高三化学教案：《工业化学及化学反应进行的方向》教学设计。
俗话说，磨刀不误砍柴工。作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助高中教师提高自己的教学质量。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢？小编特地为大家精心收集和整理了“高三化学教案：《工业化学及化学反应进行的方向》教学设计”，仅供参考，大家一起来看看吧。
本文题目：高三化学教案：工业化学及化学反应进行的方向
【归纳与整理】
一、工业化学------合成氨的工业
1.原料气的准备
思考 怎样以空气、水和煤为原料，制备硝酸铵。写出有关化学反应方程式。
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2.合成氨工业条件的选择
请根据反应特点：N2 + 3H2 2NH3 (△H
改变条件 化学反应速率 化学平衡 生产措施
浓度
压强
温度
催化剂
总结合成氨的条件：______________________________________。
3.合成氨反应达平衡时平衡混合物中NH3所占的体积分数[ n(N2) : n(H2) = 1 : 3 ]
压强(MPa)
温度(℃) 0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
*根据上表中的有关数据，计算在500℃、20MPa条件下合成氨反应达到平衡时，N2的转化率为_________;列出由NH3的体积分数(a %)计算N2的转化率的一般表达式_________。
二、化学反应进行的方向
1.自发过程
(1)含义：在一定条件下不借助外部力量就能自动进行的过程。
(2)特点： ① 体系趋向于从 状态转变为 状态。
② 在密闭条件下，体系趋向于从 状态转变为 状态。
2.化学反应方向的判据
(1)焓判据
① 用 判断反应进行的方向。
② 焓减原理：自发反应的?H 0，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。
(2)熵判据
① 用 判断反应进行的方向。自发反应的?S 0
② 熵：描述体系 的物理量，用符号S表示
③ 熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。大多数熵增加反应都能自发进行，且反应的熵增加越多，体系混乱度增加越多，反应越完全。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。
④ 熵的大小：在同一条件下，不同物质的熵不同;同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序为：气态 液态 固态
(3)焓判断和熵判断的复合判据(自由能变化):
△ G=△H—T △S
ΔH-TΔS
ΔH-TΔS = 0 反应
ΔH-TΔS>0 反应
在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH-TΔS
【例1】化学工业在国民经济中占有极其重要的地位，江苏省是国内最早的硫酸生产基地之一。
(1)硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 (填写序号)。
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V2O5作催化剂
C.接触室中不使用很高的温度 D.净化后炉气中要有过量的空气
E.接触氧化在常温下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
(2)在537℃时，往容积可变的密闭容器中充入2molSO2(g)、1molO2(g)，此时容器的体积为200L，压强为1.01×105Pa。向容器中加入固体催化剂，并保持恒温恒压，发生反应：
2SO2 + O2 2SO3，达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下列问题：
①从理论上看，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大。但工业上二氧化硫催化氧化采用常压而不用高压，主要的原因是 。
②保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molSO3，并加入固体催化剂，则平衡时SO2的体积分数是 ，此时平衡混合气体的体积是 。
③温度仍保持537℃，容器的体积保持200L不变。充入amol SO2和bmolO2，并加入固体催化剂，反应达到平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01×105Pa。若a:b=2:1，则a= 。
(3)硫酸工业的尾气中含有少量的SO2，常加氨水吸收后再加硫酸回收SO2，同时得到化肥硫酸铵，硫酸铵溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为 。
【基本练习】
? 化学反应进行的方向
1.下列过程是非自发的是
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.自发进行的反应一定是
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
3.下列说法正确的是
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
4.250℃和1.01×105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H=+56.76kJ/mol，自发进行的原因是
A.是吸热反应 B.是放热反应
C.是熵减少的反应 D.熵增大效应大于能量效应
5.以下自发反应可用能量判据来解释的是
A.硝酸铵自发地溶于水
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H= -571.6 kJ/mol
C.(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H= +74.9 kJ/mol
D.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) △H= +56.7kJ/mol
6.下列反应中，熵减小的是
A.(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
C.2CO(g)=2C(s)+O2(g) D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)
? 工业化学
1.乙酸蒸气能形成二聚分子：2CH3COOH(g) (CH3COOH)2(g) ，△H
