīng)方向起決定作用。討論：已知反應(yīng) 2NO（g）+ 2CO（g）= N2（g）+2CO2（g）在298K，100KPa下，其H = 113.0kJ/mol S = 143.5J/m

8、olK 請討論該反應(yīng)是否可用于消除汽車尾氣中的NO？請說明道理 。 已知汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)的溫度高于2000K，能否認(rèn)為設(shè)計(jì)一個裝置使該反應(yīng)在發(fā)動機(jī)中進(jìn)行？請分析說明。若假定該反應(yīng)的H 隨溫度的變化忽略不計(jì)，請計(jì)算使該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的最高溫度。 【鞏固練習(xí)】教師寄語：好的學(xué)習(xí)習(xí)慣是及時的練習(xí)、反思與總結(jié)。1、下列結(jié)論中正確的是（ ） A、自發(fā)反應(yīng)一定是放熱反應(yīng) B、自發(fā)一定是吸熱反應(yīng) C、有的吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行 D、吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行2、下列說法不正確的是（ ） A、冰水的過程若自發(fā)進(jìn)行，H TS B、水冰的過程若自發(fā)進(jìn)行，H0 C、冰 水的平衡狀態(tài)，H = TS D、水冰的平衡狀態(tài)，H =

9、03、對于化學(xué)反應(yīng)，下列說法不正確的是（ ） A、HTS = 0 可逆過程（化學(xué)平衡狀態(tài)）B、HTS 0 非可逆過程（正反應(yīng)自發(fā)）C、HTS 0 非可逆過程（正反應(yīng)非自發(fā)，逆反應(yīng)自發(fā)）D、H 0，S 0 可逆過程（正反應(yīng)自發(fā)）4、下列關(guān)于單位的表述錯誤的是（ ） A、S 的單位是kJmol-1 B、H的單位是kJmol-1C、H的單位是Jmol-1 D、S的單位是Jmol-1 K-15、下列變化中 S0 的是（ ） A、固體NaCl溶于水B、水蒸發(fā)為水蒸氣 C、N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）D、2H2O O2 +2H26、下列組合中在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行的是（ ） A、H 0，

10、S 0B、H 0，S 0C、H 0，S 0D、H 0，S 07、25時，KNO3在水中的飽和溶液物質(zhì)的量濃度是6molL-1，若將1mol 固體KNO3置于1L水中，則KNO3變成鹽溶液過程的HTS的取值為（ ）A、0B、= 0 C、0 D、不能確定8、已知反應(yīng)CO（g）C（s）+1/2O2（g）的H為正值，S為負(fù)值。設(shè)H和S不隨溫度而變化，下列說法中正確的是（ ）A、低溫下是自發(fā)變化 B、高溫下是自發(fā)變化C、低溫下是非自發(fā)變化，高溫下是自發(fā)變化D、任何溫度下都是非自發(fā)變化9、對于反應(yīng)：C2H5OH（g）C2H4（g）+H2O（g）；H = 45.78kJ/mol S = 126.19 J/m

11、olK請通過計(jì)算判斷在298.15K時，此反應(yīng)能否進(jìn)行？10、高溫時空氣中的N2和O2會反應(yīng)生成NO而污染大氣：N2（g）+O2（g）2NO（g）。試通過計(jì)算說明在1200的條件下，此反應(yīng)能否正向自發(fā)進(jìn)行？估算自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是多少？（已知H = 180.50kJ/mol S = 247.7 J/molK）課堂小測 教師寄語：思考就有收獲！1、化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)與否可用下列哪些數(shù)據(jù)判斷（ ） A、僅用焓變 B、僅用熵變 C、僅用溫差變 D、用HTS2、在298K時，NaCl在水中的溶解度為 26g。如將1mol NaCl溶解在 1L水中，此溶解過程中體系的HTS 和熵變?nèi)绾巫兓?）A、HTS0

12、 S0 B、HTS0 S0 C、HTS0 S0 D、HTS0 S03、在298K及101.325KPa下發(fā)生下列反應(yīng): 2H2(g) + O2(g) = H2O（l） CaO (S) + CO2(g) = CaCO3 (S) 其熵變分別為S(1)、S（2），則下列情況正確的是A、S(1) 0、S（2）0 B、S(1) 0、S（2）0C、S(1) 0、S（2）0 D、S(1) 0、S（2）04.下列說法完全正確的是（ ） A.放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng) B.S為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng) C.物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，S為正值 D.如果H和S均為正值，當(dāng)溫度升高時，反應(yīng)可能自發(fā)進(jìn)行5.下列反應(yīng)中，S最大的是（ ）