陕西省石泉县高中化学第二章化学反应速率和化学平衡2.4化学反应进行的方向教案新人教版选修4.doc

1、12.4 化学反应进行的方向课标依据化学反应原理主题 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。教材分析本节内容介绍了“焓判据、熵判据及自由能（G=H-TS） ”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

2、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。学情分析高二的学生已学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学平衡等知识，逐渐会运用化学知识对生活的一些现象进行分析和探讨。知识与能力（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。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。三维目标情

3、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。教学重难点 教学重点：焓减和熵增与化学反应方向的关系2教学难点：焓减和熵增与化学反应方向的关系教法与学法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。教学资源视频、图片、实验、多媒体师生活动 设计意图 批注教学活动设计联想、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：

4、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

5、是非自发的。导入涉及化学方向的内容理解自发过程的特点3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）= 2

6、NaOH（aq） + H2（g） ；Al（s） + HCl（aq） = AlCl3（aq） + H2（g） ；CaO（s） + H 2O（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）能利用焓减对一些自发反应进行判断4+CH3COONH4（aq）+ H2O（ l） H = 37.3KJ/mo

7、l；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

8、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： 能利用熵增对一些自发反应进行判断5（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

9、） ；2Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s） S = -39.35Jmol -1K-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 - TS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 - TS 0 反应不能自发进行。展示举例对反应 CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）H = +

10、178.2 KJmol-1 S = +169.6 Jmol-1K-1室温下，G =H-TS =178.2KJmol-1298K169.610-3KJmol-1K-1 =128 KJmol-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 - TS H/S=178.2 KJmol-1/0.1696 KJmol-1K-1 = 1051K。知识应用本节课一开始提出处理汽车尾气能条理清晰的归纳所学知识7的反应：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g） ，已知，298K、101KPa 下，该反应H = - 113.0 KJmol-1 ，S = -143.5 Jmo

11、l-1K-1则G =H-TS = - 69.68 KJmol -1 液态 固态（2）与物质的量成正比三、焓变与熵变对反应方向的共同影响。H - TS 0 反应不能自发进行。教学反思1建构主义学习理论和建构主义学习环境强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。本节课的授课应对这种思想有所体现，学生已知道很多化学反应并了解反应的吸放热情况，运用这些已知的知识，引导学生得出焓判据。这种以学生的“学”为中心的教学方式对有利于学生掌握和理解本节知识。2相对于上一年的教材，这本书对能量判据通过例子进行了说明，且后面通过科学视野对综合考虑了焓变和熵变的自由能变化作了介绍，有利于学生对化学反应方向判断的理论根据的理解。在授课中如能对熵的概念作简单介绍，利用简单例子应用自由能变化判断反应的方向将更能加深学生对化学反应方向判断的理论根据的理解。备注1.主备教案的内容全部用小四宋体字，二次备课的内容中要删除的内容将字的颜色改为红色（不要真删除） ，自己添加的所有内容用宋体蓝色字。2命名格式要求：序号、章、节、名称(课时)。如：【1】28.1 锐角三角函数(1)。10