A.高温低压 B.低温高压 C.低温低压 D.高温高压
2.有平衡体系CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)，△H
A.高温、高压 B.适宜温度、高压、催化剂
C.低温、低压 D.低温、高压、催化剂
3.将物质的量之比为1:3的N2和H2混合，在一定条件下进行合成氨反应 N2 + 3H2 2NH3，
请说明采取下列措施，对化学平衡所产生的影响。
(1)使用催化剂_____________________;
(2)及时分离出NH3_______________________;
(3)等温等容条件下充入少量的稀有气体___________________________;
(4)等温等压条件下充入少量的稀有气体___________________________。
参考答案
1【解析】D
2【解析】D
3【解析】C
4【解析】D
5【解析】B
6【解析】C
? 工业化学
1【解析】A
2【解析】B
3【解析】(1) 不影响 (2) 平衡正向移动 (3) 不移动 (4) 逆向移动
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化学反应进行的方向
选修四第二章第四节化学反应进行的方向
课前预习学案
一、预习目标：预习化学反应方向进行的判据
二、预习内容
1科学家根据体系的存在着使体系总能量趋向于，也就是⊿H0的趋势，也存在使体系由有序向无序转化（⊿S0）的自然现象，提出了焓判据和熵判据。
2、熵是用来，用表示。作为固液气三态的熵值比较大小顺序为。
3、焓变（焓判据）只能判断
熵变（熵判据）只能判断
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1、能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、应用焓变和熵变解释日常生产生活中的现象
学习重难点：熵判据
二、学习过程
（一）、反应方向的焓判据
思考1、根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程（在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程）。
思考2、19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。
所以，反应焓变是与反应能否自发进行有关的因素，但不是因素。
（二）反应方向的熵判据
【交流讨论】我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？
【阅读思考】课本P36—37相关内容。
熵判据：；
混乱度：。
注意：1乱度的增加意味着体系变得更加无序。
2、体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越，
有序变为无序——熵的过程。
3、熵值的大小判断：气态液态固态
【学与问】：发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。
探究：有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：
-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）；
所以，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是因素。只有将两者组合而成的复合判据，才能准确判定所有化学反应进行的方向。
练习：下列过程属于熵增加的是（）
A.固体的溶解过程
B.气体扩散过程
C.水蒸气变为液态水
D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
（三）反思总结
能量判据和熵判据的应用：
1、由能量判据知∶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。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的反应过程；
4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；
5、在讨论过程的方向时，我们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；
6、反应的自发性也受外界条件的影响。
(四)当堂检测
1.能用能量判据判断下列过程的方向的是（）
A.水总是自发的由高处往低处流
B.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
2.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：
C(石墨，s)+O2（g）=CO2（g）
△H=-393.5kJ/mol
C(金刚石，s)+O2（g）=CO2（g）
△H=-395.4kJ/mol
关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是（）
A.石墨转化为金刚石是自发进行的过程
B.金刚石转化为石墨是自发进行的过程
C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低
3.下列说法中，正确的是（）
A.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
B.自发反应在恰当条件下才能实现
C.自发反应在任何条件下均能实现
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
4、自发进行的反应一定是∶（）
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。
课后练习与提高
1、下列过程是非自发的是∶（）
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、下列说法中，正确的是()
A．化学反应总是伴随着能量变化的
B．能够自发进行的反应不一定都是放热反应
C．只有放热反应才能够自发进行
D．能够自发进行的反应就一定能够发生并完成
3、水在273K、1．01×105Pa时可转化为固态，在373K时则又可转化为气态。若分别用S(g)、S(1)、S(s)表示水的气、液、固三种状态的熵值，则下列表达式中，正确的是()
A．S(g)S(1)S(s)B．S(g)S(1)S(s)
C．S(g)S(1)=S(s)D．S(g)S(s)S(1)
4、已知反应2H2(g)+O2(g)==2H2O(1)H==—285．8kJmol-1，下列结论中，正确的是()
A．E(反应物)E(生成物)B．E(反应物)E(生成物)
