高中化学 2.4《化学反应进行的方向》 新人教版选修4
人教版化学选修四测试2-4化学反应进行的方向bWord版含解析
04课后测评提实能A ．体系有序性越高，熵值就越低B ．自发过程将导致体系的熵增大C ．吸热反应不可能自发进行D ．同种物质气态时熵值最大解析：熵表示的是物质的混乱度，混乱度越大，相应熵值越高，所以体系有序性越高，熵值就越低，A 正确；有些熵减小的过程也能自发进行，B 不正确；吸热反应有的也可以自发进行，如碳酸钙在较高温度下的分解就是一个典型的吸热反应，但是由于产生了气体，所以熵值增大，可以自发进行，C 不正确；同种物质气态时，混乱程度最大，所以熵值也最大，D 正确。
答案：BC2．[2014·石家庄高二检测]下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是( )A ．焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的B ．焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的C ．焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的D ．熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的解析：ΔH －T ΔS 的数值――→根据正负判断反应进行的方向。
ΔG ＝ΔH －T ΔS①当ΔH>0，ΔS>0时不能判断ΔG＝ΔH－TΔS正负，与T有关。
②当ΔH>0，ΔS<0时ΔG＝ΔH－TΔS>0，非自发反应。
③当ΔH<0，ΔS>0时ΔG＝ΔH－TΔS<0，一定是自发反应。
④当ΔH<0，ΔS<0时不能判断ΔG＝ΔH－TΔS正负，与T有关。
答案：A3．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol－1，则下列正确的是( )A．ΔH＞0，ΔH－TΔS＜0B．ΔH＜0，ΔH－TΔS＞0C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0D．ΔH＜0，ΔH－TΔS＜0解析：某温度下反应自发向右进行，说明ΔH－TΔS＜0，即ΔH －TΔS＝－17 kJ·mol－1，若ΔH＝－17 kJ·mol－1，则ΔS＝0，不符合事实，故ΔH＝＋17 kJ·mol－1＞0，所以选A项。
高中化学第四节化学反应进行的方向教案新人教版选修4
化学反响进行的方向一、教材剖析在学生学习了化学反响及其能量变化、化学反响速率、化学反响的限度以后，教材安排了难度较大的化学反响进行的方向的内容。
关于自由能知识，仅限于达到知道、认识的层次即可。
事物的发展、变化经常受多种要素的限制，经过焓变、熵变的介绍，力争使学生学会全面分析问题。
二、教课目的1．知识目标：(1) 、经过学生平时生活中所见所闻以及常有的化学反响，让学生认识放热反响的自觉性和某些吸热过程的自觉性；（2）、经过“有序”和“无序”的对照，引出熵的看法；（3）、经过平时生活中的见闻指引学生，使学生明确依据反响的焓变和熵变的大小，只好判断反响自觉进行的可能性，不可以决定反响能否必定发生或反响速率的大小。
2．能力目标：（1）、经过学生已有知识及平时生活中的见闻，使学生建立化学反响方向的判据；（2）学会运用比较、归纳、归纳等方法对信息进行加式，建立新知识3．感情、态度和价值观目标：经过平时生活中的焓变和熵变的详细实例，让学生明确化学与平时生活是息息有关的。
三、教课要点难点要点：熵判据难点：焓减与熵增与化学反响方向的关系四、学情剖析学生在学习了化学反响速率、化学均衡及其影响要素的基础上，抽象思想能力提升好多，本节降低难度后，学生应当能掌握要点内容。
五、教课方法1．启迪教课2．教案导学：见后边的教案。
3．新讲课教课基本环节：预习检查、总结迷惑→情境导入、展现目标→合作研究、精讲点拨→反省总结、当堂检测→发导教案、部署预习六、课前准备1．学生的学习准备：填写教案。
2．教师的教课准备：多媒体课件制作，课前预习教案，课内研究教案，课后延长拓展教案。
七、课时安排： 1 课时八、教课过程( 一) 预习检查、总结迷惑检查落实了学生的预习状况并认识了学生的迷惑，使教课拥有了针对性。
（二）情形导入、展现目标。
教师：汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完整焚烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减少大气污染，人们提出经过以下反响来办理汽车尾气：2NO （g）+ 2CO（g）= N2（g）+ 2CO2（g），你可否判断这一方案能否可行？理论依照是什么？教师：上述问题是化学反响的方向的问题。
高二化学人教版选修四第二章第4节《化学反应进行的方向》知识点总结
第4节化学反应进行的方向1.自发过程和自发反应(1)自发过程①定义自发过程是指在一定条件下不需要外力作用就能自动迚行的过程.非自发过程是指在一定条件下,需要外界做功才能迚行的过程,比如利用水泵可以将水从低处抽向高处,通电可将水分解为氢气和氧气.②特征自发过程有明确的方向性,要逆转必须借助外界做功;具有做功的本领;自发变化的最大限度是体系的平衡状态.③实例a.自然界中的水由高处往低处流,而不会自动从低处往高处流.b.物理学中研究的电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动.c.日常生活中,气温一升高,冰雪自动融化.(2)自发反应在给定的一组条件下,一个反应可以自发地迚行,就称为自发反应.例如镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿的空气中会生锈、甲烷或氢气与氧气的混合气体遇明火就燃烧、Zn与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等,这些反应都是自发的,其逆过程就是非自发的.【说明】:反应的自发性也受到外界条件的影响.