熵变和焓变.doc

关于熵变、焓变的教学设计构想 在新教材必修4增加了新知识《化学反应原理》，对化学反应的理解有了更进一步的要求。 ??? 新增内容熵变和焓变，只用来判断化学反应的方向比较容易理解，但对其本质原因却难以把握。从 教材编排的层次上看，并不要求通过深刻分析讲解后给熵变、焓变下定义，只要求学生知道熵变、焓 变是判断化学反应方向的重要依据；能用焓变和熵变说明化学反应的方向；要求学生知道化学反应发 生的总趋向是体系能量降低和熵的增加即可。 ? ?教材安排的教学层次大致为： 一.以学生熟悉的自发进行的放热反应为例，介绍化学反应有向能量降低的方向自发进行的倾向——焓 判据；以生活现象为例，说明混乱度（熵）增加是自然界的普遍规律，也是化学反应自发进行的一种 倾向——熵判据。 二.用实例说明单独运用上述判断依据中的任一种，都可能出现错误，都是不全面的。 三.要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。 四.简单介绍了用“自由能”作为判断依据的结论性内容。? 教学设计： 设疑引入引导学生讨论生活中常见的哪些现象的实质是化学变化，哪些化学变化是自发的发生， 其中哪些是有害的，不利于生产生活和环境的？ ?学生都具有最基本的常识：钢铁腐蚀、汽车尾气、白色污染等 创设教学情景现代都市空气中的主要污染物--汽车尾气中的主要污染物是氮的氧化物以及燃料燃 烧不完全所产生的一氧化碳。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气： ????????????????? 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 试判断这一方案是否可行？理论依据是什么？ 设计意图引出正题---判断化学反应方向的依据。 举例讲解以下相关过程及概念 1.认识自发过程和自发反应 2.化学反应方向的焓判据 归纳ΔH＜0，正向反应能自发进行；ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。 ???? 举反例：多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。 ??????????? N2O5 (g)? = ?4NO2 (g)? + ?O2 (g)? ;? △H = ＋56.7kJ·mol-1 说明反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 3.化学反应方向的熵判据 ?思考 1.如何理解“熵”的含义？ 2. “熵”即体系的混乱度，这种说法对吗？为什么？ 归纳1.熵判椐：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。 ?????????? 2.混乱度：表示体系的不规则或无序状态。 ?????????? 3.熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。 ?????????? 4.熵的大小判断： （1）气态 液态 固态?? （2）与物质的量成正比 说明需要注意的是，一个体系的熵不能永远增加，最终会达到一个最大的无序状态，此时，体系 呈现有确定的性质，尽管分子水平上的变化仍在发生。我们讲的化学体系，当它具有不变的可观察的 性质时，整个体系处在平衡状态，所以当一个体系达到它的最大熵时，就处于平衡状态。 5.反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵 说明产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，△S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进 行。需大家特殊注意的是，两种气体的混合也是熵增加的过程。 6.熵增的过程就是自发过程 ??7.熵变不仅存在于化学变化中，物理变化中也有熵变，如物质的三态变化 说明反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。 结论焓变与熵变对化学反应的方向有着共同的影响，研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应 自发性的判据是： ????△G = △H - T△S（吉布斯—亥姆霍兹公式）（△G为体系自由能变化，单位： kJ·mol-1）： △G =? △H - T△S 0? 反应能自发进行； △G =△H - T△S = 0? 反应达到平衡状态； △G =△H - T△S 0? 反应不能自发进行。 随堂练习略 课后作业略 教学反思略