《陜西省石泉縣高中化學 第二章 化學反應(yīng)速率和化學平衡 2.4 化學反應(yīng)進行的方向教案 新人教版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《陜西省石泉縣高中化學 第二章 化學反應(yīng)速率和化學平衡 2.4 化學反應(yīng)進行的方向教案 新人教版選修4（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、陜西省石泉縣高中化學 第二章 化學反應(yīng)速率和化學平衡 2.4 化學反應(yīng)進行的方向教案 新人教版選修4 課標依據(jù) 《化學反應(yīng)原理》主題2 化學反應(yīng)速率和化學平衡，第 5點：能用焓變和熵變說明化學反應(yīng)的方向。 教材分析 本節(jié)內(nèi)容介紹了“焓判據(jù)、熵判據(jù)及自由能（△G=△H-T△S）”知識，有一定難度。人教版教材將本節(jié)內(nèi)容安排在學生學習了化學反應(yīng)及其能量變化、化學反應(yīng)速率、化學平衡之后以知識介紹的方式呈現(xiàn)出來，讓學生了解決定反應(yīng)進行方向的因素不是單一的焓變，熵變也是決定因素之一。 教材從學生已有的知識和生活經(jīng)驗出發(fā)，分四個層次就化學反應(yīng)的方向進行了介紹。第一，以學生熟悉的自發(fā)進行的放熱反應(yīng)為

2、例，介紹化學反應(yīng)有向能量降低的方向自發(fā)進行的傾向——焓判據(jù)；以生活現(xiàn)象為例，說明混亂度（熵）增加是自然界的普遍規(guī)律，也是化學反應(yīng)自發(fā)進行的一種傾向——熵判據(jù)。第二，用實例說明單獨運用上述判據(jù)中的任一種，都可能出現(xiàn)錯誤，都不是全面的。第三，要正確的判斷化學反應(yīng)的方向，需要綜合考慮焓變和熵變的復合判據(jù)。第四，簡單介紹了自由能判據(jù)的結(jié)論性內(nèi)容。 學情分析 高二的學生已學習了化學反應(yīng)及其能量變化、化學反應(yīng)速率、化學平衡等知識，逐漸會運用化學知識對生活的一些現(xiàn)象進行分析和探討。 三維目標 知識與能力 （1）理解化學反應(yīng)方向判斷的焓判據(jù)及熵判據(jù)； （2）能用焓變和熵變說明化學反應(yīng)的方向。

3、 過程與方法 通過學生已有知識及日常生活中的見聞，使學生構(gòu)建化學反應(yīng)方向的判據(jù)。學會運用比較、歸納、概括等方法對信息進行加工，構(gòu)建新知識。 情感態(tài)度與價值觀 通過本節(jié)內(nèi)容的學習，使學生體會事物的發(fā)展、變化常常受多種因素的制約，要全面分析問題。 教學重難點 教學重點：焓減和熵增與化學反應(yīng)方向的關(guān)系 教學難點：焓減和熵增與化學反應(yīng)方向的關(guān)系 教法 與 學法 1、應(yīng)用討論交流的方法調(diào)動學生的積極性，充分發(fā)揮學生的想象力； 2、啟發(fā)學生學會歸納、概括，對信息進行加工，得出結(jié)論； 3、注重從學生已有知識及日常生活的經(jīng)驗上構(gòu)建新知識。 教學資源 視頻、圖片、實驗、多媒體

4、 教 學 活 動 設(shè) 計 師生活動 設(shè)計意圖 批注 [聯(lián)想、質(zhì)疑]汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代城市中的大氣污染物，為了減輕大氣污染，人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判斷這一方案是否可行？理論依據(jù)是什么？ [課的引入]上述問題是化學反應(yīng)的方向的問題。反應(yīng)進行的方向、快慢和限度是化學反應(yīng)原理的三個重要組成部分。通過前三節(jié)的學習和討論，我們已經(jīng)初步解決了后兩個問題，即反應(yīng)的快慢和限度問題，這節(jié)課我們來討論反應(yīng)的方向的問題。 [設(shè)問]根據(jù)生活經(jīng)驗，舉例

5、說說我們見過的自發(fā)過程（在一定條件下不需外力作用就能自動進行的過程）。 [學生討論]…… [總結(jié)]生活中的自發(fā)過程很多，如：水由高處往低處流，自由落體，電流由電位高的地方向電位低的地方流，鐵器暴露于潮濕的空氣中會生銹，室溫下冰塊會融化，……這些都是自發(fā)過程，它們的逆過程是非自發(fā)的。 科學家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量趨于“最低”和由“有序”變?yōu)椤盁o序”的自然現(xiàn)象，提出了互相關(guān)聯(lián)的焓判據(jù)和熵判據(jù)，為反應(yīng)方向的判斷提供了必要的依據(jù)。 [板書]一、反應(yīng)方向的焓判據(jù)。 [交流討論]19世紀的化學家們曾認為決定化學反應(yīng)能否自發(fā)進行的因素是反應(yīng)熱：放熱反應(yīng)可以自發(fā)進行，而吸熱反應(yīng)則不能自發(fā)進行。