比如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳的反应是非自发的,但在1273K时,这一反应就是自发反应.2.反应的焓变与反应方向自发过程的体系总是趋向于从高能量状态转变为低能量状态(这是体系会对外部做功或释放能量),表现为焓变2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)但在较高的温度下CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)但也有很多吸热反应能自发迚行,因此,只根据焓变来判断反①能量判据也称为焓判据.②自发过程有趋向于最低能量状态的倾向.③对于封闭体系,在恒压和不做功的情况下发生变化,吸收或放出的热量等于体系的焓变.3.熵变与反应方向(1)熵与熵变①熵:在密闭条件下,体系自发地从有序转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素称为熵.熵是衡量一个体系混乱度的物理量,符号为S,单位是J/(mol∙K).熵值越大,体系的混乱度越大.【规律】影响物质熵值大小的因素:①同一条件下,不同的物质熵值不同;②同一种物质的熵值与其聚集状态以及外界条件有关,气态时熵值越大,液态时次之,固态时最小;③物质的量越大,分子数越多,熵值越大.∆.②熵变:发生化学反应时物质熵的变化,符号为S(2)熵增加原理①熵增加原理自发过程的体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,叫做熵增加原理,也是反应方向判断的熵判据.②常见的熵增加过程固体的溶解过程、气体的扩散过程、水的汽化过程以及墨水的扩散过程都是体系混乱度增大的过程,即熵增加的过程.③常见的熵增加反应产生气体的反应以及气体物质的量增大的反应,熵变通常都是正值,为熵增加反应.比如以下反应:∆= +169.6J/(mol∙K)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) S∆= +133.8J/(mol∙K)C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S(3)反应的熵变与反应方向∆= +57.6J/(mol∙K)①熵增加的反应大多能在常温常压下自发迚行.如2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) S②有些熵增加的反应在常温常压下不能自发迚行,但在较高温度下可自发迚行.如CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g) S ∆= +169.6J/(mol ∙K)③有些熵减小的反应(S ∆<0)在一定条件下也可以自发迚行.比如铝热反应:2Al(s)+Fe 2O 3(s)=Al 2O 3(s)+2Fe(s) S ∆= -39.35J/(mol ∙K)结论:事实证明,熵变是反应能否自发迚行的又一个因素,但也不是唯一的因素,只根据熵变来判断反应迚行的方向也是不全面的.4.化学反应方向的判断方法(1)化学反应方向的判断焓变(H ∆)和熵变(S ∆)都与反应的自发性有关,却又都不能独立地作为反应自发性的判据.因此要判断反应迚行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变.体系的自由能变化(G ∆,kJ/mol)是由能量判据和熵判据组合成的复合判据.它不仅与H ∆、S ∆有关,还与温度T 有关,其表达式为G ∆=H ∆-T S ∆,G ∆是恒温、恒压下判断化学反应自发性的判据,其规律是:(1)由不稳定物质向稳定物质转变2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O(稳定性:Na 2CO 3>NaHCO 3)(2)对于复分解反应类型的离子反应,一般是由易电离的物质向难电离的物质转变,或向离子浓度减小的方向转变. ①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变.Na 2SO 4+CaCl 2=CaSO 4↓+2NaClCaSO 4+Na 2CO 3=CaCO 3+Na 2SO 4所以溶解度大小为:CaCl 2>CaSO 4>CaCO 3.②由强酸(碱)向弱酸(碱)转变.HCl+CH 3COONa=CH 3COOH+NaCl2CH 3COOH+Na 2CO 3=2CH 3COONa+CO 2↑+H 2O所以酸性的强弱为:HCl>CH 3COOH>H 2CO 3.(3)由难挥发性(高沸点)物质向易挥发性(低沸点)物质转变.①由难挥发性酸向易挥发性酸转变.H 2SO 4(浓)+NaCl=====△NaHSO 4+HCl ↑(H 2SO 4(浓)比盐酸难挥发).②由高沸点的金属向低沸点的金属转变. 2RbCl+Mg −−→−熔融MgCl 2+2Rb ↑(沸点:Mg>Rb). (4)由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质转变.2FeCl 3+2KI=2FeCl 2+2KCl+I 2 2FeCl 2+Cl 2=2FeCl 3所以氧化性强弱为:Cl 2>FeCl 3>I 2.。
高中化学教学课例《选修4第二章第四节化学反应进行的方向》课程思政核心素养教学设计及总结反思
＜0 不是判断反应方向的唯一标志。
2.知道△S＞0 有利于化学反应的自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进行，但不
是判断反应方向的唯一标志。
3.初步形成对化学反应自发过程的基本认识，知道
化学反应是否自发同时取决于△H 和△S 两个因素的影 教学目标
响。
过程与方法：
1.通过学生已有知识及日常生活中的实例，使学生
构建化学反应方向的判据；学会运用比较、归纳、概括
【教师】
让学生明确焓变不是影响化学反应方向的唯一因
素，还有其他因素。
本节课的亮点是对 Ba(OH)2 固体与 NH4Cl 固体反应
课例研究综 的实验进行了改进，改进之后的实验不但操作简单而且
述