C．反应放热D．反应吸热
5、下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是()
A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的
6、在25℃、1．01×105Pa条件下，反应2N2O5(g)==4NO2(g)+O2(g)H==+56．7kJmol-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”)。
7、在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的增大，这个原理也叫做原理。在用来判断过程的方向时，就称为判据。不难理解，即使是同一物质，应该存在着时的熵值最大，时次之，时最小的这样一种普遍规律。
答案
课前预习学案
预习内容：1、降低﹤﹥
2、量度混乱（或有序）的程度S气态﹥液态﹥固态
3、焓减小的反应熵增大的反应
课内探究学案
（一）、反应方向的焓判据
思考1、自然界中水总是从高处往地处流；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。
思考2、不同意。2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.2kJ/mol
一个唯一
（二）反应方向的熵判据
【交流讨论】：该自发过程与能量状态的高低无关，受另一种能够推动体系变化的因素的影响，即体系有从有序自发地转变为无序的倾向。
【阅读思考】：体系有自发地向混乱度增加（即熵增）方向转变的倾向；
表示体系的不规则或无序状态。
注意：2、小，增
3、﹥﹥
探究：唯一练习：AB
(四)当堂检测
1、A2、AB3、B4、D
课后练习与提高
1、D2、AB3、B4、AC5、A
6、增加增加
7、熵、熵增、熵、气态、液、固
高三化学教案：《化学反应的方向和限度》教学设计
本文题目：高三化学教案：化学反应的方向和限度
1.了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。
2. 理解化学平衡常数的含义。能用化学平衡常数计算反应物的转化率。
3. 理解化学平衡状态，学会判断平衡状态的建立。
【基础知识梳理】
一、化学反应自发进行的方向的判断
1. 能量判据(ΔH
2. 熵判据(ΔS>0)：熵增有利于自发，同一物质熵值：S(固) S(液) S(气)
3. 复合判据(△G = △H - T△S 0)
【思考】请填写下列表格(用自发反应，非自发反应，不一定)
ΔS >0 ΔS
ΔH >0
ΔH
【例1】下列变化过程中，ΔS
A.氯化钠溶于水中 B.NH3和HCl反应生成NH4Cl(固)
C.干冰的升华 D.碳酸钙分解为CaO和C02
【例2】以下自发反应可用能量判据来解释的是( )
A.硝酸铵自发地溶于水; B.2N2O5(g) = 4NO2(g)+ O2(g) △H=+56.7kJ/mol;
C.(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol; D.2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol。
二、化学平衡状态
1.可逆反应：在 条件下，既能向 又能向 方向进行的反应。
2.化学平衡状态
⑴概念：
。
⑵特征：
⑶可逆反应达到平衡状态的标志：
【例3】哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是 ( )
A 达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B 达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C 达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D 达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
【例4】下列方法中可以证明2HI H2 + I2(g)已达到平衡状态的是
①单位时间内生成了nmolH2的同时生成了nmolHI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I断裂 ③百分组成HI%=I2%
④反应速率υH2=υI2=1/2υHI时 ⑤温度和体积一定时，某一生成物浓度不变的状态
⑥c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1 ⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化的状态
⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体密度不再变化
[思考]在上述⑦—⑩的说法中，能说明2NO2 N2O4达到平衡状态的是____ _____。
3.速率与平衡的关系
⑴υ正>υ逆，平衡向_____ 移动 ⑵υ正=υ逆，平衡_________移动
⑶υ正
【例5】在一定条件下，可逆反应：N2 + 3H2 2NH3;△H
A.加催化剂，正反应和逆反应速率都发生变化，且变化倍数相等。
B.加压,正反应和逆反应速率都增大,且正反应速率增大倍数大于逆反应速率增大的倍数
C.降温,正反应和逆反应速率都减小,且正反应速率减小倍数大于逆反应速率减小的倍数
D.恒容下充入Ar气，正反应和逆反应速率都增大，且正反应速率增大的倍数大于逆反应
三、化学平衡常数(K)
1.表达式：aA +bB c cC+dD K=
2. 意义：K的大小说明反应进行的程度(限度)，K越大反应越
3.影响：只与 有关，
【例6】)将1.00molSO2(g)和1.00molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，在1000K达到平衡：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，测得c(SO3)=0.925mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。
【例7】在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应： H2(g)+I2(g) 2HI(g)，△H
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为 ;
(2)根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为 ;
(3)反应达到平衡后，第8分钟时：①若升高温度，化学平衡常数K (填写增大、减小或不变)
HI浓度的变化正确 ;(用图2中a～c的编号回答)