6、你同意這種觀點嗎？結(jié)合曾經(jīng)學習的反應(yīng)舉例說明。 [學生討論交流]…… [匯報交流結(jié)果]我們知道的反應(yīng)中下列反應(yīng)可以自發(fā)進行： 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） [追問]上述反應(yīng)是吸熱還是放熱？ [學生回答后總結(jié)、板書]焓判據(jù)：放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進行的傾向。 [指出]多數(shù)自發(fā)進行

7、的化學反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但也有不少吸熱反應(yīng)能自發(fā)進行。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，反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的一個因素，但不是唯一因素。 [板書]二、反應(yīng)方向的熵判據(jù)。 [交流討論]我們知道，固體硝酸銨溶于水要吸熱，室溫下冰塊的溶解要吸熱，兩種或兩種以上互不反應(yīng)的氣體通入一密閉容器中，最終會混合均勻，這些過程都是自發(fā)的，與焓變有關(guān)嗎？是什么因素決定它們的溶解

8、過程能自發(fā)進行？ [閱讀思考]課本P37相關(guān)內(nèi)容。 [匯報交流、自主學習成果]上述自發(fā)過程與能量狀態(tài)的高低無關(guān)，受另一種能夠推動體系變化的因素的影響，即體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。 [總結(jié)、板書]熵判據(jù)：體系有自發(fā)地向混亂度增加（即熵增）方向轉(zhuǎn)變的傾向。 [釋疑]如何理解“熵”的含義？ [板書]混亂度：表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)。 [指出]混亂度的增加意味著體系變得更加無序。 [板書]熵：熱力學上用來表示混亂度的狀態(tài)函數(shù)。 [指出]體系的有序性越高，即混亂度越低，熵值就越小。有序變?yōu)闊o序——熵增的過程。 [板書]熵值的大小判斷： （1）氣態(tài) > 液態(tài) > 固態(tài)

9、（2）與物質(zhì)的量成正比 [板書]反應(yīng)熵變△S=反應(yīng)產(chǎn)物總熵-反應(yīng)物總熵 [講述]產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，△S通常為正值，為熵增加反應(yīng)，反應(yīng)自發(fā)進行。 [學與問]發(fā)生離子反應(yīng)的條件之一是生成氣體。試利用上面講的熵判據(jù)加以解釋，由此你對于理論的指導作用是否有新的體會。 [指出]有些熵減小的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進行，如： -10℃的液態(tài)水會自動結(jié)冰成為固態(tài)，就是熵減的過程（但它是放熱的）； 2Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s） △S = -39.35J·mol-1·K-1。 因此，反應(yīng)熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的又一個因素，但也不

10、是唯一因素。 [板書]三、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響。 [講述]在一定條件下，一個化學反應(yīng)能否自發(fā)進行，既與反應(yīng)焓變有關(guān)，又與反應(yīng)熵變有關(guān)。研究表明，在恒溫、恒壓下，判斷化學反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)是： [板書]體系自由能變化（△G、單位：KJ/mol）：△G = △H - T△S [指出] 體系自由能變化綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響。 [板書] △H - T△S < 0 反應(yīng)能自發(fā)進行； △H - T△S = 0 反應(yīng)達到平衡狀態(tài)； △H - T△S > 0 反應(yīng)不能自發(fā)進行。 [展示] [舉例]對反應(yīng)CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g） △H

11、= + 178.2 KJ·mol-1 △S = +169.6 J·mol-1·K-1 室溫下，△G =△H-T△S =178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1 =128 KJ·mol-1>0 因此，室溫下反應(yīng)不能自發(fā)進行； 如要使反應(yīng)自發(fā)進行，則應(yīng)使△H - T△S < 0， 則T>△H/△S=178.2 KJ·mol-1/0.1696 KJ·mol-1·K-1 = 1051K。 [知識應(yīng)用]本節(jié)課一開始提出處理汽車尾氣的反應(yīng)： 2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g）， 已知，298K、101KPa

