《化学反应原理》专题2 第二单元化学反应的方向和限度（1）
化学反应的方向和判断依据
2008年10月21日
K二（3）第三节
[教学目标]
1、知识与技能：（1）理解熵的概念
（2）能初步利用焓变和熵变说明化学反应进行的方向
2、过程与方法：通过联系生活以及自然界的普遍变化规律引导学生理解判断自发反应进行的
两个因素。

3、情感态度与价值观：通过从现象分析到理论探究，培养学生科学的研究方法。

[教学重点]自发反应与反应方向的判断。

[教学难点] 熵变与焓变的理解。

[教学过程]
创设问题情景：同学们是否想过，在一定条件下，为什么有些物质间会发生化学反应，有些则不会？如盐酸和氢氧化钠溶液混合，立即反应生成氯化钠和水，但氯化钠溶液就不可能自发地转变成盐酸和氢氧化钠。

要回答这个问题需讨论化学反应的方向。

引入主题：化学反应的方向
展示图片高山流水
思考与交流：
⑴高山流水是一个自动进行的自然过程。

高处水一定会流到低处吗？
⑵低处水可以流至高处么？可采取什么措施？
⑶在“低水高流”的过程中一旦外界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？
板书：一、化学反应的方向
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
讨论请尽可能多地列举你熟知的自发过程。

板书：自发过程的特征：都有方向性，且不能自动恢复原状，若要恢复必须借助外力。

叙述：与自然界中的许多变化一样，化学反应也具有方向性。

板书：自发反应：这种在一定条件下不需外界帮助，就能自动进行的反应，称为自发反应。

如：酸碱中和；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；
锌与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。

交流与讨论：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、水分解成氢气和氧气的反应。

2、氯气与溴化钾溶液的反应。

3、乙烯与溴单质的反应。

4、氮气和氧气生成一氧化氮的反应。

过渡：究竟如何判断某个反应进行的方向或者说反应是否自发进行？
板书：二、判断化学反应方向的依据
你知道吗：下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的主要原因吗？
C
3H
8
(g) + 5O
2
(g) = 3CO
2
(g) + 4H
2
O(l) △H = -2217.5 kJ·mol-1
2Na(s) + Cl
2
(g) = 2NaCl(s) △H = -822 kJ·mol-1
4Fe(s) + 3O
2(g) = Fe
2
O
3
(s) △H = -1648.4 kJ·mol-1
H2(g) + Cl
2
(g) = 2HF(g) △H = -546.6 kJ·mol-1
学生寻找规律得出结论：自发反应有着向能量较低方向进行的趋势。

板书：<结论>1、
判断化学反应方向的依据一（焓判据）：∆H＜0 的反应有自发进行的倾向。

提出问题：是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？
观察与思考：学生观察现象并得出结论
NH4Cl晶体+氢氧化钡晶体现象: 温度降低，锥型瓶和木板间结冰。

得出结论:有些吸热过程也可能自发进行，所以∆H＜0 不是判断反应是否自发的唯一依据。

追问：是什么因素促使吸热反应也能自发进行呢？
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。

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。

展示图片：1、有序的火柴棒散落；2、整齐与凌乱的房间
得出结论:自发过程取向于最大混乱度的倾向。

板书：<结论>2、判断化学反应方向的依据二（熵判据）：大多数自发反应有趋向于使体系
加热
高温
混乱度增加的倾向
引入新概念：（1）熵 衡量一个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，熵越大。

熵变：反应前后体系熵的变化，符号：ΔS ΔS>0体系的混乱度增大，有利于反应自发进行；
ΔS<0 体系的混乱度减小，不利于反应自发进行。

问题解决：判断下列过程的熵变大于零还是小于零
① H 2O(s)→H 2O(l)→H 2O(g)
② CaCO 3(s) == CaO (s) + CO 2(g)
③ NaOH （s ）==Na +(aq)+OH -(aq)
④ N 2(g)+3H 2（g ）2NH 3(g) 归纳：（2）导致混乱度增加的因素
1、 同一物质在气态时熵值 最大 ，液态 较小 ，固态时 最小 。

2、 固体的溶解过程、墨水 扩散 过程和气体的 扩散 过程。

3、 产生气体的反应和气体的物质的量 增加 的反应。

思考：自发反应一定是熵增加的反应吗？
如：2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(g)
小结：熵变是反应能否自发进行一个因素,但不是惟一因素。

综上所述,体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行,焓变和熵变共同制约着化学反
应进行的方向。

跟踪练习： 根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变与反应方向
焓变 熵变
① NH 3（g ）+ HCl （g ）= NH 4Cl （s ）
② NH 4Cl （s ）===NH 3（g ）+HCl （g ）
得出结论： 反应是否自发还与温度有关
知识的归纳：要正确判断一个化学反应能否自发进行,必须综合考虑反应的焓变△H
和熵变△S
1、物质具有的能量趋于降低 焓(H)判据：∆H(焓变)<0，放热反应
2、物质的混乱度趋于增加 熵(S )判据：∆S(熵变)>0，熵增原理
恒T恒P
完成P42交流与讨论
知识的运用：
[拓展视野]对于一个化学反应能否自发进行，以下式子判断：
＜ 0 ，一定能自发进行
△H－T△S ＝ 0 ，达到平衡状态
＞ 0 ，一定不能自发进行
板书：
化学反应的方向
一、化学反应的方向
自发反应：这种在一定条件下不需外界帮助，就能自动进行的反应，称为自发反应。

二、判断化学反应方向的依据
依据一（焓判据）：∆H＜0体系能量降低，有利于自发反应进行。

2、依据二（熵判据）：∆S>0体系混乱度增大，有利于自发反应进行
恒温恒压
△H ＜0 △S>0 一定自发
△H >0 △S＜0 一定非自发
△H ＜0 △S＜0 低温自发
△H >0 △S>0 高温自发。