2022年高二化學 化學反應進行的方向及判斷依據(jù)教學案

上傳人:xt****7 文檔編號:105326065 上傳時間:2022-06-11 格式:DOC 頁數(shù):2 大?。?8.02KB
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1、2022年高二化學 化學反應進行的方向及判斷依據(jù)教學案 教學目標: 1、了解熵的基本涵義及能量判椐和熵判椐的基本內(nèi)容。 2、能說出化學反應的焓變與熵變對反應進行方向的影響。 教學難點、重點:能說出化學反應的焓變與熵變對反應進行方向的影響。 教學方法:查閱資料、討論、探究。 課時安排:1課時 教學過程: [導課]化學反應原理有三個重要組成部分,反應進行的方向、快慢(反應速率)、反應限度(化學平衡),后兩個我們已經(jīng)初步解決,今天我們解決,我們現(xiàn)在來學習第一個問題:反應進行的方向。 [板書]第四節(jié) 化學反應進行的方向 [問題]科學家是怎樣根據(jù)什么原理來判斷一個化學反應能否發(fā)生?

2、(學生閱讀相關(guān)內(nèi)容后回答) [回答]科學家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量“最低”和由“有序”變“無序”的自然現(xiàn)象,提出了相關(guān)聯(lián)的能量判椐和熵判椐,為最終解決上述問題提供了依據(jù)。 [小組探討]不借助外力自發(fā)進行的自發(fā)過程的特點。 [匯報1]體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)(對外做功或釋放熱量)。 [講解]同學們所回答的就是所謂的能量判椐:體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)(對外做功或釋放熱量)。 [板書]1、能量判椐:體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)。 [問題]同學們在相互探討一下由“有序”變“無序”的自然現(xiàn)象,舉例說明。 [匯報2]密閉容器中的氣態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)蒸汽(包括揮發(fā)性固體),會通過分子擴散

3、自發(fā)形成均勻混合物。物質(zhì)溶于水自發(fā)地向水中擴散,形成均勻的溶液等。 [講解]為解釋這一類與能量無關(guān)的過程的自發(fā)性,科學家提出了另一推動體系變化的因素:在密閉條件下,體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。 [板書]2、熵判椐:在密閉條件下,體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。 [講解] “熵”是德國物理學家克勞修斯在1850年創(chuàng)造的一個術(shù)語,他用它來表示任何一種能量在空間中分布的均勻程度。能量分布得越均勻,熵就越大。如果對于我們所考慮的那個系統(tǒng)來說,能量完全均勻地分布,那么,這個系統(tǒng)的熵就達到最大值。   熱力學第二定律告訴我們,能量轉(zhuǎn)換只能沿著一個方向進行,總是從高能量向低能量轉(zhuǎn)換,從有序

4、到無序,人類利用這個過程讓能量做功,同時系統(tǒng)的熵增加,熵是一個描述系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)。熵增加的過程,就意味著能量耗散了,從有用的能量轉(zhuǎn)化向?qū)θ祟悷o用的能量。 [思考]氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)三者熵值大小。 [板書] 熵值:氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)。 [學與問]發(fā)生離子反應條件之一是產(chǎn)生氣體,利用熵判椐進行解釋? [回答] 根據(jù)熵判椐,在密閉條件下,體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。氣態(tài)熵值大,反應沿著從有序到無序方向進行。 [講解] 早在一個世紀之前,在無數(shù)化學家的辛勤努力下,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)放熱的化學反應都能自發(fā)地進行。因此提出用反應的焓變(ΔH)作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù)。這樣就得出:若ΔH<0,正向反應

5、能自發(fā)進行;若ΔH>0,正向反應不能自發(fā)進行,而逆向反應能自發(fā)進行。并進一步提出,ΔH的負值越大,放熱越多,則反應越完全。因為反應進行時若放熱,則體系的能量必然降低。放出的熱量越多,則體系的能量降低得越多。因此,反應體系有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。 [板書]3、焓變(ΔH)作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù):若ΔH<0,正向反應能自發(fā)進行;若ΔH>0,正向反應不能自發(fā)進行,而逆向反應能自發(fā)進行。 [講解]但有些吸熱反應在室溫下也能自發(fā)進行,且熵值增大。如: 2N2O5(g)= 4NO2(g)+O2(g);△H=56.7kJ/mol (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);△

6、H=74.9kJ/mol 有些吸熱反應在室溫下雖不能自發(fā)進行,但當溫度升高時卻能自發(fā)進行。 另如298 K(25 ℃)時,CaCO3能長期穩(wěn)定存在,若升溫至1 106 K(833 ℃)時,反應立即自發(fā)地正向進行。碳酸鈣的受熱分解,是因為它能產(chǎn)生氣體狀態(tài)的二氧化碳分子,使體系的熵值增大。但該反應因外界輸入能量,不屬于自發(fā)進行的反應。 [板書] 熵值作為判斷反應自發(fā)性的依據(jù):在化學變化中,體系趨向于最大無序的方向進行。 [強調(diào)]過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向,不能確定過程一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。在實際的化學變化中,體系趨向于最低能量狀態(tài)的傾向與體系趨向于最大無序的傾向有時會出現(xiàn)矛盾

7、。判斷某種變化是否能夠自發(fā)進行,要權(quán)衡這兩種傾向,有時可能是最低能量為主要因素,有時可能是最大無序起了主導作用,因此必須根據(jù)具體情況進行具體分 析,做出切合實際的結(jié)論。下表列入了反應的自發(fā)性的一些情況。 反應熱 熵值 所屬反應的自發(fā)性 反應舉例 放熱 放熱 吸熱 吸熱 增大 減小 增大 減小 任何溫度都自發(fā)進行 較低溫時自發(fā)進行 高溫時自發(fā)進行 任何溫度都不能自發(fā)進行 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) [板書]注意:判斷某種變化是否能夠自發(fā)進行,必須根據(jù)

8、具體情況進行具體分 析,做出切合實際的結(jié)論。 [結(jié)束語]由能量判椐和熵判椐做出的復合判椐更適合于所有過程,這些內(nèi)容已遠遠超出初等化學的要求,無法用有限的篇幅來闡述、說明,只能給同學們留下言猶未盡的遺憾,希望同學們通過大學課程進一步學習。 [作業(yè)]P47 1 [板書計劃] 化學反應進行的方向 1、能量判椐:體系趨于從高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài)。 2、熵判椐:在密閉條件下,體系有由有序自發(fā)地變?yōu)闊o序的傾向。 3、能量判椐與焓變關(guān)系:一般情況下,若ΔH<0,正向反應能自發(fā)進行;若ΔH>0,正向反應不能自發(fā)進行,而逆向反應能自發(fā)進行。 注意:判斷某種變化是否能夠自發(fā)進行,必須根據(jù)具體情況進行具體分析,做出切合實際的結(jié)論。

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