②若加入I2，H2浓度的变化正确的是 。(用图2中d～f的编号回答)
(4)反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
高二化学《化学反应进行的方向》教学设计
高二化学《化学反应进行的方向》教学设计
一、教学内容分析1、课标中的内容《化学反应原理》主题2化学反应速率和化学平衡，第5点：能用焓变和熵变说明化学反应的方向。2、教材中的内容本节内容介绍了"焓判据、熵判据及自由能（△G=△H-T△S）"知识，有一定难度。人教版教材将本节内容安排在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学平衡之后以知识介绍的方式呈现出来，让学生了解决定反应进行方向的因素不是单一的焓变，熵变也是决定因素之一。教材从学生已有的知识和生活经验出发，分四个层次就化学反应的方向进行了介绍。第一，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。第二，用实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面的。第三，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。第四，简单介绍了自由能判据的结论性内容。二、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。三、教学的重点和难点焓减和熵增与化学反应方向的关系四、教学方法1、应用讨论交流的方法调动学生的积极性，充分发挥学生的想象力；2、启发学生学会归纳、概括，对信息进行加工，得出结论；3、注重从学生已有知识及日常生活的经验上构建新知识。五、教学过程[联想、质疑]汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，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），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？[课的引入]上述问题是化学反应的方向的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论，我们已经初步解决了后两个问题，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。[设问]根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程（在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程）。[学生讨论]......[总结]生活中的自发过程很多，如：水由高处往低处流，自由落体，电流由电位高的地方向电位低的地方流，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化，......这些都是自发过程，它们的逆过程是非自发的。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，提出了互相关联的焓判据和熵判据，为反应方向的判断提供了必要的依据。[板书]一、反应方向的焓判据。[交流讨论]19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。[学生讨论交流]......[汇报交流结果]我们知道的反应中下列反应可以自发进行：NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（aq）△H=-56KJ/mol；2Na（s）+2H2O（l）=2NaOH（aq）+H2（g）；Al（s）+HCl（aq）=AlCl3（aq）+H2（g）；CaO（s）+H2O（l）=Ca（OH）2（aq）......[追问]上述反应是吸热还是放热？[学生回答后总结、板书]焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。[指出]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。如：N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）△H=＋56.7KJ/mol；NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）=CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）△H=＋37.3KJ/mol；因此，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。[板书]二、反应方向的熵判据。[交流讨论]我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？[阅读思考]课本P37相关内容。[汇报交流、自主学习成果]上述自发过程与能量状态的高低无关，受另一种能够推动体系变化的因素的影响，即体系有从有序自发地转变为无序的倾向。[总结、板书]熵判据：体系有自发地向混乱度增加（即熵增）方向转变的倾向。[释疑]如何理解"熵"的含义？[板书]混乱度：表示体系的不规则或无序状态。[指出]混乱度的增加意味着体系变得更加无序。[板书]熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。[指出]体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序--熵增的过程。[板书]熵值的大小判断：（1）气态液态固态（2）与物质的量成正比[板书]反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵[讲述]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。[学与问]发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。[指出]有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）；2Al（s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe（s）△S=-39.35J·mol-1·K-1。因此，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。[板书]三、焓变与熵变对反应方向的共同影响。[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。