《化学反应的方向》学案
图片预览
文档简介
化学反应的方向
班级 姓名 .
【学习目标】
1、了解自发反应、焓（变）、混乱度、熵（变）等概念；
2、能利用焓变、熵变判断化学反应的方向。
3、根据吉布斯自由能来理解反应并设计反应
【课前导学】
1、什么是自发反应？ 。
2、放热反应大都是自发反应吗？ 。
判断化学反应方向的依据一：
。
3、所有自发反应都是放热反应吗？ 。
判断化学反应方向的依据二 ： 。
4、复合判据△G=△H—T△S＜0
【课中学案】
【导入实验】一位同学设计实验由NaOH溶液制备NaCl溶液，并完成实验。
一位同学摇动透明盒子里两种颜色的豆子，观察豆子的混合情况。
判断化学反应进行方向的判据：
自发过程： 。
注意(1)一定条件指的是变化过程设计的温度、压强、点燃、催化剂等条件
(2)借助外力指的是为体系提供额外能量。如光照、电解等。
(3)水往低处流、热传导等自然现象说明体系能量趋于由 到 。
2、 焓判据：自发反应有趋向于使体系的能量 的倾向,即ΔH 0。
思考：只有放热反应才可以自发进行吗？
【分组实验】：分别向两只试管中加入等物质的量Na2CO3、NaHCO3 粉末（粗略各取两药匙固体，并慢慢送入试管底部）。再向两只试管中各加入等体积、等浓度的盐酸溶液（粗略各加两滴管）。反应结束后，摸摸试管，感受温度的变化。
3、（1） 熵判据：自发反应有趋向于体系混乱度 的倾向。
熵： 符号： 单位
ΔS 0 ，体系的混乱度 ，有利于反应自发进行； 对于同一物质： 熵S（g） S（l） S（s）
同一化学反应中，生成的气体物质的量越大，熵值 ，ΔS 0
（2）熵增拉动的反应实例介绍
工业上制备金属K的反应是Na+KCl=K+NaCl，这个反应发生的驱动力是什么？（提示：金属钠的沸点882.9℃ 金属钾的沸点774℃）
粗硅的提纯的第一步反应SiO2+C=Si+2CO还是SiO2+C=Si+CO2,原因是什么？
4、复合判据：
类型 焓变△H 熵变△S △G=△H—T△S<0 反应的自发性
1 ＜0 ＞0
2 ＞0 ＜0
3 ＜0 ＜0
4 ＞0 ＞0
二、应用
设计反应
汽车尾气中的主要污染物是NO和CO,它们是现代化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)
已知298K，100kPa下，ΔH=-746.8KJ·mol -1 ΔS＝-197.5J·mol－1·K－1判断该反应能自发进行吗？低温自发还是高温自发？
2、“改造”反应
已知金属钛是21世纪的第三金属，在航空航天、医疗、生活等多个领域有极其广泛的应用，是因为其具有质量轻，硬度大，耐腐蚀等优异性能，但是钛元素于1791年发现到1910年经过了100多年第一次制得了纯净的钛。
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) △H>0 △S<0
利用石墨结合氧气是一个自发的反应：2C(石墨）+O2(g)=2CO(g) △H<0 △S>0
改造后的总反应为：TiO2(s)+2Cl2(g) + 2C(石墨) =TiCl4(l)+2CO(g) △H<0 △S>0三、小结
【反馈矫正】
1、下列说法错误的是
A．NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程
B．同一种物质气态熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小
C．不借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态
D．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程
2、以下反应可以用熵判据来解释的是
A．硫酸铜饱和溶液降低温度时有晶体析出
B．NH4HCO3(s)==NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ/mol
C．CaO(s)+CO2(g)==CaCO3(s) ΔH=-175.7kJ/mol
D．2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol
3、下列说法中正确的是
A．能自发进行的反应一定能迅速发生
B．非自发进行的反应一定不可能发生
C．理论判断能自发进行的反应，实际情况下可能不能发生
D．常温下，2H2O2H2↑＋O2↑，该反应是自发反应
班级 姓名 .
