《化学反应进行的方向》教学设计

1、选修 4 第二章化学反应速率和化学平衡第 4 节教学设计化学反应进行的方向一、教学内容分析1、课标中的内容化学反应原理主题 2 化学反应速率和化学平衡， 第 5 点：能用焓变和熵变说明化学反应的方向。 2、教材中的内容本节内容介绍了 以含判据、嫡判据及自由能（GH-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

2、， 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、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

3、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。三、教学的重点和难点焓减和熵增与化学反应方向的关系四、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。五、教学过程 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） = N 2（g） + 2CO2 （ g） ，

4、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。 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） 。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。科学家根据体系存在着力图

5、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 一、反应方向的焓判据。 交流讨论 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。学生讨论交流 汇报交流结果 我们知道的反应中下列反应可以自发进行：NaOH （ aq） + HCl （ aq） = NaCl （ aq） + H2O （aq）H = -56KJ/mol ；2Na （s） + 2H 2O（ l） = 2NaOH （ aq） + H2 （g

6、） ；Al （ s）+ HCl （ aq）= AlCl 3（ aq）+ H 2（ g ） ；CaO（s）+ H2O （l） = Ca （OH） 2 （aq） 追问 上述反应是吸热还是放热？ 学生回答后总结、 板书 焓判据： 放热反应过程中体系能量降低， 因此具有自发进行的倾向。 指出 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如：N2O5（g） = 4NO2（ g） + O2（g）H = 56.7KJ/mol ；NH4 HCO3 （ s） + CH3COOH（ aq） = CO2 （g） +CH3COON4H（ aq） + H2O（ l ）H = ；因此，反应焓变是与反应

7、能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 板书 二、反应方向的熵判据。 交流讨论 我们知道， 固体硝酸铵溶于水要吸热， 室温下冰块的溶解要吸热， 两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中， 最终会混合均匀， 这些过程都是自发的， 与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？ 阅读思考 课本 P37 相关内容。 汇报交流、 自主学习成果 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。 总结、板书 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？ 板书混乱度：表示体系的不规则或

8、无序状态。 指出混乱度的增加意味着体系变得更加无序。 板书熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。 指出体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序熵增的过程。 板书熵值的大小判断：（ 1 ）气态 > 液态 > 固态（ 2 ）与物质的量成正比板书反应嫡变 S女应产物总嫡-反应物总嫡讲述产生气体的反应，气体物质的量增大的反应， S通常为正值，为嫡增加反应，反应自发进行。学与问发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的嫡判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。指出有些嫡减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：-10 C的液态水会自动结冰成为固态，就是嫡减

9、的过程(但它是放热的)；2Al (s) + Fe2O3 (s) = Al 2Q (s) + 2Fe (s) AS = mol-1 K-1。因此，反应嫡变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。板书三、始变与嫡变对反应方向的共同影响。讲述在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应始变有关，又与反应嫡变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：板书体系自由能变化( G 单位：KJ/mol): G = AH - T AS指出体系自由能变化综合考虑了始变和嫡变对体系的影响。板书AH - T AS < 0 反应能自发进行； H - T AS = 0 反应达到

10、平衡状态； H - T AS > 0 反应不能自发进行。展示oAS > 所有温度下反应自发迸行AH > 0AE > 0离盘下度国自发进行M口< 0怅泡下反应自发进行Ah > oAS < 0折肓温度下友应不能自度进行舄度局反应方向的关系示意图举例对反应 CaCO (s) = CaO (s) + CO (g) H = + 178.2 KJmol-1AS = +169.6 J - mol-1 - K1室温下， G =AH-TA mol-1 - 298Kx x 10-3 KJ - mol-1 - K1 =128 KJ mol-1 >0因此，室温下反应不能

11、自发进行；如要使反应自发进行，则应使H - T AS < 0 ,则 T>A H/AS=178.2 KJ - mol-1 /0.1696 KJ - mol-1 - K1 = 1051K。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 KJ mol-1 , AS = -143.5 J mol-1 - K1则 G = H-TA S = - 69.68 KJ - mol-1 < 0因此，室温下反应能自发进行。指出但该反应速率极慢，需要使用催化剂来加速反

12、应。总结能量判据和嫡判据的应用：1、由能量判据知：放热过程(H< 0)常常是容易自发进行；2、由嫡判据知：许多嫡增加( S> 0)的过程是自发的；3、 很多情况下， 简单地只用其中一个判据去判断同一个反应， 可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础) 和熵判据组合成的复合判据(体系自由能变化： G = AH - T /S)将更适合于所有的反应过程；4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；5、在讨论过程的方向时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果；6、反应的

