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热力学第二定律备课教案
序号 周次
授课章节 名称 学习情境8 物质及变化 任务四 （1）热力学第二定律；吉布斯自由能与化学反应方向
教学目的 掌握热力学第二定律、吉布斯自由能与化学反应方向的关系
教学重点 自发过程与热力学第二定律；吉布斯自由能 教学难点 化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变的计算及其应用
课型 新授课 学时
教学条件 多媒体教室
教学过程 时间分配 能力培养
Ⅰ.组织教学 复习标准摩尔生成焓、标准摩尔然烧焓和标准摩尔反应焓及其计算 10分钟 理解 表达
Ⅱ.教学过程 一、热力学第二定律 1. 自发过程 自发过程是在一定条件下不需要外力推动就能自动进行的过程。 2．自发过程的方向与混乱度 判断这个过程自发进行的依据是什么呢？ 热力学中，用一个新的状态函数“熵”表示系统的混乱度，符号写作S。熵与混乱度的关系式：S＝k lnΩ 　k = 1.38×10-23 J·K-1，为波尔兹曼（Boltzmann）常数；为微观状态数。 熵是表示系统混乱度的热力学函数。系统的混乱度越大，熵值也就越大。过程的熵变，只取决于系统的始态和终态，而与途径无关。虽然很多状态函数的绝对值都无法测定，但熵的绝对值可以测定。 纯净物质的完美晶体，在热力学温度0K时，分子排列整齐，而且分子的任何热运动也停止了，这时系统完全有序。据此，在热力学上总结出了一条经验规律——热力学第三定律：在热力学温度0K时，任何纯净物质的完美晶体的熵值等于零。这样一来，就能测定纯净物 质在温度T时熵的绝对值。 在标准态下，1mol物质的熵值称为该物质的标准摩尔熵，用符号表示，单位J·mol-1 ·K-1。 化学反应的熵变可由反应物和生成物的标准摩尔熵来进行计算（8-52） 3. 热力学第二定律 热力学第二定律有几种不同的表达形式，其中一种表达方式为：在孤立系统中，自发过程的结果是使系统的熵值增加，不可能发生熵值减小的过程。当达到平衡时，熵值达到最大。即 (
＜
0
非自发过程
＞
0
自发过程
＝
0
平衡状态
) 化学反应通常是在等温等压并与环境间有能量交换的情况下进行的，不是孤立系统，所以只用系统的熵变来判断反应的自发性是不妥当的。化学反应的方向除了与熵变和焓变有关外，还与温度有关。 二、吉布斯自由能与化学反应方向 1．吉布斯自由能 吉布斯把焓和熵归并在一起的热力学函数称为吉布斯自由能，用符号表示。其定义为 根据以上定义，等温变化过程的吉布斯自由能变化值为 （8-53） 此式称为吉布斯-赫姆霍兹公式。 热力学研究指出，在等温等压只作体积功的条件下，可作为反应自发性的判据。 当＜0时，反应能自发进行，其逆过程不能自发进行。 当＝0 时，反应处于平衡状态。 当＞0时，反应不能自发进行，其逆过程可自发进行。 2. 化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变 对于任何反应，在298K时标准摩尔生成自由能变可由各物质的标准摩尔生成吉布斯自由能计算，公式如下： （8-54） 根据计算结果可判断反应的自发性。 【例8-24】 其它温度T下化学反应的标准摩尔自由能变的计算： 利用吉布斯-赫姆霍兹公式可以求化学反应转向温度（T转向）。 对于ΔH与ΔS符号相同的情况，当改变反应温度时，存在从自发 到非自发（或从非自发到自发）的转变，我们把这个转变温度称为转向温度。 在标准状态下，　　　　　（8-56） 【例8-25】 练习教材“练一练”；，练习四（1 ） 30分钟 25分钟 15分钟 30分钟 15分钟 思考 分析 理解 演绎 理解 掌握 计算 理解 运用
Ⅲ.小结、布置作业 课后练习四（2、3） 5分钟 掌握 巩固
课后记 化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变计算及其应用是重点和难点。应熟练掌握。

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