鲁科-选修4-第二章第一节化学反应的方向1

（鲁科版）化学 4《化学反应原理（选修）》

第2章化学反应的方向、限度与速率

第1节化学反应的方向（第1课时）

教学目标：

1. 通过分析反应的焓变与反应的方向，使学生了解反应焓变与反应方向有关，但

不是惟一的影响因素。

2. 通过介绍熵变的概念，使学生知道化学反应存在熵变。

3. 通过分析反应的熵变与反应的方向，使学生了解反应熵变与反应方向有关，但也

不是惟一的影响因素。

教学重点：

理解焓变与熵变对反应方向的影响

教学过程

【师导入】播放城市公路上，成群结队的汽车图片，讲解并提出问题。

随着人们生活水平的不断提高，汽车逐渐进入家庭。汽车的大量使用，造成了城市中的大气污染。汽车尾气中的主要污染物是NO和燃料不完全燃烧所产生的CO，它们是现代城市中大气污染物的重要来源。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来进行尾气处理：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 。这一方案是否可行？理论依据是什么？通过本节内容的学习，同学们对这个问题会有一个更清晰的认识。

【师】说明研究化学反应方向的意义

【师】一个化学反应在某种条件下能否自发进行，在什么条件下有可能按预期方向进行，我们可以寻求一种客观的依据来判断。那么，在一定条件下决定化学反应能否自发进行的因素有哪些呢？这是我们这节课要学习的内容。

【师讲解】在一定条件下，不用借助外部力量就能自动进行的过程称为自发过程。

例如：水的流向高处低处

热的传递高温低温

室温下冰会熔化，常温下铁生锈等。

【师】我们知道化学反应有的放热、有的吸热，有些反应向着体系能量增加的方向进行，有些反应向着降低反应体系能量的方向进行。化学变化是否和自然界的许多变化一样，能自发地向着减少反应体系能量的方向进行？吸热反应是否都不是自发的？

【师】19世纪的化学家曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热（反应焓变），放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能。你同意这种观点吗？能否举例说明？

【师生交流】与同学讨论下列反应在室温下能否自发进行。如能自发进行，请写出相应的化学方程式。

1. 把锌片插入硫酸铜溶液中

2. 水分解为氢气和氧气的反应

3. 把金属钠投入盛有水的烧杯中

【师】复习第1章的一个热力学物理量——焓

【师板书】（投影）焓：描述物质所具有的能量的物理量符号H单位：kJ· mol-1反应的焓变（△H）：△H = H（反应产物）—H（反应物）

△H>0，即反应产物的总焓大于反应物的总焓，说明反应是吸收能量的，为吸热反应；△H<0，即反应产物的总焓小于反应物的总焓，说明反应是放出能量的，为放热反应。【生】讨论、举例

【师】下列反应在一定条件下都能自发进行，通过表中提供的数据你能得出什么结论？

【生】交流讨论，得出结论

1. 多数能自发进行的化学反应是放热反应

2. 有不少吸热反应也能自发进行

【结论】反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一因素。

【师】使学生形成以下观点：

1. 反应放热有利于反应自发进行

2. 反应吸热也有可能自发，说明还有其他因素在起作用

【师归纳板书】

一、反应焓变与反应方向

1. 多数能自发进行的化学反应是放热反应

2. 有不少吸热反应也能自发进行

3. 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一因素。

【师】NH4NO3(s)、NaOH(s)、NaC1(s)和蔗糖溶解过程的热效应如何？它们的溶解过程都是自发过程，它们的溶解过程与焓变有关吗？请同学们动手做个实验。

【学生分组实验】NH4NO3(s)、NaOH(s)、NaC1(s)和蔗糖分别溶于水的热效应实验。

实验用品：每组大试管4支、胶头滴管2只、250 ml 烧杯两个

NH4NO3(s)、NaOH(s)、NaC1(s)和蔗糖各10 g 。

【生】学生通过实验得出结论

NH4NO3(s) 吸热

溶解过程中NaOH 放热

NaC1、蔗糖焓变微乎其微

【师】那么，是什么因素决定它们的溶解能自发进行呢？

【师】分析固体溶解过程的共同特点：溶质从有序→无序，即有序程度降低，混乱度增大。结论：热效应不是这些过程自发进行的决定因素

【师】对于一个由大量粒子组成的体系

．．．．．．．．．．，人们定义一个物理量——熵来描述体系的混乱度。熵值越大，体系混乱度越大。

【板书】熵：描述体系混乱度的物理量符号S单位：J · mol -1 · k -1

【师】熵的大小与哪些因素有关？

【生】思考、交流、回答

【师归纳板书】影响熵的因素：

①同一条件下，不同的物质的熵不同

②同一物质，聚集状态不同则熵不同：S(g) > S(l) > S(s)

【师】（投影）讲解水的三态的熵

【师】举例说明哪些过程是熵增加过程？

【师生归纳板书】熵增加过程：固体溶解、物质（如水）的汽化、墨水的扩散、气体的扩散【师】化学反应存在着熵变。反应的熵变（△S）为反应产物的总熵与反应物的总熵之差：△S=S（反应产物）—S（反应物）。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。【师板书】反应的熵变（△S）：△S = S（反应产物）—S（反应物）

【师】举例说明哪些反应是熵增加反应？

【师生归纳板书】熵增加的反应：产生气体的反应，气体的物质的量增加的反应，△S>0 【师】（提问）下列反应在一定条件下都能自发进行，根据下表的数据回答问题：

1. 熵增反应一定能自发进行吗？

2. 能自发进行的反应一定是熵增加反应吗？

3. 熵变对反应方向有什么影响？

【生】看课本比较归纳、回答