12、下，該反應(yīng)△H = - 113.0 KJ·mol-1 ，△S = -143.5 J·mol-1·K-1 則△G =△H-T△S = - 69.68 KJ·mol-1 < 0 因此，室溫下反應(yīng)能自發(fā)進行。 [指出]但該反應(yīng)速率極慢，需要使用催化劑來加速反應(yīng)。 [總結(jié)]能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用： 1、由能量判據(jù)知∶放熱過程（△H﹤0）常常是容易自發(fā)進行； 2、由熵判據(jù)知∶許多熵增加（△S﹥0）的過程是自發(fā)的； 3、很多情況下，簡單地只用其中一個判據(jù)去判斷同一個反應(yīng)，可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以我們應(yīng)兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)（以焓變?yōu)榛A(chǔ)）和熵判據(jù)組合成的復合判據(jù)（體系自由能變化：△G

13、 = △H - T△S）將更適合于所有的反應(yīng)過程； 4、過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程的速率； 5、在討論過程的方向時，我們指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果； 6、反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響。 導入涉及化學方向的內(nèi)容 理解自發(fā)過程的特點 能利用焓減對一些自發(fā)反應(yīng)進行判斷

14、 能利用熵增對一些自發(fā)反應(yīng)進行判斷 能利用復合判據(jù)對自發(fā)反應(yīng)進行判斷 體會事物的發(fā)展、變化常常受多種因素的制約，要全面分析問題 能條理清晰的歸納所學知識 當堂檢測 有效練習 [課堂練習] 1．下列說法正確的是（ ） A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的； B．自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變；

15、C．自發(fā)反應(yīng)在恰當條件下才能實現(xiàn)； D．自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。 2．自發(fā)進行的反應(yīng)一定是（ ） A．吸熱反應(yīng)； B．放熱反應(yīng)； C．熵增加反應(yīng)； D．熵增加或者放熱反應(yīng)。 3．下列說法正確的是（ ） A．放熱反應(yīng)一定是自發(fā)進行的反應(yīng)； B．吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進行的； C．自發(fā)進行的反應(yīng)一定容易發(fā)生； D．有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行。 4．250C和1.01×105Pa時，反應(yīng)2N2O5（g）=4NO2（g）+ O2（g） △H=＋56.76kJ/mol，自發(fā)進行的原因是（ ） A．是吸熱反應(yīng)； B．是放熱反

16、應(yīng)； C．是熵減少的反應(yīng)； D．熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。 5．下列過程屬于熵增過程的是（ ） A．硝酸鉀溶解在水里面； B．氨氣和氯化氫反應(yīng)生成氯化銨晶體； C．水蒸氣凝結(jié)為液態(tài)的水； D．(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨氣和水。 6．以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是( ) A．硝酸銨自發(fā)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

17、(l) △H=-571.6 kJ/mol。 作業(yè)布置 配套檢測卷《化學反應(yīng)進行的方向》一節(jié)內(nèi)容 板書設(shè)計 化學反應(yīng)進行的方向 一、反應(yīng)方向的焓判據(jù)。 二、反應(yīng)方向的熵判據(jù) 熵判據(jù)：體系有自發(fā)地向混亂度增加（即熵增）方向轉(zhuǎn)變的傾向。 熵值的大小判斷： （1）氣態(tài) > 液態(tài) > 固態(tài) （2）與物質(zhì)的量成正比 三、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響。 △H - T△S < 0 反應(yīng)能自發(fā)進行； △H - T△S = 0 反應(yīng)達到平衡狀態(tài)； △H - T△S > 0 反應(yīng)不能自發(fā)進行。 教學反思 1．建構(gòu)主義學習理論和建構(gòu)主義學習環(huán)境強調(diào)以學生為中心，不僅要

18、求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識意義的主動建構(gòu)者；而且要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生主動建構(gòu)意義的幫助者、促進者。本節(jié)課的授課應(yīng)對這種思想有所體現(xiàn)，學生已知道很多化學反應(yīng)并了解反應(yīng)的吸放熱情況，運用這些已知的知識，引導學生得出焓判據(jù)。這種以學生的“學”為中心的教學方式對有利于學生掌握和理解本節(jié)知識。 2．相對于上一年的教材，這本書對能量判據(jù)通過例子進行了說明，且后面通過科學視野對綜合考慮了焓變和熵變的自由能變化作了介紹，有利于學生對化學反應(yīng)方向判斷的理論根據(jù)的理解。在授課中如能對熵的概念作簡單介紹，利用簡單例子應(yīng)用自由能變化判斷反應(yīng)的方向?qū)⒏芗由顚W生對化學反應(yīng)方向判斷的理論根據(jù)的理解。 備注 1.主備教案的內(nèi)容全部用小四宋體字，二次備課的內(nèi)容中要刪除的內(nèi)容將字的顏色改為紅色（不要真刪除），自己添加的所有內(nèi)容用宋體藍色字。 2．命名格式要求：序號、章、節(jié)、名稱(課時)。如：【1】28.1銳角三角函數(shù)(1)。