化学反应进行的方向教案2

化学反应进行的方向教案

修文中学

科目 课题 化学 教师 杨芳 时间 2011.10.3 教 材 分 析 学 生 分 析 选修4 第二章 第四节 化学反应进行的方向 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。 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。在科学方法上，作为高二理科生对常见的科学方法有一定程度的认识，对科学探究的一般过程也有一定的体验。 知识与技能： 教 学 目 标 1、理解焓判据，熵判据的概念 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、学会利用焓判据和熵判据分析化学反应进行的方向 过程与方法： 利用已知事实，学生讨论得出焓变与熵变与化学反应进行方向的关系 情感态度与价值观： 通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学与日常生活是息息相关的。 焓减和熵增与化学反应方向的关系 重、难点

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【教学过程设计】 教学教师活动 环节 [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 提问：1.自然界中的水为什么从高处往下流，不从低处往高处流呢? 2.低处水可以流向高处吗？ 思考与交流：说说自发过程与非自发过程的特征。 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。 2、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。 [问]根据生活经验，举例说说我们见过的自学生活动 设计意图 利用自然界的美丽景色创造良好情景，以引起学生的注意，激发学生的学习兴趣 明确自发反应与非自发反应。 聆听，领会 发过程。 引入[设疑]自发过程有物理的也有化学的，请同 课题 学们说说物理自发过程中能量的变化情思考、回答 况？ [推进新课]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? (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

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探究焓变对化学反应自发进行方向的影响 【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】一 焓判据 焓判据：H＜0 ，利于反应自发进行 [思考与交流]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。 讲解：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 [板书]二、熵(entropy)判据。 讨论1：扑克牌经过多次洗牌后，花色和序号是无规律的机会多还是按照花色和序号有规律排列的多？ 讨论2：有序排列的火柴散落成无序状态，哪一种状态比较稳定？ 讨论3：分析以下两个自发过程中的混乱度的变化情况： 记笔记 进行实验，观察现象，得出结论 引出矛盾，为提出熵判据做铺垫 落实基础知识 确保实验顺利实施。 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 让学生明确熵变也只是影响化学反应方向的一个因素。 思考，领悟熵及1.冰——液态水——水蒸气 2.氯化钠熵变的含义 晶体溶于水 [板书]⑴、熵与混乱度 混乱度：表示体系的不规则或无序状态。 熵;热力学上用来表示混乱状态的物理量，符号为S [板书]⑵、熵的大小判断： 气态 > 液态 > 固态 [板书]⑶、反应熵变△S=生成物总熵-反应物总熵 3

[板书]⑷.熵判据：s＜0 ，利于反应自发进行 [讲解]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。 教学环节 熵变 对化 学反 应自 发进 行方 向的 影响 教师活动 学生活动 设计意图 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 应用 判据 解问题 [学与问]发生离子反应的条件之一是生成思考后回答：是熵变，该反应是气体。试用上面讲的熵判据加以解释，由此，熵增的反应。 你对理论的指导作用是否有新的体会？（见 课本35页） [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 使学生体会化学 反应方向受多种【小结】综上所述,体系能量减小和混乱度因素的影响 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 过渡：要判断反应进行的方向，必须综合考 虑体系的焓变和熵变，即“焓减，熵增”。 我们把这个叫做复合判据。公式为：△G = △ H - T△S，△G叫做自由能。 由于时间关系，有兴趣的同学课后阅读课思考、作答 本36页“科学探究”，了解相关的知识 实际运用中加深学生理解如何运用焓判据、熵判据判断化学反应方向。 设计意图 教学环节 教师活动 学生活动 4

课堂小结 化学反应进行方向的判据 １、能量判据(焓判据）：能量最低原理。 是判断化学反应进行方向的判据之一。 ２、熵判据：熵增原理 是判断化学反应进行方向的另一判据。 ３、复合判据： 能量判据结合熵判据 总结提升 强化本节课重点知识 G= H-TS 课 堂 练 习

练习1：下列说法正确的是( ) A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是 非自发性的。 B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵 减小或不变 C、自发反应在恰当条件下才能实现。 D、自发反应在任何条件下都能实现。 练习2：知道了某过程有自发性之后，则( ) A. 可判断出过程的方向 B. 可确定过程是否一定会发生 C. 可预测过程发生完成的快慢 D. 可判断过程的热效应 练习3：已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：( ) ① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是 A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低 练习4：下列反应中，在高温下不能自发进行的是 ( ) A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s) D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 课后作业： 课本36业，1,2题 5

板 书 设 计 第四节 化学反应进行的方 一． 焓判据：H＜0 ，利于反应自发进行 二. 熵判据：△S＞0，利于反应自发进行 ⑴、熵与混乱度 混乱度：表示体系的不规则或无序状态。 熵;热力学上用来表示混乱状态的物理量，符号为S ⑵、熵的大小判断： 气态 > 液态 > 固态 ⑶、反应熵变△S=生成物总熵-反应物总熵 ⑷.熵判据：s＜0 ，利于反应自发进行

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