通过触摸保鲜袋学生能更直接的感受到吸热反应使温
度降低。且趣味性更强。
熵及“熵增原理”内容较抽象、学生学习时陌生感较强。
因此在教学中通过引入实际生活中相应的现象，为学生 学生学习能
提供认知的感性材料，以利于学生对熵变和熵增原理进 力分析
行探讨。在科学方法上，作为高二理科生对常见的科学
方法有一定程度的认识，对科学探究的一般过程也有一
定的体验。以及对探究结果作出科学合理的解释，延伸
高中化学教学课例《选修 4 第二章第四节化学反应进行的方 向》教学设计及总结反思
学科
高中化学
教学课例名
《选修 4 第二章第四节化学反应进行的方向》
称
教学重点：焓减和熵增与化学反应方向的关系
教材分析
教学难点：利用自由能△G 判断化学反应自发进行
的方向
知识与技能：
1.知道△H＜0 有利于化学反应的自发进行，但△H
2）为了让反应顺利发生预先加入少量水
3）为了让两者混合均匀和更直观地感知实验现象，
人教版化学《化学反应进行的方向》PPT课件
（1）单向性。自动地向一个方向进行，不会自
动地逆向进行。若要逆向进行，需要外力作功。
（2）具有作功的潜能。如：从山上滚下的石头
可推动其它物体运动作功。
（3）具有一定限度，如：石头滚到山脚下，即
不再滚动，达到相对静止。
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水总是自发地由高处往低处流
△H = -1648.4 kJ·mol-1
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人教版高二化学选修四第二章第四节- 化学反 应进行 的方向 课件（共23张ppt）
共同特点：△H < O ，即都是放热反应
放热反应使体系能量降低，能量越 低的体系越稳定。所以，△H<O 有利于 反应的自发进行。
2、熵（S）判据
熵—— 体系的混乱度
从火柴散落过程总是有序变混乱，分析该过程为 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，也是反应方向判断的熵判据。
混乱度越大，体系越稳定，△S>0 有利于 反应自发进行。
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其它自然现象：
问题与思 考
➢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；
➢墨水滴入清水中一定会扩散；
➢食盐投入水中一定溶解直至饱和；
➢一捆火柴棒从高处散落下来一定排列混乱
……
二、判断化学反应方向的依据
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知
2020-2021学年高中化学人教版选修4作业：2-4 化学反应进行的方向
第四节 化学反应进行的方向 课时作业——化学反应进行的方向
课
课
课
前
堂
后
预
练
作
习
习
业
课基前础预训习练
一、自发过程和自发反应
1．自发过程 在一定条件下，不用借助于_____外__力_________就能自发进行 的过程。
2．自发反应 在给定的一组条件下，可以__自__发__地__进__行__到__显__著__程__度_____的反 应，属于自发过程的一种形式。
3．下列说法正确的是( B ) A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能 自发进行 B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1，能自发进行，原因是体系有自发地 向混乱度增加的方向转变的倾向 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵 变均可以单独作为反应自发性的判据 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变 化学反应进行的方向
2．25 ℃、101 kPa 下，反应 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH ＝＋56.7 kJ/mol 能自发进行的原因是( D )
A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减小的反应 D．熵增效应大于能量效应
解析：该反应 ΔH>0，即属吸热反应，ΔS>0，即为熵增反应， 反应能自发进行，说明以熵增为主，D 正确。
(2)要想使非自发过程的判据 1．焓判据 (1)含义
(2)应用 由焓判据可知：______放__热________反应具有自发进行的倾向。
(3)局限性
焓判据不能独立地作为反应自发性的判据，有些 ______吸__热________反应也可自发进行，例如 2N2O5(g)===4NO2(g) ＋O2(g) ΔH>0。
高中化学人教版选修4课件：2.4 化学反应进行的方向
一二
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二、化学反应进行方向的判据 1.焓判据 放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的倾向,因此可用 焓变来判断反应进行的方向。
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一二
2.熵判据 (1)熵:用来度量体系混乱程度的物理量。熵值越大,混乱程度越 大。符号:S。单位:J·(mol·K)-1。 (2)熵值大小的比较。 同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。 (3)熵增原理。 在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变 (符号ΔS)大于零。 (4)熵判据。 体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可 用熵变来判断反应进行的方向。