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]体系自由能变化（△G、单位：KJ/mol）：△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]△H-T△S0反应能自发进行；△H-T△S=0反应达到平衡状态；△H-T△S0反应不能自发进行。[展示][举例]对反应CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△H=+178.2KJ·mol-1△S=+169.6J·mol-1·K-1室温下，△G=△H-T△S=178.2KJ·mol-1-298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1=128KJ·mol-10因此，室温下反应不能自发进行；如要使反应自发进行，则应使△H-T△S0，则T△H/△S=178.2KJ·mol-1/0.1696KJ·mol-1·K-1=1051K。[知识应用]本节课一开始提出处理汽车尾气的反应： 2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），已知，298K、101KPa下，该反应△H=-113.0KJ·mol-1，△S=-143.5J·mol-1·K-1则△G=△H-T△S=-69.68KJ·mol-10因此，室温下反应能自发进行。[指出]但该反应速率极慢，需要使用催化剂来加速反应。[总结]能量判据和熵判据的应用：1、由能量判据知∶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。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（体系自由能变化：△G=△H-T△S）将更适合于所有的反应过程；4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；5、在讨论过程的方向时，我们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；6、反应的自发性也受外界条件的影响。[课堂练习]1．下列说法正确的是（）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。2．自发进行的反应一定是（）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。3．下列说法正确的是（）A．放热反应一定是自发进行的反应；B．吸热反应一定是非自发进行的；C．自发进行的反应一定容易发生；D．有些吸热反应也能自发进行。4．250C和1.01×105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）△H=＋56.76kJ/mol，自发进行的原因是（）A．是吸热反应；B．是放热反应；C．是熵减少的反应；D．熵增大效应大于能量效应。5．下列过程属于熵增过程的是（）A．硝酸钾溶解在水里面；B．氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体；C．水蒸气凝结为液态的水；D．(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨气和水。6．以下自发反应可用能量判据来解释的是()A．硝酸铵自发地溶于水；B．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ/mol；C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol；D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol。[布置作业]广州市教研室编的《高中化学基础训练》中《化学反应进行的方向》一节内容。
高二化学教案：《化学反应的方向及判据》教学设计
俗话说，磨刀不误砍柴工。作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，让高中教师能够快速的解决各种教学问题。那么，你知道高中教案要怎么写呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“高二化学教案：《化学反应的方向及判据》教学设计”，希望能为您提供更多的参考。
一、复习回顾
反应条件对化学平衡的影响
（1）温度的影响：
升高温度，化学平衡向吸热方向移动；
降低温度，化学平衡向放热方向移动。
（2）浓度的影响：
增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；
减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
（3）压强的影响：
增大压强，化学平衡向气体分子数减小的方向移动；
减小压强，化学平衡向气体分子数增大的方向移动。
（4）催化剂：
加入催化剂，化学平衡不移动。
二、知识梳理
考点1：反应焓变与反应方向
1.多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H（298K）==－444.3kJ·mol—1
2.部分吸热反应也能自发进行。
如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H（298K）== +37.30kJ·mol—1。
3.有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。
因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。
考点2：反应熵变与反应方向
1.熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·mol—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。
2.化学反应的熵变（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。
3.反应熵变与反应方向的关系
（1）多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。
（2）有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。
（3）个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J·mol—1·K—1，在点燃的条件下即可自发进行。
考点3：熵增加原理以及常见的熵增过程
1.自发过程的体系趋向于有序转变为无序，导致体系的熵增加，这一经验规律叫熵增加原理，也是反应方向判断的熵判据。
