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1、2.42.4 化学反应进行的方向化学反应进行的方向【教学目标教学目标】1、 了解反应的自发性与反应过程中能量变化及熵值变化的关系；2、 能够用熵增原理判断化学反应进行的方向。【教学重难点教学重难点】能够用熵增原理判断化学反应进行的方向【教学过程设计教学过程设计】引入引入水往低处流，而不会自发的向上流；一般在室温下，冰块会融化，铁器在潮湿空气中会生锈，甲烷与氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自发的。这些不用借助于外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是，体系会对外部做功或释放热量，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态。那是否就意味着放热反应自发进行，吸热反应就是非自发进行呢？副板书副板书在
2、 25和 101105Pa 时，2N2O5(g)= 4NO2(g)+O2(g) H=567 kJmol(NH4)2CO3(s)= NH4 HCO3(s)+NH3(g) H=749 kJmol分析分析不难看出，上述两个反应都是吸热反应，显然只根据反应热（焓变）来判断反应进行的方向是不全面的。那么究竟如何来判断反应的自发性呢？科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，提出了互相关联的能量判据和熵判据，为最终解决反应自发性问题提供了必要的依据。讲解除自发的化学反应外，还有一类自发过程，例如放在同一密闭容器中的气体或液体物质(也包括能够挥发的固态物质)的蒸汽，不
3、需要外界的任何作用，气态物质会通过分子的扩散自发地形成均匀混合物。这种现象可以推广到相互接触的固体物质体系，经过长期放置后，人们能够找到通过扩散而进入的另一种固体中的原子或分子(这种现象可以作为纯物质难以保存的最本质的解释)。又如把硝酸铵溶于水虽然要吸热，它却能够自发地向水中扩散。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，人们提出在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素，即在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向。因为与有序体系相比，无序体系“更加稳定” ，可以采取更多的存在方式。以扑克牌为例，经过多次的洗牌之后，严格按照花色和序号排列的机会与花色序号毫无规律的混乱排列的
4、机会相比，大概要相差几十个数量级。科学家把这种因素称作熵。板书板书熵：1、概念：描述体系混乱度的物理量2、符号：S3、单位：Jmol-1K-14、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理也叫做熵增原理。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。5、同一物质的熵与其聚集状态有关：S（g）S（l）S（s）6、熵变（S）：S=反应物总熵生成物总熵7、反应进行方向的判断方法：HTS0 反应不能自发进行讲解讲解在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加反应的熵变大于零，都对HTSS(1)S(s)CS(g)S(1)= S(s) D
5、S(g)S(s)S(1)4已知反应 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (1) H = 2858 kJmol-1，下列结论中，正确的是 ( )AE(反应物)E(生成物) BE(反应物)E(生成物)C反应放热 D反应吸热5下列热化学方程式中，放出的热量最多的是 ( )ACH4 (g)+2O2 (g) = CO2 (g)+2H2O (1) HB2CH4 (g)+4O2 (g) = 2CO2 (g)+4H2O (1) HCCH4 (g)+2O2 (g) = CO2 (g)+2H2O (g) HD2CH4 (g)+4O2 (g) = 2CO2 (g)+4H2O (g) H6在 25、101
6、105 Pa 条件下，反应 2N2O5(g)= 4NO2(g)+O2(g) H= +567 kJ mol-1能够自发进行。从能量上分析，生成物的总能量比反应物的总能量 ，从反应前后的熵值看，反应后的熵值 (填“增加” 、 “减小”或“不变”)。提高题7已知：298 K、101105Pa 下：石墨：H=00 kJmol-1、S= 574 Jmol-1K-1；金刚石：H= 188 kJmol-1、S= 239 Jmol-1K-1。下列叙述中，正确的是 ( )A根据焓和熵的观点，石墨比金刚石稳定B根据焓和熵的观点，金刚石比石墨稳定C根据熵的观点，石墨比金刚石稳定，但根据焓的观点，金刚石比石墨稳定D根
7、据焓的观点，石墨比金刚石稳定，但根据熵的观点，金刚石比石墨稳定8某化学反应其H= 122 kJmol-1，S= 231 Jmol-1K-1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行 ( )A在任何温度下都能自发进行 B在任何温度下都不能自发进行C仅在高温下自发进行 D仅在低温下自发进行9煤中含有硫，燃烧时会产生有害的 SO2，用生石灰可以消除 SO2，减少污染，其反应为 CaO(s)+SO2(s) = CaSO3(s) 298 K、101101105Pa 时，此反应的H= 4020 kJmol-1，S= 3457 Jmol-1K-1，在室温下自发进行。则保持此反应自发进行的最高炉温是多少(焓变H 及熵变S 受温度的影响可忽略)?
