1、庖丁巧解牛诱学导入点拨材料：实验证明，如果把碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)和氯化铵放在研钵中混合，我们能够闻到刺激性气味就是反应产生的氨的气味。碱石灰跟氯化铵混合后自发地发生了如下的反应：NH4Cl+NaOHNH3+NaCl+H2O-Q科学家发现，有的化学反应，如碳酸氢铵分解，虽然是一种吸热反应，但在常温下也能自发地进行。贮存不好的碳酸氢铵肥料常会有“跑氨”现象：NH4HCO3NH3+H2O+CO2-Q氢氧化钠跟铵盐(如氯化铵)的反应也是吸热反应，但如果把它们充分混合后，也能自发地进行。问题设置：为什么这些吸热反应也能自发地进行呢？导入点拨：我们知道，一个体系有混乱度增大的倾向。各种化学反
2、应体系也同样如此。一般来说，固体物质中的粒子活动不太自由，有序性大，混乱度小。液体物质的粒子比固体粒子的有序性小，混乱度大。气体的粒子最无序，混乱度最大。所以溶解过程、电解质在溶液中电离成为自由移动离子的过程、固体熔化、液体汽化以及固体反应产生液体或气体的过程，都是混乱度增大的过程。研究物质发生变化时整个体系的混乱度的变化和能量的变化，就能够判断一个化学反应进行的方向，这就是本节我们要研究的课题。知识巧学升华一、自发过程与自发反应、能量判据1.自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。2.自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到一定程度，就称为自发反应。联想发散 自
3、然界中水总是从高处往低处流；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；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷与氧气混合遇火就燃烧；锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等等都是自发过程，其逆向都是非自发过程，其中都是自发反应，其逆向都是非自发反应。二、化学反应进行方向的判据1.能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外部做功或释放热量），这一经验规律就是能量判据。2.熵判据自发过程的体系取向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据，（1）自发过程取向于最低能量状态的倾向即能量判据；自发过程也有
4、取向于最大混乱度的倾向即熵判据。（2）对于密闭体系，在恒压和不做其他功的条件下发生变化，吸收或放出的热量等于体系的焓的变化。很多放热反应是自发反应，如甲烷的燃烧、氢气的燃烧、铁的生锈等等。轻轻告诉你能够按自己愿望选择生活道路的人就是自由的人。爱比克泰德（3）在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。例如同一密闭容器中的气体或液体的蒸气，自发地通过扩散形成均匀混合物。硝酸铵溶于水、碳铵分解、N2O5分解等等。（4）同一物质，在气态时熵值最大，液态次之，固态时最小。3.能量判据和熵判据的应用（1）由能量判据知：放热过程常常是容易进行的。（2）由熵判据知：若干熵增的
5、过程是自发的。（3）很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个以上判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据合成的复合判据（吉布斯自由能变G）将更适合于所有的过程。（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发生和过程发生的速率，如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现；装在气球中的气体和打开阀门后的气球中的气体一样，都有自发地进入大气并与之混合均匀的自发性，但是只有后者可以实现。（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
6、相反的结果。如水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解；高温高压可以使石墨转化为金刚石。实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。（6）反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和CO2是非自发的，但在1 273 K时，这一反应就是自发的反应。规律小结：自发反应的焓变和熵变的关系。(1)放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程。如甲烷燃烧、氢气和氯气化合等。(2)吸热的自发过程是熵增加的过程，如冰的融化，硝酸铵溶于水等；(3)无热效应的自发过程是熵增加的过程。如两种理想气体的混合。问题思路
7、探究问题1 自发进行的体系变化前后的熵值是增大还是减小？导思:根据日常生活常识，有序的体系在自发变化后，体系的熵值是增加的，即体系的混乱度增大。可以通过常见体系中变化前后从有序向无序过渡来说明。探究:新的扑克牌是有序的，使用后扑克牌的无序性达到最大；排列的队伍是有序的，当进行自由活动后熵值达到最大。根据日常生活常识，自发进行变化的体系，体系从有序向无序的变化，即熵值趋于最大。问题2 为什么单一的能量判据或熵判据不能判断化学反应进行的方向，而必须把两个判据结合起来使用？导思:必须结合能量判据和熵判据的缺陷来说明为什么需要把二者进行有机的结合。因为单纯的能量判据，如物质反应放热，常常是自发进行的，
8、但有些吸热反应（如氢氧化钡晶体与固体氯化铵的反应，是吸热的也是自发进行的），单纯根据能量判据可能得到相反的结论；同样气态的水变成液态或固态，水的熵值是减小的，但该过程是自发的。因此单一的判据不能准确判断化学反应的准确方向。探究:结合上述分析，我们可以看到：由能量判据知，放热过程常常是容易进行的；由熵判据知，若干熵增的过程是自发的。因此，很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两者兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据合成的复合判据（吉布斯自由能变G）将更适合于所有的过程。典题热题新题一、重点：能量判据例1 下列过程是非自发进行的是（）A.水由高处
9、向低处流B.天然气的燃烧C.铁在潮湿空气中生锈D.室温下水结成冰解析：自然界中水由高处向低处流，铁在潮湿空气中的生锈，室温下冰的融化，都是自发过程，其逆向都是非自发的。答案：BD深化升华 自然界和日常生活中的一些自发过程需总结了解。判断某些过程是否自发，常常需要生活经验和常识。二、难点：熵判据例2 碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是（）A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量C.碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：碳酸铵自发分解，是因为体系由于氨气的生成而使熵增
10、大。答案：A深化升华 熵增原理是解释部分自发过程的判据，在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。不难理解，即便是同一种物质，应该存在着气态时的熵值最大、液态时次之、固态时最小的这样一种普遍规律。三、疑点:化学反应进行的方向例3 下列说法正确的是（）A.凡是放热反应都是自发的，凡是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小或不变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解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。答案：C深化升华 在化学热力学的研究中，有两条最基本的自然规律，那就是：(1)任何体系都有取得最低势能的倾向；(2)任何体系都有取得最大混乱度的倾向。这两条最基本的自然规律跟自发反应的推动力有关。所以判断化学反应进行的方向时我们要把能量判据和熵判据综合考虑利用，不能简单地单一使用。