2.影响熵大小的因素
（1）同一条件下，不同的物质熵不同
（2）同一物质的熵气体＞液体＞固体
3.常见的熵增加过程
固体的溶解、气体的扩散、水的汽化过程以及墨水的扩散过程等等都是体系混乱度增加的过程，即熵增过程。
4.常见的熵增反应
（1）产生气体的反应；
（2）有些熵增加的反应在常温常压下不能进行，但是在高温下的时候可以自发进行。
（3）有些熵减小的反应也可以自发进行
考点4：焓变和熵变对反应方向的共同影响——“四象限法”判断化学反应的方向
在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“＋、＋”，第Ⅱ象限的符号为“＋、—”，第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、＋”。借肋于数学坐标系四个象限的符号，联系焓变与熵变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。
在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为：
△H—T△S＜0 反应能自发进行[来源:学|科|网][来源:学科网]
△H—T△S==0反应达到平衡状态
△H—T△S＞0反应不能自发进行
反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。
从以上四个象限的情况来看，交叉象限的情况相反相成，第Ⅰ象限（高温下反应自发进行）和第Ⅲ象限（低温下反应自发进行）相反相成，第Ⅱ象限（所有温度下均可自发进行）和第Ⅳ象限（所有温度下反应均不能自发进行）相反相成。分析化学反应的方向的热力学判据是△H—T△S＜0，而这个判据是温度、压强一定的条件下反应自发进行的趋势，并不能说明反应能否实际发生，因为反应能否实际发生还涉及动力学问题。
三、例题精析
【例题1】石灰石的分解反应为：CaCO3(s)==CaO(s) +CO2(g)，其△H（298K）==178.2kJ·mol—１，△S（298K）==169.6J·mol—1·K—1，试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行？其分解温度是多少？
【答案】不能，温度高于７７８℃时反应可自发进行
【解析】第Ⅰ象限符号为“＋、＋”（△S＞0、△H＞0）时化学反应的方向——高温下反应自发进行，∵△H—Ｔ△S＝178.2kJ·mol—１—２９８Ｋ×10×—3×169.6kJ·mol—1·K—1
=128kJ·mol—1＞0
∴298K时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。
由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使△H—Ｔ△S＜0，假设反应焓变和熵变不随温度变化而变化，据△H—Ｔ△S＜0可知，Ｔ＞△H/△S ==178.2kJ·mol—１/10×—3×169.6kJ·mol—1·K—1==1051K，即温度高于７７８℃时反应可自发进行。
【例题2】已知双氧水、水在２９８Ｋ、１００kPa时的标准摩尔生成焓的数据如下：
物质
△fH/kJ·mol—１
H2O(l)
—２５８.８
H2O2(l)
—１９１.２]
O2（g）
0
（１）试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。
（２）若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其△S==57.16J·mol—1·K—1
试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到２０００Ｋ时，反应能否自发进行。
【答案】（1）—１３５.２kJ·mol—１（2）所有温度下反应均能自发进行
【解析】第Ⅱ象限符号为“＋、—”（△S＞0、△H＜0）时化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行，（１）根据△H ==H（产物）—H（反应物）得，△H ==２×（—２５８.８kJ·mol—１）+0—2×（—１９１.２kJ·mol—１）=== —１３５.２kJ·mol—１。
（2）在２９８Ｋ时，△H—Ｔ△S＝—１３５.２kJ·mol—１－(298K×10—3×57.16kJ·mol—1·K—1) == —152.23 kJ·mol—１＜0
∴该反应在常温下可自发进行。
温度达到２０００Ｋ，且假定焓变和熵变不随温度变化而变化，△H—Ｔ△S＝—１３５.２kJ·mol—１－(２０００K×10—3×57.16kJ·mol—1·K—1)== —２４９.５２kJ·mol—１＜0
故△S＞0、△H＜0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—Ｔ△S＜0，故化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行。
【例题3】常温下氢氧化亚铁与空气中的氧气及水有可能发生反应，即：
４Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)，已知该反应在２９８Ｋ时的△H== —444.3 kJ·mol—１，△S== —２８０.1 J·mol—1·K—1[来源:学.科.网]
试问该反应在常温下是否自发进行？
【答案】高温下反应不能自发进行。源
【解析】第Ⅲ象限符号为“—、—”（△S＜0、△H＜0）时化学反应的方向——低温下反应可以自发进行。根据△H—Ｔ△S＝—444.3 kJ·mol—１—２９８Ｋ×10－3×（—２８０.1 kJ·mol—1·K—1）== —360.83 kJ·mol—１＜0，故２９８Ｋ时反应可自发进行。由于焓变和熵变的作用相反，且二者相差悬殊，焓变对反应的方向起决定性作用，故反应可自发进行。
假定温度达到２０００Ｋ，则△H—Ｔ△S＝—444.3 kJ·mol—１—２０００Ｋ×10－3×（—２８０.1 kJ·mol—1·K—1）＝１１５.9 kJ·mol—１＞0，反应不能自发行。即高温下反应不能自发进行。
四、课堂练习
【基础】
1. 过程自发性的作用是（ ）
A.判断过程的方向 B.确定过程是否一定会发生
C.判断过程发生的速率 D.判断过程的热效应
【答案】A
【解析】一个过程或者反应的自发性是判断这个过程或者反应可能进行的方向，无法确定是否一定发生。
2. 对于反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)； △H== —444.3kJ·mol—1 ；△S== —280.1J·mol—1·k—1。在常温常压下反应能自发进行，能反应方向起决定性作用的是（ ）
A.熵变 B.温度 C.压强 D.焓变
【答案】 D