【学习目标】
1、了解自发反应、焓（变）、混乱度、熵（变）等概念；
2、能利用焓变、熵变判断化学反应的方向。
3、根据吉布斯自由能来理解反应并设计反应
【课前导学】
1、什么是自发反应？ 。
2、放热反应大都是自发反应吗？ 。
判断化学反应方向的依据一：
。
3、所有自发反应都是放热反应吗？ 。
判断化学反应方向的依据二 ： 。
4、复合判据△G=△H—T△S＜0
【课中学案】
【导入实验】一位同学设计实验由NaOH溶液制备NaCl溶液，并完成实验。
一位同学摇动透明盒子里两种颜色的豆子，观察豆子的混合情况。
判断化学反应进行方向的判据：
自发过程： 。
注意(1)一定条件指的是变化过程设计的温度、压强、点燃、催化剂等条件
(2)借助外力指的是为体系提供额外能量。如光照、电解等。
(3)水往低处流、热传导等自然现象说明体系能量趋于由 到 。
2、 焓判据：自发反应有趋向于使体系的能量 的倾向,即ΔH 0。
思考：只有放热反应才可以自发进行吗？
【分组实验】：分别向两只试管中加入等物质的量Na2CO3、NaHCO3 粉末（粗略各取两药匙固体，并慢慢送入试管底部）。再向两只试管中各加入等体积、等浓度的盐酸溶液（粗略各加两滴管）。反应结束后，摸摸试管，感受温度的变化。
3、（1） 熵判据：自发反应有趋向于体系混乱度 的倾向。
熵： 符号： 单位
ΔS 0 ，体系的混乱度 ，有利于反应自发进行； 对于同一物质： 熵S（g） S（l） S（s）
同一化学反应中，生成的气体物质的量越大，熵值 ，ΔS 0
（2）熵增拉动的反应实例介绍
工业上制备金属K的反应是Na+KCl=K+NaCl，这个反应发生的驱动力是什么？（提示：金属钠的沸点882.9℃ 金属钾的沸点774℃）
粗硅的提纯的第一步反应SiO2+C=Si+2CO还是SiO2+C=Si+CO2,原因是什么？
4、复合判据：
类型 焓变△H 熵变△S △G=△H—T△S<0 反应的自发性
1 ＜0 ＞0
2 ＞0 ＜0
3 ＜0 ＜0
4 ＞0 ＞0
二、应用
设计反应
汽车尾气中的主要污染物是NO和CO,它们是现代化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)
已知298K，100kPa下，ΔH=-746.8KJ·mol -1 ΔS＝-197.5J·mol－1·K－1判断该反应能自发进行吗？低温自发还是高温自发？
2、“改造”反应
已知金属钛是21世纪的第三金属，在航空航天、医疗、生活等多个领域有极其广泛的应用，是因为其具有质量轻，硬度大，耐腐蚀等优异性能，但是钛元素于1791年发现到1910年经过了100多年第一次制得了纯净的钛。
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) △H>0 △S<0
利用石墨结合氧气是一个自发的反应：2C(石墨）+O2(g)=2CO(g) △H<0 △S>0
改造后的总反应为：TiO2(s)+2Cl2(g) + 2C(石墨) =TiCl4(l)+2CO(g) △H<0 △S>0三、小结
【反馈矫正】
1、下列说法错误的是
A．NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程
B．同一种物质气态熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小
C．不借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态
D．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程
2、以下反应可以用熵判据来解释的是
A．硫酸铜饱和溶液降低温度时有晶体析出
B．NH4HCO3(s)==NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ/mol
C．CaO(s)+CO2(g)==CaCO3(s) ΔH=-175.7kJ/mol
D．2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol
3、下列说法中正确的是
A．能自发进行的反应一定能迅速发生
B．非自发进行的反应一定不可能发生
C．理论判断能自发进行的反应，实际情况下可能不能发生
D．常温下，2H2O2H2↑＋O2↑，该反应是自发反应