人教版 选修4 高二化学 2.4化学反应进行的方向 教学课件（共38张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版 选修4 高二化学 2.4化学反应进行的方向 教学课件（共38张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-07 18:55:50 | ||
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文档简介
(共38张PPT)
导入新课
瀑布
自由落体
室温下冰块融化
铁生锈
水由高处往低处流，自由落体，室温下冰块会融化，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化……这些都是自发过程，但它们的逆过程是非自发的。
第4节 化学反应进行的方向
一、反应方向的焓判据
二、反应方向的熵判据
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
教学目标
一、知识与能力
2.了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。
1.理解焓、焓变、熵、熵变的概念。
二、过程与方法
三、情感态度与价值观
能够利用化学反应的焓变和熵变说明化学反应的方向。
2.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。
1.理解化学反应方向与焓变和熵变之间的关系。
教学重点与难点
一、教学重点
二、教学难点
焓减与熵增与化学反应方向的关系。
焓减与熵增与化学反应方向的关系。
内容解析
一、反应方向的焓判据
钠遇水迅速反应
在光照射下，氢气和氯气自动地化合成氯化氢
这些反应是放热反应,也就是说这些反应的△H小于0它，这些反应是从高能量向低能量转化的反应 。
自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量,焓变小于0),这一经验规律就是焓判据,是判断化学反应进行方向的判据之一。
通常,我们把反应的这个能量变化叫做焓变(△H)。那么我们的焓判据就可以表述为:
(1)焓变(△H)只决定于体系的始态和终态,与变化的途径无关;
(2)焓判据只能用于判断过程的方向,能否实现要看具体条件;
(3)焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行,与化学反应速率无关。
(4)反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
注 意
多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。那是不是说焓判据是错误的呢?不是,这只是说明了焓变不能作为判断反应是否自发进行的独立依据。
二、反应方向的熵判据
在密闭条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素称作熵。
墨水溶解扩散
由有序自发地转变为无序,体系的混乱度是增加的, 熵其实就是一个可以反应体系混乱程度的值，体系越混乱,熵值越大。熵变就是反应前后混乱度之差。
熵值的大小判断：
(1)气态 > 液态 > 固态
(2)与物质的量成正比
(3)反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。
(3)熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行,与化学反应速率无关。
注 意
(1)熵变只是反应能否自发进行的一种因素;
(2)熵变(△S)只决定于体系的始态和终态,与变化的途径无关;
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
那我们是不是就终于找到了一个可以判断反应是否自发进行的判据呢?不是的,在熵判据里也有这么几个字“一般情况下”。而且大家看这个例子:
零下10℃水结冰
(2)混乱度趋于增大
自发过程的两大变化趋势:
(1)能量趋于减小
在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变有关，又可能与反应熵变有关，在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为△H-T△S 。
△H-T△S<0????????? 反应能自发进行
△H-T△S=0????????? 反应达到平衡状态
△H-T△S>0????????? 反应不能自发进行
在温度、压力一定的条件下，自发反应是向△H-T△S<0的方向进行，直至达到平衡状态。
焓变DH 熵变DS △G 反应在该状况下能否自发进行
＜０ ＞０ ＜０ 能自发进行
＞０ ＜０ ＞０ 不能自发进行
＞０ ＞０ 低温时＞０，高温时＜０ 低温时不能自发进行，高温时自发进行
＜０ ＜０ 高温时＞０，低温时＜０ 高温时不能自发进行，低温时自发进行
在恒温、恒压下，用DG判断化学反应在该状况时自发进行的方向可列表表示：
例：高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？
(已知:DH=180.50kJ/mol，DS=247.7J/mol·K)
提示：反应自发进行的条件是： △G=△H－T△S＜０ 在1200℃的条件下： △G=180.50-(1200+273)×247.7×10-3 =-184.36＜０ 说明反应能够自发进行。 假设反应自发进行的最低温度为t,则有：△G=180.50-(t＋273)×247.7×10-3＜０ 解得：t＞455.7℃
课堂小结
1.自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量,焓变小于0),这一经验规律就是焓判据,是判断化学反应进行方向的判据之一。
2.在密闭条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素称作熵。
3.熵值的大小判断：
(1)气态 > 液态 > 固态
(2)与物质的量成正比
(3)反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
4.在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。
6.在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为△H-T△S 。
5.自发过程的两大变化趋势: (1)能量趋于减小； (2)混乱度趋于增大。
课堂练习
一、填空
1.当铁丝加热后放入氧气中可观察到的现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明这个反应是______反应（填“吸热”或“放热”），说明单质铁的稳定性___（填“强”或“弱”）于产物。
铁丝红热、火星四射、有黑色固体生成
放热
弱
A. 放热反应不一定是自发进行的反应
B. 吸热反应一定是非自发进行的
C. 自发进行的反应一定容易发生
D. 反应速率快的一定是自发进行的
1. 下列说法正确的是＿
A
二、选择题
A. 水总是自发地由高处往低处流
B. 放热反应容易自发进行 ，吸热反应不能自发进行
C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列
D. 多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
2.能用能量判据判断下列过程的方向的是＿
A
⑴CuSO4+Na2CO3
Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓+CO2↑(主要)
Cu2++CO32-=CuCO3↓(次要)
⑵CuSO4+Na2S
Cu2++S2-=CuS↓(主要)
Cu2++S2-+2H2O=Cu(OH)2↓+H2S↑(次要)
3.已知：CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下：
D