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq) CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
(3)有些吸热反应常温下不能自发进行,但在较高温度下则能自 发进行(ΔH>0)。
如 CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) (4)结论:反应的焓变是与反应进行方向有关的因素之一,但不是 决定反应能否自发进行的唯一因素。
熵增、熵减的判断
【例题 2】 判断下列各变化过程是熵增加还是熵减小。
(1)NH4NO3 爆炸:
2NH4NO3(s) 2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)。( )
(2)水煤气转化:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。
()
(3)臭氧的生成:3O2(g) 2O3(g)。( )
A.熵增大 B.熵减小
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高中化学选修4 化学反应进行的方向
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。 外部力量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自 发反应。 自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的 一部分。
自发反应： 在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）
186.15 H2O(l) 69.9 NaCl
O2
205.03 HNO3(l) 156 Fe
CO2
214 Br2(l) 152 金刚石
H2
130
NH3
192
SiO2
CuO
72.1
27.3
2.4
41.84
42.7
4.反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差 (1)符号：△S
(2)表达式:△S 牌被洗过后会怎样？
如果没有法律的制约，世界会怎样？
下课铃一响教室里会怎样？
你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？
（克 德劳 国修 ）斯
三种状态下水的熵
47.9Jmol-1K-1
69.9Jmol-1K-1
188.7Jmol-1K-1
冰
水
水蒸气
S(g)>S(l)>S(s)
二、熵（S）
那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自 发进行呢？一个过程或者一个反应要自发的进行是否 要符合什么条件呢？
【探究】以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发 过程中有哪些变化趋势。 自然界中水总是从高处往地处流；
电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动； 共同点：高能向低能转化。
观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处 钠与水反应2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=－368 kJ/mol (2)铁生锈：3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=－824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=－571.6kJ/mol
2.4 化学反应进行的方向 课件(人教版选修4)
ΔH＝H 生成物－H 反应物，其中 H 生成物表示生成物的焓的总量；H 反
应物
表示反应物的焓的总量。
知
新
互动探究
自发过程和非自发过程
1．自发过程 (1)在一定条件下，不用借助于 外力 就可以自动进行的过程。 反之为非自发过程。 (2)自发过程的特点 ①体系趋向于从 高能 状态转变为低能 状态(这时体系会对外 部做功或者 释放 热量)。 ②在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向。与 有序体系相比，无序体系“更加 稳定 ”。
下列过程属非自发的是( A．水由高处向低处流 B．室温下结成冰
)
C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．煤气的燃烧 解析：自然界中水由高处向低处流、煤气的燃烧、气体从高密 度处向低密度处扩散、室温下冰的融化都是自发过程，其逆向 都是非自发的。 答案：B
化学反应方向的判据
1．焓判据 用 焓变 来判断反应进行的方向。 2．熵判据 (1)熵：用来度量体系 混乱度 的物理量，用符号 S 表示。熵值 越大， 混乱度 越大 。 熵的大小： 同一种物质的三种不同状态， 熵值的大小是气态 > 液态 > 固态 。 (2)熵增原理： 在与外界隔离的体系中， 自发过程将导致体系的 熵增大，即熵变(符号 ΔS) 大于 零。
2．问题探究 合成氨反应是一个可逆反应： N2(g)＋ 3H2(g) ＝－92.2 kJ· mol
－1
2NH3(g)
ΔH
ΔS＝－198.2 J· mol 1· K 1。
－ －
(1)请你根据正反应的焓变和熵变分析 298 K 下合成氨反应能 否自发进行。 (2)小明查阅资料发现工业上合成氨时采用的温度是 700 K。 可 是他按照上述数据计算的结果却是反应无法自发向正反应方 向进行，你认为这是为什么？
《化学反应进行的方向》说课稿
《化学反应进行的方向》说课稿各位老师,大家好,我是今天的××号考生,我说课的题目是《化学反应进行的方向》,为了处理好教与学的关系,突出新课标的教学理念,在讲授过程中我既要做到精讲精练,又要放手引导学生参与尝试和讨论,展开思维活动。
