資源簡介

化學反應的方向教學設計
教材分析
本節課是人教版化學選擇性必選 1《化學反應原理》第二章第三節“化學反應進行的方向”的內容，本節內容是在化學反應及其能量變化、化學反應速率及化學反應的限度之后，安排了較為抽象的化學反應方向的內容，符合由易到難的認知規律.本節內容介紹了"焓判據、熵判據及自由能知識，有一定難度。
教材從學生已有的知識和生活經驗出發，分四個層次就化學反應的方向進行了介紹。第一，以學生熟悉的自發進行的放熱反應為例，介紹化學反應有向能量降低的方向自發進行的傾向--焓判據；以生活現象為例，說明混亂度（熵）增加是自然界的普遍規律，也是化學反應自發進行的一種傾向--熵判據。第二，用實例說明單獨運用上述判據中的任一種，都可能出現錯誤，都不是全面的。第三，要正確的判斷化學反應的方向，需要綜合考慮焓變和熵變的復合判據。第四，簡單介紹了自由能判據的結論性內容。
學情分析
從學生知識基礎考慮，從學生已有知識生活經驗出發，讓學生了解自發反應的概念， 利用日常生活中的見聞，引導學生得出：熵判據、焓判據并能簡單的應用。根據反應的 焓變、熵變的大小判斷反應進自發進行的可能性時，都有局限性，從而引出自由能的概念，以及溫度在判斷反應進行方向中的作用，使學生對化學反應方向判據形成科學認知。
教學重難點
教學重點：焓判據，熵判據
教學難點：自由能判據的應用
教學目標
1.能通過生活中常見的例子以及已學知識，學會應用焓判據、熵判據來判斷反應進行的方向
2.能通過笛卡爾坐標系記憶并運用復合判據，判斷化學反應進行的方向
教學流程
教學過程
環節 教師活動 學生活動 設計意圖
新知導入 【敘述】在自然界中，物質都有它自己運動的方向，就像是瀑布從高處向低處流。那么化學反應會不會也有一定的進行方向呢？如果有的話又是什么在推動著它進行呢？今天就來學習化學反應進行的方向 聽講
化學反應進行方向判據焓減、熵增 【敘述】首先了解自發過程和自發反應的概念。自發過程就是在一定條件下，不借助外力，就能自發進行的過程。例如：高山流水、自由落體、冰雪融化。自發反應就是在在給定條件下，可以自發進行到顯著程度的化學反應，例如：鋼鐵生銹。自發過程包括自發反應。 【練習】 【小結】根據其逆向過程是否自發判斷：若逆向過程自發，則正向過程一定不自發；若逆向過程不自發，則正向過程一定自發。 【過渡】請同學們觀看視頻?？偨Y這些自發反應都有哪些共同的特點。 【觀看放熱反應視頻】 【問】你們觀看完視頻發現了什么？ 【敘述】放熱反應的推動力是焓減。從能量-進程圖中可以發現，從反應物到生成物是一個能量降低的過程，就像是水往低處流一樣。 【問】吸熱反應的推動力是什么？ 【過渡】回答這個問題之前，請同學們觀察這兩個方程式 2N2O5(g) == 4NO2(g) + O2 (g) ΔH=+109.8KJ/mol NaHCO3(s) + HCl(aq) == NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) ΔH=+31.4KJ/mol 【問】這些自發過程有什么特點？為什么可以自發？ 【過渡】從這兩個方程式我們也明白了化學反應有向焓變減小的方向進行的傾向，但是不能只用焓判據判斷反應是否自發進行。為什么自發這個問題我們從微觀角度來理解 【問】請你觀察圖片，對比物質的狀態，你能夠發現什么？ 【敘述】我們用專業一點的詞語來說就是：氣態物質中微粒的自由度最大，體系的無序程度最大?？茖W家用熵來度量體系的混亂程度，符號S，單位：J*mol-1*k-1 。體系無序程度越大，熵值越大。氣態熵值最大、液態次之、固態最小。同一條件下，不同物質的熵值不同。 【展示】二氧化氮、氯氣的擴散 【過渡】與焓變對應的就是熵變，發生化學反應時物質熵值的變化，符號： ΔS。表達式： ΔS= S（生成物）-S（反應物） 。對于有氣體（可以是反應物也可以是生成物）參加的反應，且氣態物質的物質的量增大的反應，其熵變通常是正值，是熵增的反應；反之，氣態物質的物質的量減少的反應，通常熵變是負值，是熵減的反應。 【練習】 【問】現在再來解釋某些吸熱反應為什么自發 【敘述】這就是化學反應是否能夠自發進行的第二個判據：熵變。系統有自發地向混亂度增大增加（即熵增，ΔS>0）的方向轉變的傾向。注意只有在孤立體系或絕熱體系，自發過程熵增 【問】是否所有的熵減反應都能自發進行？ 【敘述】 2NO(g) + 2CO2 (g) == N2 (g) + 2CO2 (g) 不能自發進行 發生反應的反應都是放熱反應 思考 都有氣體生成 固體分子排列最緊密，其次是液體、其次是氣體 練習 反應是一個熵減的反應 不能。
化學反應方向綜合判據：吉布斯自由能 【問】既然焓變和熵變都不能單獨用來判斷反應進行的方向，那么有沒有一個判據能夠把他們兩個統一起來呢？ 【過渡】偉大的科學家吉布斯就提出了吉布斯自由能的概念，將焓變與熵變系統的統一了起來，為物理化學領域做出了突出的貢獻ΔG = ΔH - TΔS 【講解】焓減：ΔH<0 ，熵增：ΔS>0，反應自發 【問】吉布斯自由能的符號？ ΔH>0 ΔS<0 不自發 【問】那么當都小于零，反應怎么樣？ 【問】那么當都大于零，反應怎么樣？ 【問】那么當都等于零，反應怎么樣？ 【練習】 【小結】 小于0 大于0 低溫自發 高溫自發 平衡態
板書設計
1．焓判據：放熱過程中體系能量降低，ΔH<0，反應具有自發進行的傾向。
2．熵判據：在密閉條件下，體系有自發地向混亂度增加(ΔS>0)的方向轉變的傾向。
3.復合判據：

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