【解析】因为决定一个反应能否自发的判据是△ H和△ S一起决定的，而熵变的单位比较小，对反应的自发性的贡献比较小，而焓变才是决定一个反应能否自发的决定性因素，所以D正确。
【巩固】
1. 能用能量判据判断下列过程的方向的是（ ）
A.水总是自发地由高处往低处流
B.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率增大
【答案】A
【解析】对于A选项显然是高能量走向低能量的，而B选项反应的自发与否与该反应是吸热还是放热没有直接的关系；反应的熵变是与微观实质联系的，而CD中并不适用。
2. 下列反应中，在高温下不能自发进行的是（ ）
A.CO（g）==C（s）+1/2O2（g） B.2N2O5（g）===4NO2（g）+O2（g）
C.(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) D.MgCO3(s)==MgO(s) +CO2(g)
【答案】A
【解析】A不符合反应的事实
【拔高】
1. 下列关于判断过程方向的说法正确的是（ ）
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程[来源:学+科+网
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
【答案】C
【解析】反应的自发与否与该反应是吸热还是放热没有直接的关系所以A选项错误；需要根据△H-T△S的数值来判断反应是否自发，同一物质的固、液、气三种状态的熵值在增加。
2. 下列反应中，熵显著增加的反应是（ ）
A. CO(g)+2H2(g)==CH3OH(g) B.CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
C. C（s）+O2（g）==CO2（g） D.2HgO(s)==2Hg(l)+O2(g)
【答案】BD
【解析】由液态或者固态生成气态的反应会使混乱度增加，所以熵变显著变大，所以选项BD。
3.（2016春?海南校级月考）对于化学反应方向的确定不仅与焓变（△H）有关，也与温度（T）、熵变（△S）有关，实验证明，化学反应的方向应由△H?T△S确定，若△H?T△S＜0，则自发进行，否则不能自发进行．下列说法中，正确的是（ ）
A. 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
B. 温度、压强一定时，熵增加的反应一定能自发进行
C. 反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D. 固体的溶解过程只与焓变有关
【答案】A
【解析】A、在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向，△H?T△S＜0，则能自发进行；△H?T△S＞0，不能自发进行，故A正确；
B、温度、压力一定时，放热的熵增加反应，△H＜0，△S＞0，△H?T△S＜0，反应一定能自发进行，故B错误；
C、反应自发进行由焓变、熵变、温度共同决定，故C错误；
D、固体溶解主要是物理过程，焓变是反应前后的能量变化，固体的溶解过程与焓变无关，故D错误；故选A。
五、课后作业
【基础】
1.某化学反应在较低温度下自发反应，较高温度下非自发进行，有关该反应的下列说法正确的是（ ）
A.ΔH>0，ΔS>0 B.ΔH>0，ΔS
C.ΔH0 D.ΔH
2.下列有关化学反应方向及其判据的说法中正确的是（ ）
A．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应
B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D．反应NH3(g)＋HCl(g)＝NH4Cl(s)在低温下能自发进行，说明该反应的△H＞0
3.恒温条件下，在体积不变的密闭容器中，有可逆反应X(s)+2Y(g) 2Z(g) △H
A．0.2molX和0.4molY充分反应，Z的物质的量可能会达到0.35mol
B．从容器中移出部分反应物X，则正反应速率将下降
C．当△H不变时，反应将达到平衡
D．向反应体系中继续通入足量Y气体，X有可能被反应完全
【巩固】
1.分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是（ ）
A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋1/2Cl2(g)=AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)=Hg(l)＋1/2O2(g) ΔH＝＋91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)= 1/2O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
2.已知吸热反应2CO（g）= 2C（s）＋O2（g），设ΔH 和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是（ ）
A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行
C．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行
3.反应FeO(s) ＋C(s)===Fe(s)＋CO (g) ΔH＞0，ΔG＝ΔH－TΔS，下列说法正确的是（ ）
A．ΔS＜0
B．ΔS＞0
C．当TΔS＞ΔH时，可自发进行
D．当TΔS＜ΔH时，可自发进行
【提高】
1.下列说法不正确的是（ ）
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应都是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热
D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
2.以下自发反应可用能量判据来解释的是（ ）
A. 硝酸铵自发地溶于水
B. 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；△H=+56.7kJ/mol
C. (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g); △H=+74.9 kJ/mol
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/mol
3.某化学反应其△H== —122 kJ·mol-1，?S== 231 J·mol-1·K-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
【答案】
【基础】D C A
【巩固】D D C
【提高】C D A
