化学反应进行的方向教案.doc

《化学反应进行的方向》教学设计
兰州六十一中
科目
化学
教师
张鑫
时间
2012.9.3
课题
选修4 第二章 第四节 化学反应进行的方向
教

材

分

析
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。教材将本节内容安排在本章最后一节，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。教材以自发进行的放热反应为例，介绍焓判据；通过举例，学习反应自发进行的另一种倾向——熵判据，并通过实例，明白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。
学
生
分
析
本节内容第一次出现在新教材中，主要介绍了“自发反应、焓判据、熵判据”的知识，对高中学生来说，有一定难度，理解较为抽象，多提供生活实例，为学生提供认知的感性材料。本校学生基础知识较为扎实，高二学生具有较强的科学思维能力，可以启发理解本节内容。
教

学

目

标
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、理解焓判据和熵判据对化学反应进行方向的共同影响；
3、能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
过程与方法：
以生活现象为例，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。
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。

重、难点
焓减和熵增与化学反应方向的关系

[教学过程设计】
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入课题
[板书]第四节 化学反应进行的方向
[展示］一张高山流水的风景图片
[引入]常言道“人往高处走，水往低处流”，不论是美丽的瀑布倾泻而下，还是山涧的溪流缓缓流下，或是家中的水龙头留下的自来水，在没有水泵的条件下，水都是自上而下流动的,
[举例]小球做自由落体运动
[讲解]我们发现，在没有外界持续的作用力的时候，不论是小球，还是水，都是从势能高的位置向势能低的位置移动，而无法由低到高，我们把这样的过程叫做自发过程。
[板书]一、自发过程与自发反应
1、自发过程：在一定条件下，不需持续借助外力就能自动进行的过程。
非自发过程：在一定条件下，需要持续借助外力才能进行的过程。

聆听，领会

利用创设情景，以引起学生的注意，激发学生的学习兴趣

解析自发过程与非自发过程。
[设问]请大家对自发过程的定义进行一个剖析，可以将这句话分为几层来理解？
[解答]定义的关键点：一定条件、持续外力
[板书]2、自发反应：在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应。
[交流讨论]根据我们学过的反应，举例说说我们见过的自发反应。
[设问]燃烧是否是自发过程？为什么？
燃烧虽然需要点燃的条件，但点燃实际上只是提供了燃烧的三个条件中的温度，只在开始时进行，不需要持续的作用，所以燃烧是自发过程。

明确自发过程与非自发过程。
探究焓变对化学反应自发进行方向的影响

[投影]以下几个化学反应都是自发进行的化学反应，你知道这些反应自发进行的主要原因吗?观察并分析有什么共同点？
(1)甲烷燃烧：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
△H=－802.3 kJ/mol
(2)铁生锈：
3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)
△H=-824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);
△H=－571.6 KJ/mol
[新课]通过大量经验人们发现，这些自发反应有个特点，体系都是趋向于从高能状态转变为低能状态。在化学变化中，放热反应往往容易发生，这是因为放热过程体系能量降低，具有自发进行的倾向。
[讲述]科学家由此提出可利用焓变来判断化学反应的方向，即焓判据。
[板书]二、焓判据
焓判据：H＜0 ，利于反应自发进行）
[思考与交流]根据焓判据判断，放热反应可以自发进行，那么吸热反应则一定不能自发进行吗？请结合已学知识举例，自发反应有没有吸热反应?
[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：氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应，室温下冰块的溶解要吸热。
[转折]有些自发反应是吸热反应，焓判据无法解释该现象，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。要判断一个反应是否能自发，还要结合另一个判断方法-熵判据。

观察分析
△H<0
放热反应

聆听
记笔记

找出规律，得出焓判据。

引出矛盾，为提出熵判据做铺垫

让学生明确焓变不是影响化学反应方向的唯一因素，还有其他因素
探究熵变对化学反应自发进行方向的影响
[板书]三、熵判据
[例]在一密闭容器中，一半NO2气体，一半O2，抽取中间的隔板，会有什么现象？
又如，硝酸铵溶于水吸热。
[解释]像这样一些用焓判据无法判断的过程，我们发现另一种判断因素，即在密闭条件下，体系有从有序自发的转变为无序的倾向。因为与有序相比，无序状态更稳定，有更多的存在方式。
[例如]跳棋珠子散落，随意无序的排列，并且排列的可能性还很多。这个过程是自发过程。
[投影]三、熵与混乱度
1、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
2、熵：热力学上用来表示混乱状态的物理量，符号为S。
3、大小判断：S(g) > S(l) > S(s)
4、反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差，△S。
熵变：Ds>0 ，利于反应自发进行
[小结]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。这一经验规律叫做熵增原理。
[练习]判断下列反应熵变大小：
1、N2+3H2=2NH3 △S＜0
2、2C+O2=2CO △S＞0
3、CaCO3=CaO+CO2 △S＞0
[思考]用所学理论解释以下两种自发现象：①室温时冰融化；②-10℃的液态水会自动结冰成为固态
[小结]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，单独的使用是不全面的，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。
思考，领悟熵及熵变的含义

让学生理解熵变，并会判断反应熵变的大小

让学生明确焓变不是影响化学反应方向的唯一因素，要综合使用焓判据、熵判据

[板书]四、体系自由能变化
投影：四、体系自由能变化
△G = △H - T△S
（△G、单位：KJ/mol）
△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。
[投影]课堂练习

思考
练习

将理论运用，进行自发反应的判断

板
书
设
计
第四节 化学反应进行的方向
一、自发过程与自发反应
1、自发过程
非自发过程
2、 自发反应
二、焓判据
H＜0 ，利于反应自发进行
三、熵判据
Ds>0 ，利于反应自发进行
四、体系自由能变化

《化学反应进行的方向》教学设计

兰州六十一中

张鑫

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