则下列物质的溶解度的比较正确的是＿
A.Cu(OH)2＞CuCO3＞CuS
B.Cu(OH)2＜CuCO3＜CuS
C.CuS＞Cu(OH)2＞CuCO3
D.CuS＜Cu(OH)2＜CuCO3
导入新课
瀑布
自由落体
室温下冰块融化
铁生锈
水由高处往低处流，自由落体，室温下冰块会融化，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化……这些都是自发过程，但它们的逆过程是非自发的。
第4节 化学反应进行的方向
一、反应方向的焓判据
二、反应方向的熵判据
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
教学目标
一、知识与能力
2.了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。
1.理解焓、焓变、熵、熵变的概念。
二、过程与方法
三、情感态度与价值观
能够利用化学反应的焓变和熵变说明化学反应的方向。
2.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。
1.理解化学反应方向与焓变和熵变之间的关系。
教学重点与难点
一、教学重点
二、教学难点
焓减与熵增与化学反应方向的关系。
焓减与熵增与化学反应方向的关系。
内容解析
一、反应方向的焓判据
钠遇水迅速反应
在光照射下，氢气和氯气自动地化合成氯化氢
这些反应是放热反应,也就是说这些反应的△H小于0它，这些反应是从高能量向低能量转化的反应 。
自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量,焓变小于0),这一经验规律就是焓判据,是判断化学反应进行方向的判据之一。
通常,我们把反应的这个能量变化叫做焓变(△H)。那么我们的焓判据就可以表述为:
(1)焓变(△H)只决定于体系的始态和终态,与变化的途径无关;
(2)焓判据只能用于判断过程的方向,能否实现要看具体条件;
(3)焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行,与化学反应速率无关。
(4)反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
注 意
多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。那是不是说焓判据是错误的呢?不是,这只是说明了焓变不能作为判断反应是否自发进行的独立依据。
二、反应方向的熵判据
在密闭条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素称作熵。
墨水溶解扩散
由有序自发地转变为无序,体系的混乱度是增加的, 熵其实就是一个可以反应体系混乱程度的值，体系越混乱,熵值越大。熵变就是反应前后混乱度之差。
熵值的大小判断：
(1)气态 > 液态 > 固态
(2)与物质的量成正比
(3)反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。
(3)熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行,与化学反应速率无关。
注 意
(1)熵变只是反应能否自发进行的一种因素;
(2)熵变(△S)只决定于体系的始态和终态,与变化的途径无关;
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
那我们是不是就终于找到了一个可以判断反应是否自发进行的判据呢?不是的,在熵判据里也有这么几个字“一般情况下”。而且大家看这个例子:
零下10℃水结冰
(2)混乱度趋于增大
自发过程的两大变化趋势:
(1)能量趋于减小
在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应焓变有关，又可能与反应熵变有关，在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为△H-T△S 。
△H-T△S<0????????? 反应能自发进行
△H-T△S=0????????? 反应达到平衡状态
△H-T△S>0????????? 反应不能自发进行
在温度、压力一定的条件下，自发反应是向△H-T△S<0的方向进行，直至达到平衡状态。
焓变DH 熵变DS △G 反应在该状况下能否自发进行
＜０ ＞０ ＜０ 能自发进行
＞０ ＜０ ＞０ 不能自发进行
＞０ ＞０ 低温时＞０，高温时＜０ 低温时不能自发进行，高温时自发进行
＜０ ＜０ 高温时＞０，低温时＜０ 高温时不能自发进行，低温时自发进行
在恒温、恒压下，用DG判断化学反应在该状况时自发进行的方向可列表表示：
例：高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)。试通过计算说明在1200℃的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？
(已知:DH=180.50kJ/mol，DS=247.7J/mol·K)
提示：反应自发进行的条件是： △G=△H－T△S＜０ 在1200℃的条件下： △G=180.50-(1200+273)×247.7×10-3 =-184.36＜０ 说明反应能够自发进行。 假设反应自发进行的最低温度为t,则有：△G=180.50-(t＋273)×247.7×10-3＜０ 解得：t＞455.7℃
课堂小结
1.自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量,焓变小于0),这一经验规律就是焓判据,是判断化学反应进行方向的判据之一。
2.在密闭条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素称作熵。
3.熵值的大小判断：
(1)气态 > 液态 > 固态
(2)与物质的量成正比
(3)反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
4.在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。
6.在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为△H-T△S 。
5.自发过程的两大变化趋势: (1)能量趋于减小； (2)混乱度趋于增大。
课堂练习
一、填空
1.当铁丝加热后放入氧气中可观察到的现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明这个反应是______反应（填“吸热”或“放热”），说明单质铁的稳定性___（填“强”或“弱”）于产物。
铁丝红热、火星四射、有黑色固体生成
放热
弱
A. 放热反应不一定是自发进行的反应
B. 吸热反应一定是非自发进行的
C. 自发进行的反应一定容易发生
D. 反应速率快的一定是自发进行的
1. 下列说法正确的是＿
A
二、选择题
A. 水总是自发地由高处往低处流
B. 放热反应容易自发进行 ，吸热反应不能自发进行
C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列
D. 多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
2.能用能量判据判断下列过程的方向的是＿
A
⑴CuSO4+Na2CO3
Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓+CO2↑(主要)
Cu2++CO32-=CuCO3↓(次要)
⑵CuSO4+Na2S
Cu2++S2-=CuS↓(主要)
Cu2++S2-+2H2O=Cu(OH)2↓+H2S↑(次要)
3.已知：CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下：
D
则下列物质的溶解度的比较正确的是＿
A.Cu(OH)2＞CuCO3＞CuS
B.Cu(OH)2＜CuCO3＜CuS
C.CuS＞Cu(OH)2＞CuCO3
D.CuS＜Cu(OH)2＜CuCO3