因此本节课力争促进学生学习方式的转变,由被动听讲式学习转变为积极主动的探索发现式学习,下面我主要从教材分析、学情分析等几个方面展开说课。
【过渡】先来谈一谈我对教材的理解。
一、说教材本节课选自人教版高中化学选修4第二章第四节。
本节主要内容为科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和“有序”变为“无序”的自然现象,对化学反应进行的方向,提出了互相关联的焓判据和熵判据,即凡是能够使反应体系焓减小、熵增大的反应方向,就是化学反应自发进行的方向。
对于一个具体反应,需应用两个判据综合进行分析,不能片面地做结论。
本节课是化学反应原理的三个重要组成部分之一,学完本节课学生对化学反应原理有了一个整体的把握,能够全面的分析一个化学反应进行的方向、快慢和限度的问题。
【过渡】了解完教材我将继续了解我所面对的学生。
二、说学情目前,学生已经详细学习了“化学反应的热效应”,初步学习了“化学反应快慢和反应限度”,具备了一定的化学反应原理的相关知识,同时已经学习和掌握了一定的物理和化学知识,且生活中学生也能接触到很多与化学反应进行方向有关的实例,这都为本节课的顺利展开做了充分的准备。
经过一年的高中学习,学生大部分已初步养成了科学探究的学习习惯,具备了进行科学探究的基本能力,但仍然需要教师进行必要的指导和解疑。
【过渡】根据新课程标准,教材特点和学生实际,我确定了如下教学目标：三、说教学目标1.理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据;能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2.通过已有知识及日常生活中的见闻,构建化学反应方向的判据;学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工,构建新知识。
高中化学人教版选修四第二章第四节 化学反应进行的方向
低温可行
高温可行
18
CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)
小结
∆G=∆H-T∆S ∆H﹤0,∆S﹥0 ∆H﹥0,∆S﹤0 ∆H﹤0 ,∆S﹤0 ∆H﹥0, ∆S﹥0 反应能自发进行 反应不能自发进行 低温时自发，高温时非自发 高温时自发，低温时非自发
19
注意
指持续性 干扰
1.在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时
16
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
1.体系自由能变化（符号∆G，单位为kJ/mol） ∆G=∆H-T∆S
2.反应进行方向的判断方法（恒温、恒压）
∆G =∆H-T∆S﹤0 (即∆H﹤0,∆S﹥0)反应能自发进行。 ∆G =∆H-T∆S=0 反应达到平衡状态。 ∆G =∆H-T∆S﹥0 (即∆H﹥0,∆S﹤0)反应不能自发进行。
21
1．下列说法中，正确的是 (
AB
)
A．化学反应总是伴随着能量的变化
B．能够自发进行的反应不一定都是放热反应
C．只有放热反应才能够自发进行 D．能够自发进行的反应就一定能够发生并完成
22
2.下列说法正确的是（
D）
A.放热反应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
时体系会对外部做功或释放热量)。
能量判据又称焓判据，即∆H﹤0的反应有自发进行的倾向， 焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。 对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，
且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全
7
(1)甲烷燃烧：
CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g) ∆H=-802.3 kJ/mol
人教版化学《化学反应进行的方向》精品课件
固体溶解过 固体中相对程较序排列的粒子
溶解时自发地成为无序排列
——趋向于体系混乱度增大
人教版化学选修四第二章第四节_化学 反应进 行的方 向 课件
气体的扩散
熵
人教版化学选修四第二章第四节_化学 反应进 行的方 向 课件
引入新概念
1）熵的定义： 熵是衡量体系 混乱度 的物理量；符号 S ，
构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱 度 越大 ，熵值 越大 ；
1）高处的水往低处流； 2）热量由高温物体传向低温物体； 3）电流由电势高的地方流向电势低的地方
人教版化学选修四第二章第四节_化学 反应进 行的方 向 课件
自发反应
Cu和AgNO3反应 NaOH和HCl反应 Na投入H2O中 铁生锈 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= -57.3 kJ·mol-1 Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) △H= -181.75 kJ·mol-1 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ·mol-1 铁生锈：Fe(s) …… Fe2O3 (aq) △H= -790.7 kJ·mol-1
放热 熵增
自发
冰雪融化
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。
自发反应： 在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力
量即能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。
那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？ 一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件 呢？