13、自发性也受外界条件的影响。 课堂练习 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的；B.自发反应一定是嫡增大，非自发反应一定是嫡减少或不变；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。2 自发进行的反应一定是()A.吸热反应；B .放热反应；C .嫡增加反应；D.嫡增加或者放热反应。3 下列说法正确的是()A.放热反应一定是自发进行的反应；B .吸热反应一定是非自发进行的；C.自发进行的反应一定容易发生；D .有些吸热反应也能自发进行。4 . 250C和X 105Pa时，反应 2N2Q (g) =4NO(g) + O2 (g) H=+,

14、自发进行的原因是 ()A.是吸热反应；B .是放热反应；C.是嫡减少的反应；D .嫡增大效应大于能量效应。5 下列过程属于熵增过程的是()A.硝酸钾溶解在水里面；B .氨气和氯化氢反应生成氯化镂晶体；C.水蒸气凝结为液态的水；D . (NH)2CO分解生成二氧化碳、氨气和水。6 以下自发反应可用能量判据来解释的是( )A.硝酸镂自发地溶于水；B 2N2O5(g) = 4NO 2(g)+ O 2(g)；C (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH 3(g) H=+74.9 kJ/mol ；D 2H2(g)+ O 2(g)=2H 2O(l) H=-571.6 kJ/mol 。 布置作

15、业 广州市教研室编的高中化学基础训练中化学反应进行的方向一节内容。六、教学反思1 建构主义学习理论和建构主义学习环境强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、 知识意义的主动建构者； 而且要求教师要由知识的传授者、 灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、 促进者。 本节课的授课应对这种思想有所体现， 学生已知道很多化学反应并了解反应的吸放热情况， 运用这些已知的知识， 引导学生得出焓判据。这种以学生的“学”为中心的教学方式对有利于学生掌握和理解本节知识。2相对于上一年的教材，这本书对能量判据通过例子进行了说明，且后面通过科学视野对综合考虑了焓变和

16、熵变的自由能变化作了介绍， 有利于学生对化学反应方向判断的理论根据的理解。 在授课中如能对熵的概念作简单介绍， 利用简单例子应用自由能变化判断反应的方向将更能加深学生对化学反应方向判断的理论根据的理解。 说课稿（ 必修 2 第二章第三节）哈尔滨师范大学教育硕士哈尔滨市第三中学张熠岩化学反应速率和限度说课稿今天， 我参加说课的内容是人教版 普通高中课程标准实验教科书化学 （必修 2） 第二章第三节化学反应速率和限度。新课标中将本节分为两课时:第一课时：化学反应的速率第二课时：化学反应的限度下面我将从教材、教学目标、教学方法、学法、教学程序、设计体会六个方面谈一谈关于化学反应速率和限度第一课时的设

17、计：一、说教材本章内容分为两个部分 一化学反应与能量、化学反应速率和限度，都属于化学反应原理范畴，是化学学科最重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。同时，本章内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关。因此， 化学能对人类的重要性和化学反应速率、 限度及其条件控制对化学反应的重要性，决定了本章学习的重要性。在前面两节中，教材着重探讨化学能向其他形式的能量（如热能和电能）的转化，并指出化学反应中的物质变化及伴随发生的能量变化是化学反应的两大基本特征。 本节教材则是从另一个角度研究化学反

18、应， 探讨人类面对具体的化学反应要考虑的两个基本问题：外界条件对化学反应速率和反应的限度的影响。人类利用和控制化学反应，必须了解这些问题。本节内容是对前两节内容的拓展和完善。 通过学习使学生对化学反应特征的认识更深入、更全面，在头脑中建立起一个有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。课程标准关于化学反应与能量及化学反应速率与限度的内容在初中化学、 高中必修模块和选修模块中均有安排，既有学习的阶段性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有交叉和重叠，学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。本节从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手，引出反应速率的概念。在此基础上又通过实

