第四节 化学反应进行的方向
教学目标：
1、知识与技能：（1）理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；
（2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、过程与方法：通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生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。
3、情感态度与价值观：通过本节内容的学习，使学生体会事物的发展、变化常常受多种因 素的制约，要全面分析问题。 教学重点、难点：
焓减和熵增与化学反应方向的关系。 教学过程
【引入】回顾讨论过的化学反应原理的三大组成部分：反应的快慢、限度和方向。 反应的进行方向在反应还未发生时，如何判断？判断反应进行方向需要哪些依据？这就是本节课我们要讨论的。
【设问】首先我们来讨论下生活自然而然就能发生的变化，我们理所应当的一系列变化。 【收集实例】生活中你接触的自发过程有哪些？
1、室温下开水变凉 2、冰室温时溶解
3、苹果掉落在牛顿头上 4、学生下课使得无序场面 …… 【归纳】自发过程：在一定条件下，不用借助外力就能自动进行的过程。 【探究】这些自发过程为什么能进行，有什么规律？
【学生讨论】1、能量趋于“最低”的趋势（自发过程取向于最低能量状态的倾向）
2、“有序”变为“无序”的规律（自发过程取向于最大混乱度的倾向）
【探究】我们的化学反应中也有这类自发过程，叫自发反应。你觉得自发反应的定义如何？【板书】一、化学反应的方向与自发过程
1、 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。 【学生讨论】找一找我们接触过的自发反应有哪些？ 1、甲烷的燃烧； 2、铁生锈； 3、氢气和氧气反应
【交流讨论】如何理解该定义？
(1)一定条件指：一定的温度和压强，
(2)外界帮助可以是如通电、光照等，但点燃不是外界帮助。
【设问思考】这些反应在一定条件下能够自发进行，它们有哪些共同特征？ 1、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O（l） △H=-802.3 kJ/mol 2、4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648.4kJ/mol 3、2H2(g)+O2（g） =2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol 【交流讨论】以上反应的共同点是：
均为放热反应，也就是E反>E生, △H<0，换而言之，能量趋于从高能状态转变为低能状态，体系对外部做功或释放能量。
我们如果从反应热角度分析：放热反应易自发。 【板书】二、自发反应的判断依据
1、反应热（焓变）
【教师释疑】科学研究表明，对于化学反应， △H<0有利于反应自发进行。且放出热量越多，体系降低能量越多，反应越完全。△H<0是决定一个反应能否自发的重要因素。 【设问思考】但是我们在生活，有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用焓判据却无法解释清楚，例如： 1、两种理想气体的混合可顺利自发进行，无须借助外力。 2、2N2O5(g) ＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol 3、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol 【交流讨论】以上反应的共同点是：
以上变化虽然没有焓减的变化，但在变化过程中，物质在所在体系内有由“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。 【板书】2、混乱度（熵变） 熵变：△S
混乱度增加：△S>0 混乱度减小：△S<0
【概念提升】思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？ 1.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g) △S>0 2.CaCO3(s) ==CaO(s)+CO2(g) △S>0 3.NaOH(s)==Na(s)+(aq)+OH-(aq) △S>0 4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g) △S<0
【规律总结】导致△S>0的因素 1、同一物质:固态 液态 气态 2、固体物质电离成离子。
3、产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应。
【结论】一个反应能否自发是由△H、△S共同作用的结果。 【板书】三、焓判据和熵判据的应用
【讲述】在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。而对于焓判据和熵判据的特点有：
1、由焓判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容易自发进行； 2、由熵判据知∶许多熵增加（△S﹥0）的过程是自发的；
3、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。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是： 【板书】吉布斯自由能：△G = △H - T△S
【指出】 体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响。 【板书】△G < 0 反应能自发进行；△G > 0 反应不能自发进行。 焓变 ?H＜0 ?H＞0 ?H＜0 ?H＞0 熵变 ?S＞0 ?S＜0 ?S＜0 ?S＞0 化学反应能否自发进行 一定自发 一定非自发 低温自发 高温自发 【知识应用】1、判断下列反应能否自发进行 （1）Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g) △H<0，△S>0 该反应一定能自发进行； （2）CO2(g)+ H2O(l)+ CaCl2(l)= CaCO3(s)+ 2HCl(l) △H>0，△S<0 该反应一定不能自发进行； （3）NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s)
△H<0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行； （4）2H2O(l)= 2H2(g)+ O2(g)
△H>0, △S>0 该反应在较高温度下能自发进行。
课题化学反应进行的方向及判断依据