自然界中的自发过程
是体系熵值 增加（⊿S＞0）的反应。
2020-2021学年高二化学人教版选修四课时训练：2.4 化学反应进行的方向(解析版)
化学反应进行的方向1．（2019·甘肃高二期末）橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图，在其拉伸过程中有放热现象。
25℃、101kPa时，下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是（）A．CaCO3=CaO+CO2↑B．NaOH的溶解C．2H2+O2=2H2OD．Ba（OH）2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O【答案】D【解析】【分析】橡皮筋在拉伸过程中有放热现象，则橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致为吸热反应，混乱度增加，即熵增过程，且在25℃，101KPa时自发进行，据此分析。
【详解】A.碳酸钙分解为吸热反应，熵变大于0，但碳酸钙在25℃，101KPa下不会自发分解，故A错误；B.NaOH的溶解放热，且混乱度增加，熵增，故B错误；C.氢气在氧气中燃烧放热，且熵减，故不符合题意，故C错误；D.该反应为吸热反应，且熵变大于0，在25℃，101KPa时能自发发生，符合题意，故D正确。
故选D。
2．（2020·清华附中昌平学校高二月考）以下过程在常温下都可以自发进行，可用焓判据来解释的是A．硝酸铵自发地溶于水B．湿的衣服经过晾晒变干C．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH = + 56.7 kJ/molD．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=－571.6 kJ/mol【答案】D【解析】A．硝酸铵的溶解过程是熵增过程，该过程吸热，不能用焓判据分析，A 错误；B．水由液态变为气态，是熵增的过程，过程吸热，不能用焓判据分析，B错误；C．反应的△H>0，△S>0，反应能自发进行，只能用熵判据分析，C错误；D．反应是放热反应，且是熵值减小的，所以应该用焓判据分析，D正确；故选D3．（2019·桦南县第二中学高二期中）下列过程中熵变为负值的是( ) A．液态溴蒸发变成气态溴B．SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(l)C．电解水生成H2和O2D．公路上撒盐加快冰融化【答案】B【解析】【分析】熵值是描述混乱度的物理量，ΔS＞0说明反应过程中熵值增大，混乱度增加；ΔS＜0说明反应过程中熵值减少，混乱度降低。
2.4 化学反应进行的方向 同步练习(人教版选修4)
基础演练1．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的B．自发反应一定是放热反应，非自发反应一定是吸热反应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解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。
答案：C2．碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是()A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量C．碳酸铵分解是吸热反应，根据焓判据不能自发分解D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：碳酸铵自发分解，是因为由于氨气的生成而使体系熵增大；有的碳酸盐很稳定，不能自发分解。
答案：A3．在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。
若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中。
这是一个不伴随能量变化的自发过程。
关于此过程的下列说法不正确的是()A．此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程B ．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出C ．此过程从有序到无序，混乱度增大D ．此过程是自发可逆的解析：一个过程是自发的，则它的逆过程是非自发的。
答案：D4．水的三态的熵值关系是( )A ．固态>液态>气态B ．液态>固态>气态C ．气态>液态>固态D ．气态>固态>液态解析：同种物质在不同状态下的熵值为气态>液态>固态。
答案：C5．下列反应可能是自发进行的吸热反应的是( )A ．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l)B ．(NH 4)2CO 3(s)===NH 4HCO 3(g)＋NH 3(g)C ．2CO(g)＋O 2(g)=====点燃2CO 2(g)D ．2Al ＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe解析：A 、C 、D 均为放热反应。
高中化学 人教版选修4 课件：第二章 第四节 化学反应进行的方向(34张PPT)
2．自发过程和自发反应可被用来完成有用功：如向下
流动的水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被用来做功，
锌与 CuSO4溶液的反应可被设计成原电池，可将氢气燃烧应 设计成燃料电池等。
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3．非自发过程要想发生，则必须对它做功：如利用水
泵可使水从低处流向高处，通电可使水分解生成氢气和氧气。
第二章
化学反应速率和化学平衡
化学反应进行的方向
第四节
