《化学反应进行的方向》教学设计六部分.doc

化学反应进行的方向教学设计一、教学内容分析1、课标中的内容化学反应进行的方向是选修4化学第二章第4节的内容，本节要求学生能用焓变和熵变来判断化学反应进行的方向。2、教材中的内容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。二、学情分析目前，学生已经详细学习了“化学反应的热效应”；初步学习了“化学反应快慢和反应限度”，具备了一定的化学反应原理的相关知识，同时已经学习和掌握了一定的物理和化学知识，只要采用正确合理的教学策略和学习策略，学生就能理解、掌握本节的内容。尤其值得注意的是本课时涉及到“熵”的概念，这是一个新的物理量学生首次接触。一定要注意教学的直观性和适当的情景创设。经过一年的高中学习，学生大部分已初步养成了科学探究的学习习惯，具备了进行科学探究的基本能力。由学生自主搜集资料，自主分析资料，自主探究总结升华得出知识要点的条件已经基本成熟；但仍然需要教师进行必要的指导和解疑。三、教学目标1、知识与技能：（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。2、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。3、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，要全面分析问题。四、教学的重点和难点焓变和熵变与自发反应的关系五、教学方法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。4、通过化学实验，锻炼学生的动手操作能力，提高学习兴趣。六、教学过程多媒体视频播放联想、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：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前两个问题，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自发反应。讲解水从高处流向低处，冰雪融化都是自然界中的自发过程，生活中的花开花落等自然现象也都是自发过程，那什么是自发过程呢？板书 一、自发过程1.自发过程：在一定条件下，不借助外部力量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设问根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程。将学生分成六组，交流讨论。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，它们的逆过程是非自发的。讲解自然界中的自发过程很多，同样化学中的自发反应也很多，例如：（1）铁生锈：Fe(s) Fe2O3 (aq) H= -790.7 kJ/mol（2）2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) H= -636.1 kJ/mol（3）NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H= -57.3 kJ/mol（4）Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag (s) H= -181.75 kJ/mol设问同学们认真观察以上几个自发反应，能否发现它们有什么共同点？学生思考讲解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。板书二、化学反应进行的方向判据 1.焓判据：放热反应（H0）都有自发的倾向。讲解水总是能自发地从高处流向低处，对应能量是由高到低，即就是放热反应，所以放热反应有利于自发进行。设问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？放在大家面前的是Ba(OH)28H2O(s)和NH4Cl(s)两种药品，大家现在通过做实验来判断反应是吸热还是放热，是否自发？学生实验、汇报交流总结、板书多数自发进行的化学反应是放热反应，但有些吸热反应也能自发进行。 因此，焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。这就要学习第二个判据：熵判据交流讨论我们知道，有序排列的火柴散落时自发地向无序排列；一副崭新的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？汇报交流总结 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。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2. 熵判据：（1）熵是用来描述体系的混乱度（用S表示）。（2）意义：体系混乱度越大，熵值越大；混乱度越小，熵值越小（3）同一物质，S（g）S（l）S（s）（4）熵判据：熵增（S）反应都有自发的倾向。讲解有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，例如：-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）；2Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s） S = -39.35Jmol-1K-1。板书 注意：熵增有利于反应自发进行，但是有些熵减也能自发进行。 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。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。焓变熵变能否自发H0S0一定自发H0S0一定不能自发H0S0不一定H 0S0不一定板书3.复合判据（吉布斯自由能变化）公式：G=H T S 当G0 、S0 结论：高温自发（2）NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) 已知：H 0 、S 0 结论：低温自发课堂总结坐标展示图 知识应用本节课一开始提出处理汽车尾气的反应：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），已知，298K、101KPa下，该反应H = - 113.0 KJmol-1 ，S = -143.5 Jmol-1K-1则：G =H-TS = - 69.68 KJmol-1 0因此，室温下反应能自发进行。但该反应速率极慢，需要使用催化剂来加速反应 课堂练习见多媒体布置作业课后习题板书设计 化学反应进行的方向一、自发过程1.自发过程：在一定条件下，不借助外部力量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二、化学反应进行的方向判据 1.焓判据：放热反应（H0）都有自发的倾向。注意：