资源简介

化学反应的方向教学设计
教材分析
本节课是人教版化学选择性必选 1《化学反应原理》第二章第三节“化学反应进行的方向”的内容，本节内容是在化学反应及其能量变化、化学反应速率及化学反应的限度之后，安排了较为抽象的化学反应方向的内容，符合由易到难的认知规律.本节内容介绍了"焓判据、熵判据及自由能知识，有一定难度。
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
从学生知识基础考虑，从学生已有知识生活经验出发，让学生了解自发反应的概念， 利用日常生活中的见闻，引导学生得出：熵判据、焓判据并能简单的应用。根据反应的 焓变、熵变的大小判断反应进自发进行的可能性时，都有局限性，从而引出自由能的概念，以及温度在判断反应进行方向中的作用，使学生对化学反应方向判据形成科学认知。
教学重难点
教学重点：焓判据，熵判据
教学难点：自由能判据的应用
教学目标
1.能通过生活中常见的例子以及已学知识，学会应用焓判据、熵判据来判断反应进行的方向
2.能通过笛卡尔坐标系记忆并运用复合判据，判断化学反应进行的方向
教学流程
教学过程
环节 教师活动 学生活动 设计意图
新知导入 【叙述】在自然界中，物质都有它自己运动的方向，就像是瀑布从高处向低处流。那么化学反应会不会也有一定的进行方向呢？如果有的话又是什么在推动着它进行呢？今天就来学习化学反应进行的方向 听讲
化学反应进行方向判据焓减、熵增 【叙述】首先了解自发过程和自发反应的概念。自发过程就是在一定条件下，不借助外力，就能自发进行的过程。例如：高山流水、自由落体、冰雪融化。自发反应就是在在给定条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应，例如：钢铁生锈。自发过程包括自发反应。 【练习】 【小结】根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 【过渡】请同学们观看视频。总结这些自发反应都有哪些共同的特点。 【观看放热反应视频】 【问】你们观看完视频发现了什么？ 【叙述】放热反应的推动力是焓减。从能量-进程图中可以发现，从反应物到生成物是一个能量降低的过程，就像是水往低处流一样。 【问】吸热反应的推动力是什么？ 【过渡】回答这个问题之前，请同学们观察这两个方程式 2N2O5(g) == 4NO2(g) + O2 (g) ΔH=+109.8KJ/mol NaHCO3(s) + HCl(aq) == NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) ΔH=+31.4KJ/mol 【问】这些自发过程有什么特点？为什么可以自发？ 【过渡】从这两个方程式我们也明白了化学反应有向焓变减小的方向进行的倾向，但是不能只用焓判据判断反应是否自发进行。为什么自发这个问题我们从微观角度来理解 【问】请你观察图片，对比物质的状态，你能够发现什么？ 【叙述】我们用专业一点的词语来说就是：气态物质中微粒的自由度最大，体系的无序程度最大。科学家用熵来度量体系的混乱程度，符号S，单位：J*mol-1*k-1 。体系无序程度越大，熵值越大。气态熵值最大、液态次之、固态最小。同一条件下，不同物质的熵值不同。 【展示】二氧化氮、氯气的扩散 【过渡】与焓变对应的就是熵变，发生化学反应时物质熵值的变化，符号： ΔS。表达式： ΔS= S（生成物）-S（反应物） 。对于有气体（可以是反应物也可以是生成物）参加的反应，且气态物质的物质的量增大的反应，其熵变通常是正值，是熵增的反应；反之，气态物质的物质的量减少的反应，通常熵变是负值，是熵减的反应。 【练习】 【问】现在再来解释某些吸热反应为什么自发 【叙述】这就是化学反应是否能够自发进行的第二个判据：熵变。系统有自发地向混乱度增大增加（即熵增，ΔS>0）的方向转变的倾向。注意只有在孤立体系或绝热体系，自发过程熵增 【问】是否所有的熵减反应都能自发进行？ 【叙述】 2NO(g) + 2CO2 (g) == N2 (g) + 2CO2 (g) 不能自发进行 发生反应的反应都是放热反应 思考 都有气体生成 固体分子排列最紧密，其次是液体、其次是气体 练习 反应是一个熵减的反应 不能。
化学反应方向综合判据：吉布斯自由能 【问】既然焓变和熵变都不能单独用来判断反应进行的方向，那么有没有一个判据能够把他们两个统一起来呢？ 【过渡】伟大的科学家吉布斯就提出了吉布斯自由能的概念，将焓变与熵变系统的统一了起来，为物理化学领域做出了突出的贡献ΔG = ΔH - TΔS 【讲解】焓减：ΔH<0 ，熵增：ΔS>0，反应自发 【问】吉布斯自由能的符号？ ΔH>0 ΔS<0 不自发 【问】那么当都小于零，反应怎么样？ 【问】那么当都大于零，反应怎么样？ 【问】那么当都等于零，反应怎么样？ 【练习】 【小结】 小于0 大于0 低温自发 高温自发 平衡态
板书设计
1．焓判据：放热过程中体系能量降低，ΔH<0，反应具有自发进行的倾向。
2．熵判据：在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。
3.复合判据：

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