19、验探究，总结影响化学反应速率的因素，但不涉及对反应速率进行定量计算或同一反应中不同物质间反应速率的相互换算。 同时本章在选材上尽量将化学原理与实验、实例相结合，对化学概念或术语（如化学能、化学电池、催化剂、反应限度等）采用直接使用或叙述含义而不下定义的方式出现，以降低学习的难度。在教学过程中应注意严格把握教学内容的深、广度和教学要求，不能随意提高知识难度。二、说教学目标1 .根据新大纲人才培养的素质要求和学生的实际，我确定了以下教学目标：知识与技能：理解基本的化学反应速率的概念和影响化学反应速率的外界条件。学习实验研究的方法，能设计完成一些化学实验。过程与方法：重视培养学生科学探究的基本方法，

20、提高科学探究能力。通过实验探究分析影响化学反应速率的外界条件。情感态度与价值观：激发学生参与化学科技活动的热情，培养其将化学知识应用于生产、生活实践的意识， 能够对与化学有关的社会和生活问题作出合理的判断。通过对化学反应速率和限度的讨论，增进学生对化学科学的兴趣与情感，体会化学学 习的价值。2 .教学重点、难点：教学重点：化学反应速率的概念；了解影响化学反应速率的因素。教学难点：影响化学反应速率的因素在实际生活生产中，很多方面都涉及到化学反应速率问题，所以把化学反应速率的 概念；了解影响化学反应速率的因素定为本节重点。而学习的目的在于应用，对影响化 学反应速率的因素原理的学习显得尤其重要，那么

21、如何根据具体外界条件的变化，造成 反应速率变化，通过实验分析比较，便成为突破难点的关键。三、说教学方法本节课以培养学生自主获取新知识的能力为目的来设计教学，采用发现，探究的教 学模式，其设计的教学指导思想，是由浅入深，从学生日常生活中的化学现象和实验中 抽象出有关的概念和原理。形成一个由宏观到微观、由感性到理性、由简单到复杂的科 学探究过程。其主要过程设计为：创设情景、引导发现、探索问题一提出新的概念一提出研究题目一组织探究学习活 动、收集信息一概括一实际应用一完善体系。巧妙引入正题，设置学生探究的“空白点”。通过生生互动，自主学习、合作探究, 发现问题；再通过师生互动，教师点拨，发现规律、解

22、决问题；并引导学生自主归纳、 总结，进行创造性的应用，培养了学生观察能力、思维能力、实验能力、自学能力，体 现新课标理念。四、说学法化学是一门以实验为基础的科学，学生通过直观生动的实验来学习，才能留下深刻的印象，也最具有说服力。教学时，我注意及时创设问题情景，引导学生对实验现象进 行分析，同时利用这些富于启发性的问题，活跃学生思维，使其学会或增强分析总结问 题的能力。在学习化学反应速率时，使学生认识浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响,引导学生寻找知识间的相互联系，掌握科学有效的记忆方法，提高识记的效果五、说教学程序教学环节教学过程学生活动设计意图，情景设计：（播放录像）中国解放军在_在东强

23、烈“兴趣是最山岛进行大规模的军事演习。的视觉刺激好的老师”，只（投影）50年前，故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻吸引了所有有学生对化学着各式各样精美浮雕花纹还清晰可见，而现在学生的注意世界有着强烈创却大多是模糊不清，部分已成光板一造成这些力，让学生的探索欲望和设灾难的元凶是什么呢？为什么几百年腐蚀很知道化学反对化学知识及情慢，而近几十年腐蚀却变快了呢？应速率后快规律的拥有欲宫 早这就涉及到化学反应速率问题慢之分。以及将所知化 学知识应用于 日常生活造福 人类的动机，才 可能激发创新 潜能。出 示 目 标学习目标：学生根确定学习（1）理解基本的化学反应速率的概念和影响 化学反应速率的外界条件。据老师提

24、出 的学习目标主题，并制定主 题学习计划。（2）学习实验研究的方法，能设计完成一些明确自己的化学实验。学习任务。让学生列举出日常生活中或化学实验中的一些回忆与以日常生引化学反应速率有快有慢的实例。联系举出实活中的实例拉导例，如：爆近生活与化学发炸、钢铁的知识的距离。现生锈、食物 变质、溶洞 的形成【讨论】在物理上用单位时间内物体运动的距学生通运用物理提高来表示物体运动的快慢，那么在化学上怎样过概念的对知识引出化学出定量的表示化学反应进行得快慢呢？比引出化学反应的速率的新1、概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进反应的速率概念加强化学的行快慢程度的物理量。的概念。与其它学科之概间的联系。念教学环节教学过程学生活动设计意图2、表示方法：化学反应速率通常用单位时间内学生阅通过自学反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量读课本