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1.了解自发过程和化学反应的自发性。 2.通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概 念。 3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓 变和熵变说明化学反应的方向。
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要点一
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1．自发过程 (1)含义：在一定条件下， 不用借助于外力 ________ 就可以自动进 行的过程。 高能 状态转变为 ________ 低能 栏 (2) 特点：①体系趋向于从 ________ 目 状态(体系对外部________ 做功 或者________ 释放 热量)。 ②在密闭条件下，体系有从 ________ 无序 的倾向，即________ 熵增 原理。
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高温度下则能自发进行。
例如：在室温下和较高温度下均为吸热过程的 CaCO3 的分解反应 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH(298 K)＝＋178.2 kJ· mol－1，
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增加 即________) 熵增 的方向转 体系有自发地向混乱度 ________( 熵变 来判断反应进行的方向。 变的倾向，因此可用________
江西省玉山县高中化学化学反应进行的方向教学设计新人教版选修4
2. 化学平衡基础知识讲解（10分钟）
目标： 让学生了解化学平衡的基本概念、组成部分和原理。
过程：
讲解化学平衡的定义，包括其主要组成元素或结构。
详细介绍化学平衡的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。
3. 化学平衡案例分析（20分钟）
目标： 通过具体案例，让学生深入了解化学平衡的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的化学平衡案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解化学平衡的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用化学平衡解决实际问题。
4. 学生小组讨论（10分钟）
目标： 培养学生的合作能力和解决问题的能力。
在素质方面，学生具备一定的科学素养和创新意识。他们对于新的化学知识具有一定的好奇心和求知欲，愿意探索和尝试。同时，他们对于环境保护和社会责任也有一定的关注，希望能够将所学知识运用到实际生活中。
在行为习惯方面，学生可能存在一些问题。一些学生可能缺乏学习的主动性和积极性，对于化学学习不够重视。另外，一些学生可能对于化学实验不够感兴趣，缺乏动手操作的积极性。这些行为习惯对于课程学习产生了一定的影响，需要教师在教学过程中进行针对性的引导和激励。
2. 化学实验室，配备有实验仪器和试剂。
3. 化学教科书和教师用书。
课程平台：
1. 学校提供的教学管理系统，用于发布课程资料和作业。
2. 在线教育平台，如学校的官方网站，提供相关教学资源和辅助学习材料。
信息化资源：
1. 教学PPT，包括本节课的教学内容和相关案例分析。
2. 教学视频，演示化学实验过程和原理讲解。
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两种理想气体的混合等
练习：判断自发与非自发（室温下）
（1）打开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯 自发 （2）镁带燃烧 自发 （3）氢气燃烧 自发 （4）水分解成H2和O2过程 非自发
判断化学反应方向的依据
一、 能量判据 反应焓变与反应方向
• 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）。
(4)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；
(5)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石 分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的，但在1273K时， 这一反应就是自发的反应。
2、放热的自发反应
反应在较高温度（1200K）下则能自发进行。
由此可见
• 运用能量判据主要依据反应焓变，而焓变（△H） 的确是一个与反应能否自发进行的因素，但不是 决定反应能否自发进行的唯一因素。
同一种物质，其气态时会通过分子的扩散自发形成 均匀的混合物
硝酸铵溶于水要吸热，但它能自发向水中扩散
火柴棒散落 墨水扩散
由有序变为无序
• 与有序体系相比，无序体系“更加稳定”可以采取 更多的存在方式。由大量粒子组成的体系中，用熵 来描述体系的混乱度。
4、熵变和熵增原理
• （1）熵变（△S）∶化学反应中要发生物质的变化或物 质状态的变化，因此存在着熵变。
• △S=S反应产物－S反应物
•
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
•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，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
判断化学反应方向的依据
二、熵判据 反应熵变与反应方向
• 1、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的 倾向～称为熵。
