第四节化学反应进行的方向教案.doc

张掖二中高效课堂竞赛教案
科目
化学
教师
马维民
班级
高二10,16,19班
时间
2013.9.25
课题
选修4 第二章 第四节 化学反应进行的方向
教

材

分

析
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，在科学视野栏目中给出了吉布斯自由能的判定式。
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。对于熵及“熵增原理”内容较抽象、学生学习时陌生感较强。因此在教学中通过引入实际生活中相应的现象，为学生提供认知的感性材料，以利于学生对熵变和熵增原理进行探讨。
教

学

目

标
知识与技能：
1. 知道△H＜0有利于化学反应的自发进行，但△H＜0不是判断反应方向的唯一标志。
2. 知道△S＞0有利于化学反应的自发进行，但不是判断反应方向的唯一标志。
3. 初步形成对化学反应自发过程的基本认识，知道化学反应是否自发同时取决于△H和△S两个因素的影响。
过程与方法：
1. 通过学生已有知识及日常生活中的实例，使学生构建化学反应方向的判据；学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工。
2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，要学会客观地、全面地分析问题。
重、难点
焓减和熵增与化学反应方向的关系
教学方法
探究法（、讲授法（介绍熵变概念）、讨论法（从具体实例得出探究结论）

【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

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。思考与交流
1.将铁片放进盐酸溶液就可以自发的进行如下反应：
Fe(s)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2 (ｇ)
那么假如把H2通入到FeCl2能产生Fe和盐酸吗？也就是说：
FeCl2(aq)+H2 (ｇ)＝ Fe(s)+2HCl(aq)能自发进行吗？
2. CaO+CO2=CaCO3这个能发生吗？
CaCO3=CaO+CO2这个能发吗？

[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）。。
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，

你能举出一些向上述常见的自发现象和自发的化学反应吗？
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)
铁生锈：4Fe(s) + 3 O2(g) =2Fe2O3 (s)
Fe(s)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2 (s)
自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动进行的反应称为自发反应 。

聆听，领会

明确研究化学反应的方向价值，激发学习兴趣

明确自发过程与自发反应

明确自发反应与非自发反应

自发反应：在一定条件下进行受条件限制
探究焓变对化学反应自发进行方向的影响

下列这些反应在一定条的件下都能自发进行，你知道上述这些自发反应的共同特征吗？能自发进行的主要原因吗？
二、判断化学反应方向的依据
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l )△H= -57.3 kJ·mol-1
2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ·mol-1
铁生锈：4Fe(s) +3 O2(g) =2Fe2O3 (s) △H= -1648 kJ·mol-1
Fe(s)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2 (s) △H= -181. kJ·mol-1
1、焓判据

共同特点：△H < O ，即都是放热反应
体系有从高能状态转变为低能状态的趋向。
既△H＜0趋向。

反应物的总能量 高
生成物的总能量 低
放热反应
△H＜0

思考与交流：自发反应都是放热反应（△H＜0） 的吗？你能否举出一些吸热反应（ △H >0)
结论：
△H<O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0. 焓变是反应能否自发进行的一个因素,但也不是唯一因素。

Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)
△H >0

思考可能的原因
通过图片及具体数据分析
，加深对焓的认识，有关焓的常用规律

引出矛盾，为提出熵判据做铺垫
落实基础知识

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
体系的熵增大 △S > 0
是什么因素促使Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)
△H >0
这样的吸热反应也能自发进行呢？
深入思考

思考，领悟熵及熵变的含义

思考，作出判断举例证明自己的判断，从而对影响化学反应方向的因素有全面地认识
通过图片及具体数据分析，加深对熵的认识，有关熵的常用规律

让学生明确熵变也只是影响化学反应方向的一个因素。

教学环节
教师活动
学生活动
设计意图

熵变
对化
学反
应自
发进
行方
向的
影响

分析常见熵增的因素：
导致熵（混乱度）增加的因素：

1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。
2、固体的溶解、微粒扩散和气体扩散都是熵增过程。
3、产生气体和气体物质的量增加的反应也是熵增过程。
【讲述】科学家由此提出可利用熵变来判断化学反应的方向，即熵判据
【板书】判断化学反应自发进行方向的依据
熵判据：Ds＜0 ，利于反应自发进行
【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

明确熵增的三种因素
记笔记

使学生体会化学反应方向受多种因素的影响

明确熵变如何影响化学反应的方向。

落实、强化新知识。
让学生学会客观地、全面地分析问题

自主
探究学习
思考与交流
1.你能解释
Fe(s)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2 (ｇ)自发进行的原因吗？
和FeCl2(aq)+H2 (ｇ)＝ Fe(s)+2HCl(aq)不能自发进行得原因吗吗？
2. 分析它们都自发的原因CaO+CO2=CaCO3 CaCO3=CaO+CO2 ？

学生理解：
过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程一定会发生和过程发生的速率

了解复合判据-----自由能如何判断反应的自发

让学生学生理解：
过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程一定会发生和过程发生的速率

复合判据-----自由能如何判断反应的自发

方法

提升

与

三、复合判据
正确判断一个化学反应 是否能够自发进行必须综合考虑反应的焓变和熵变
恒温恒压时判断反应是否能够自发进行
△H ＜0 △S>0
△H >0 △S ＜0
△H ＜0 △S ＜0
△H >0 △S>0
【

不一定低温自发,高温不自发
不一定低温不自发,高温自发
自发
非自发

让学生了解复合判据-----自由能如何判断反应的自发

教学环节
教师活动
学生活动
设计意图

课堂小结

化学反应进行方向的判据
１、 焓判据：
２、熵判据：
能量最低原理。
熵增原理。
３、复合判据：
焓判据 熵判据 结合
小结：
4、过程的自发性只能用于判断过程的方向或倾向， 不能确定过程一定会发生和发生的速率

总结提升

强化本节课重点知识

板
书
设
计
第四节 化学反应进行的方向
判断依据：

焓判据：DH＜0 ，利于反应自发进行
熵判据：△S＞0，利于反应自发进行
复合判据：综合考虑体系的焓变和熵变

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