最新-高中化学《化学反应的方向和限度》学案3 苏教版选修4 精品 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/25 0:03:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度

第一课时 化学反应的方向 判断化学反应方向的依据

【引入】:

自然界中有许多现象是可以自发进行的,请结合自己的生活经验举例说明. 自然界中水总是从高处往低处流

电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动 室温下冰块自动融化 墨水扩散 食盐溶解于水 火柴棒散落

化学反应中镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿空气中生锈、甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4等,这些过程都是自发的,其逆过程就是非自发的.

一、 化学反应的方向.

1.自发过程:在一定条件下,不借助外部力量就能自动进行的过程. 2.自发反应:在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. 【过渡】:

如何判断一个过程,一个反应能否自发进行? 二、判断化学反应方向的依据. 【交流与讨论】:

酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点? △H < O即放热反应

放热反应使体系能量降低,能量越低越稳定, △H < O有利于反应自发进行. 1.焓判据(能量判据).

体系趋向于从高能状态转变为低能状态

(这时体系会对外做功或者释放热量~△H ﹤0) 【设问】:

自发反应一定要△H < O ?

NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)

△ H= +37.30kJ/mol

【结论】:

△H < O有利于反应自发进行,但自发反应不一定要△H < O. 焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一 因素. 为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性,科学家们提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵. 2.熵判据.

(1).熵:体系混乱度的量度,即熵是用来描述体系的混乱度. 符号:S 单位: J?mol-1?K-1 .

体系混乱度越大,熵值越大;体系混乱度越小,熵值越小. (2).熵变:反应前后体系熵的变化. 同一物质,S(g)﹥S(l)﹥S(s)

产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应,熵变通常都是正值 ( △S >0),为熵增加反应. 【设问】:

火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化?从混乱度变化角度分析它们为什么可以自发?

自发过程的体系趋向于由有序转变为无序,导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理,也就是反应方向判断的熵判据. (3).熵判据:

混乱度越大越稳定,△S > 0 有利于反应自发进行

【设问】:

CaCO3(s) == CaO (s) +CO2 (g)这个反应能否自发进行?

已知: △H(298K)=+178.2KJ?mol ,

△S(298K)=169.6J?mol-1?K-1

【结论】:

△S > O有利于反应自发进行,自发反应不一定要△S > O. 熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一 因素. 3.复合判据(自由能变化). △ G=△H—T △S

当△ G<0时,反应自发进行 当△ G>0时,反应不自发进行 当△ G=0时,平衡状态 温度对反应自发性的情况:

△H 类型 △S △H—T△S 1 2 3 4 - + - + + - - + 永远是— 永远是+ 高温+ 低温— 高温—低温+ 反应的自发性 任何温度都是 自发反应 任何温度下都是 非自发反应 高温是非自发反应 低温是自发反应 高温是自发反应 低温是非自发反应

【注意点】:

(1).反应的自发性只能用于判断反应发生的方向,不能确定反应是否一定会发生和反应发生的速率.

如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件,其发生腐蚀过程的自发性是相同的,但只有后者可以实现.

(2).在讨论过程的方向时,指的是没有外界干扰时体系的性质.如果允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果.

如水泵可以把水从低水位升至高水位;高温高压石墨转化为金刚石的例子,实现后者的先决条件是要向体系中输入能量,该过程的本质仍然是非自发性的. 完成P42表2-5. 【课堂练习】:

1.下列过程是非自发的是 D

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

2.碳酸铵〔(NH4)2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气,对其说法中正确的是 A A.其分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大 B.其分解是因为外界给予了能量

C.其分解是吸热反应,据能量判据不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解 3.下列说法正确的是 C

A.凡是放热反应都是自发的,由于吸热反应都是非自发的 B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减少或不变 C.自发反应在恰当条件下才能实现 D.自发反应在任何条件下都能实现 4.自发进行的反应一定是 D

A.吸热反应 B.放热反应

C.熵增加反应 D.熵增加或者放热反应

第二课时 化学平衡状态 化学平衡常数

一、化学平衡的建立

1.可逆反应:在相同条件下同时能向正反应方向和逆反应方向进行的反应。 注:①.相同条件下的反应。

点燃 电解

如:2 H2 + O2 === 2 H2O,2 H2 + O2 === 2 H2O(非可逆) ②.有气体参加的必须在密闭容器中

△ 如:敞口容器:CaCO3 == CaO + CO2 ↑不可逆 △

密闭容器:CaCO3 CaO + CO2 可逆

③.同时具有正反应速率、逆反应速率。

2.化学平衡

引言:初中溶解平衡

催化剂

书P43 CO + H2O CO2 + H2

高温