• 2、符号用S表示。 • 3、熵值越大，体系混乱度越大。
同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。
(1)甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802.3 kJ/mol
(2)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/mol
(4)Fe(OH)2：4Fe(OH)2 + O2(g) +2H2O(l) = 4Fe(OH)3 ; △H < 0
但是，有不少吸热反应也能自发进行， 如∶ NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)
+CH3COONH4（aq）+H2O（l）； △H（298K）=＋37.3KJ/mol
还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行， 但在较高温度下则能自发进行，如在室温下吸热反应 的碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热
• (2)、由熵判据知∶若干熵增加（△S﹥0）的过程是 自发的；
• -10℃的液态水能自动结冰成为固态、铝热反应是熵减反应， 它在一定条件下也可自发进行。因此熵判据判断过程的 方向也是不全面的
• 很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应， 可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由 能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据－自 由能将更适合于所有的反应过程。
判断化学反应方向的依据
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响∶（复 合判据----自由能变化△Ｇ）
1、体系自由能变化 （符号∆G，单位为kJ/mol）综合考虑了焓变和熵变对 体系的影响： ∆G=∆H—T∆S
的反应。许多熵增反应在常温常压下能自发进行，有些在
室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。
• （2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导 致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。 该原理是用来判断过程的方向的又一个因素， 又称为熵判据。
5、焓判据和熵判据的应用
• (1)、由焓判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容易 自发进行；
说明：(1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就 是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆 向是非自发反应。
(2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动 的水可推动机器 ，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将 氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。
(3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可 将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。
第四节化学反应进行的方向
水高 山 流
冰雪融化
花开花谢
学习目标： 1、焓的概念、熵的概念 2、利用焓变判断反应进行的方向 3、利用熵变判断反应进行的方向
1、生活中的自发过程 ①自然界中水总是从高处往低处流； ② 墨水扩散，食盐溶解于水 ③在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿空气中会 生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过 程都是自发的，其逆过程就是非自发的。
如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？
化学反应的方向
1.自发过程:在一定条件下不需外力作用就能自动进行 的过程. 自发过程的特征：有明确的方向性，具有做功的本 领。要逆转必须借助外界做功。
2.非自发过程 ：在一定条件下，需要外界做功才能进 行的过程。
3. 自发反应:在一定条件下无需外界帮助就能自动进行 的反应.
NH3 + HCl = NH4Cl △H < 0
Hale Waihona Puke 3、吸热的自发过程(1)室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的 吸热过程。
(2)N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)； △H=+56.7kJ/mol
(3) 碳酸铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol
放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进 行的倾向,------- 焓（△H）判据
多数能自发进行的化学反应是放热反应， 如常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发 的，反应放热∶4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) = 4Fe(OH)3(s) △H=－444.3KJ/mol