資源簡介

(共20張PPT)
化學反應進行的方向
一、趣味實驗，情境導入
含鈦礦物
鈦
粉
100年
科學家設計的方案：
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)（不發生）
TiCl4(l)+2Mg(s)=Ti(s)+2MgCl2(s)
1、知道化學反應是有方向的，理解判定化學反應方向的焓 判據和熵判據。
2、能用復合判據預測化學反應方向。
二、學習目標和重難點
1、重點：焓變和熵變與化學反應方向的關系。
2、難點：熵判據及復合判據。
三
自主學習效果反饋
高
水
低
流
四、教學過程 環節一：自發過程和自發反應
熱茶變涼
1、以上過程能自動發生嗎？
2、你還能舉出哪些實例呢？
3、從能量角度分析這些過程有什么共同特點？
4、猜測：什么樣的化學反應能自動發生？
驅動問題組一
1、自發過程：
一定條件下，不用借助于外力就可以自動進行的過程。
外力: 不是指反應條件，而是對體系持續提供能量。
2、能量角度：
自發傾向
對外做功或釋放熱量
高能狀態
低能狀態
自發反應: 給定條件下，能自發的進行到顯著程度的反應。
我證明 我證偽
我舉例
我實驗
我形成
放熱反應具有自發進行的傾向，但不全面。
環節二：化學反應方向的判據 1、焓判據
酸堿中和、燃燒反應、金屬與酸反應、活潑金屬與水反應 ……（放熱）
NH4Cl晶體與Ba(OH)2 8H2O（吸熱）
問題：什么因素驅動了吸熱反應的自發進行？
2、熵判據
1.這些自發的過程有什么趨向？
2.國際上用什么來表達混亂度？
3.①同一物質固、液、氣態，
哪種狀態的熵最大？
② 與生成氣體量有何關系？
驅動問題組二
請你分析以下反應的熵變：
1、 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH =+56.7 kJ·mol-1
2、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s) + NH3(g) ΔH =+74.9 kJ·mol-1
4、猜測：什么因素驅動了吸熱反應的自發進行？
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=BaCl2(aq)+ 2H2O(l) + 2NH3 (g)
熵增驅動了反應的自發進行。
我證明 我證偽
我
舉
例
我
形成
熵增（△S>O）有利于化學反應的自發進行，但不全面。
Na(l)+KCl(l) = NaCl(l)+K(g)
熔融
NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
Ag+(aq)＋Cl-(aq)=AgCl(s)
H2SO4(濃)(l)+2NaCl(s)=
Na2SO4(aq)+2HCl(g)

ΔS>0
ΔS>0
ΔS<0
ΔS<0
3、復合判據
思考：該過程的焓變和熵變？
猜想：焓變和熵變對過程的方向影響
不一致時，如何判定自發性呢？
與溫度有關。
魔術：點“水”成冰
如：NH4Cl(s) = NH3(g)+HCl(g) △S>0 △H >0
反應需要高溫度才能使 △G = △H - T△S < 0。
環節三：課堂小結
P36科學視野：
吉布斯自由能變化 ：
△G = △H - T△S △G <0 時自發。
環節四：課堂檢測--回顧應用，體驗價值
猜想： 可能該反應的焓增，熵減，根本沒有自發的可能。
提供數據：ΔH =+161.9 kJ·mol-1，ΔS = -38.4J·mol-1·K-1
1、回顧難題：
不能發生？
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)
追問： 如何解決這個難題呢？
釋疑：加石墨，TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)， ΔH ＜ 0 ΔS ＞ 0
再追問：反應發生了就等于快速進行了嗎？工業上1100K條件 。
形成：研究自發性為的是探討反應的可能性，只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發生和發生的速率。
2、在25 ℃、1.01×105 Pa下，反應2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)　ΔH =+56.7 kJ·mol－1能自發進行的合理解釋是(　　)
A．該反應是分解反應
B．該反應的熵增效應大于焓變效應
C．該反應是熵減反應
D．該反應是放熱反應
B
3、下列說法正確的是(　　)
A．在常溫下，放熱反應一般能自發進行，吸熱反應都不能自發進行
B. 在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向
C．因焓變和熵變都與反應自發性有關，因此焓變和熵變均可以單獨作為反應自發性的判據
D．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)
ΔH =+185.57 kJ·mol－1，能自發進行，原因是體系有自發地向混亂度增加的傾向
D
4、視野拓展
熵與宇宙：宇宙，它的過去應該是能量溫度極高，有極度規律的質點，不斷膨脹，演變成現在的宇宙 -— 霍金《時間簡史》
熵與生命：生命體通過新陳代謝攝入蛋白質等低熵物質，產生小分子的過程表現為熵增，當熵接近極大值時就達到危險狀態即死亡 —— 《生命是什么》
熵與環境： 污染就是熵增的同義詞，低碳就是低熵。
熵與信息：熵是量度我們對一個領域未知程度的量。
2、課后實踐 — 體會研究化學反應方向的重要性
微型課題：汽車尾氣的污染物主要是CO、NO，請設計消除尾氣的反應，思考反應能否實現？若能，你能計算出所需的最低溫度嗎？
環節五：任務布置 1、作業：課本36頁1、2。
數據：
ΔH=-113kJ·mol－1，
ΔS = -145.3J·mol-1·K-1
感謝聆聽和指導！

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