化学反应的方向和限度(教案)

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:

【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。

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

如：敞口容器：CaCO 3 == CaO + CO 2 ↑不可逆

密闭容器：CaCO 3 CaO + CO 2 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 书P 43 CO + H 2O CO 2 + H 2

分析：①．反应刚开始时，反应物和生成物的浓度如何变化？V 正、V 逆变化？

点燃 电解

△

催化剂

高温

△