第二单元 化学反应的方向和限度第二课时教学设计

《化学反应的方向》第二课时教学设计

绵阳中学 焦志浩

一、教材来源

《普通高中课程标准实验教科书（鲁科版）》化学《化学反应原理(选修４)》第二章

第1节

化学反应的方向

，本节共分3课时：

第一课时：焓变对反应自发性的影响 第二课时：熵变对反应自发性的影响

第三课时：利用综合判据判断反应能否自发进行

本节探讨第二课时

二、课型：新授课

三、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。

学生选择偏向理科学习的时间不长（一个来月）,学生关于理科的知识水平参差不齐，关于理科学习方法的掌握差距也非常明显，因此更需要通过各种评价模式特别是学习过程评价模式来全面了解学

生，激励学生。

四、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

《化学反应的方向》一节内容介绍了“焓判据、熵判据及自由能（△G=△H-T△S）”知识，有一定难度。教材将本节内容安排在学生学习了必修部分《化学反应的快慢和限度》和选修部分《化学反应的热效应》之后进行教学。目的是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。

本课时是本节教学的第二课时主要进行探究反应熵变与反应方向关系的内容教学。希望通过通过创设情境让学生在学习中亲身经历从现实生活中发现和提出问题并解决问题的过程，引导学生主动探究反应熵变与反应方向之间的内在关系。

3、促进观念建构的教学整体思路与教学结构图（本课时

涉及内容以仿宋体加黑形式标出。）

引导学生讨论归纳用焓变作为化学反应进行的方向判断依据学生通过交流讨论已有知识建立焓变的概念、焓变如何判断反应方向，以及其局限性学生进一步分析讨论熵变作为化学反应进行的方向判断依据学生通过交流讨论已有知识建立熵变的概念、熵变如何判断反应方向，以及其局限性引导学生讨论归纳综合利用体系的焓变、熵变作为化学反应进行的方向判断依据学生通过讨论焓变、熵变的局限性，建立用自由能焓变、熵变综合判定反应方向的能力利用所学知识解决常见的问题通过解决常见问题来巩固、应用所学知识五、本课时的学习目标：

知识与能力

1.了解新物理量熵的意义

2.能够通过实例说明熵变也是化学反应自发进行的内在推动力。

过程与方法

1.通过创设情境让学生在学习中亲身经历从现实生活中发现和提出问题并解决问题的过程，从中感受知识是怎样形成的。

2.通过用事实推翻假设、从中获得新知识，培训学生思维的批判

性和严谨性。

3.通过熵的推导了解建立数学模型的科学方法。

情感、态度、价值观

1.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。

2.进一步了解矛盾的对立统一，激发学习的兴趣。

六、本课时教学重点和难点：

1.教学重点：

熵变对化学反应自发性的影响。

2.教学难点：

熵的概念。

七、教法、学法：

教师教法：

创设情境、实验探究、问题引导、重点讲解、合理评价

学生学法：

思考交流、分析讨论、概括总结、利用已有知识基础及日常生活的经验构建新知识。

八、教学资源

PPT课件、实物投影、少量扑克、自制导学案、自制学生课堂表现评价表、自制学习效果检测题。

九、设计思路：

本课在设计中重点强调学生的主动参与、主动探究、主动获得的主动学习过程。为此我设计环节让学生在自学的基础上理解熵、熵变的概念，然后通过小组交流合作的模式搜集熵增的过程和反应，再以

这些过程和反应为基础，探究熵与反应自发性之间的关系，最后自主得出结论：熵增有利于反应的自发进行。力图在整个教学中充分体现对学生“主体”的尊重。努力锻炼和培养学生搜集资料分析资料的能力以及科学探究的精神。

本课尝试创设问题情境（为什么小时候玩墨滴入水中的游戏，水不烫手（焓变不明显）墨却会自发的扩散？）让学生在情境中主动探究知识，收获进步，提高学生探究知识的积极性和主动性。

本课在教学过程中尝试引入评价方法和评价策略。力图做到将过程评价和结果评价相结合，定性评价和定量评价相结合，学习态度评价、学习方法评价、学习效果评价相结合。以便于通过评价更加完整真实的搜集学生资料，更加有效的激励学生。

本节的教学环节设计图： 复习创设情境（墨滴入水中为什么可以自发扩散）自学相关概念小搜组集交资流料小组交流搜集资料熵增的自发过程小小组组探探究究熵增的自发反应效果评价讨研交流自主总结独立熵增有利于自发反应进行解决情境

十、课前活动设计：

学生利用导学案课前部分“预习案”自主利用已有知识和新知识构建更完善的知识框架，并根据学案要求自主搜集所需资料并进行初步分析。并对学习效果进行简单评价。

十一、教学过程：

教师活动

复习提2.分析下列反应能否自发进行。

2NaCl+2H2O2NaOH＋H2+Cl2

1.根据图片，判断两自然现象是否是自发的。

一《瀑布》；二《火山喷发》

学生活动

设 计

意 图

观看图片，思考

回答。瀑布是自通过复习提问的发过程，火山喷形式，反馈评价发不是。

学生对反应自发学生分析回答。性的掌握情况。

钠与水的反应是自发的。电解食盐水的反应非自发。

2Na+2H2O===2NaOH+H2 问

为什么电解食盐水是非自发反应？

3.分析下列反应为什么可以自发进行

NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）

△H=-56KJmol-1 .学生讨论回答两个自发反应

通过复习提问的都是放热反应。

形式，反馈评价学生对焓判据的学生讨论回答焓减小有利于反应自发进行，但焓变不是影响化学反应方向的唯一因素。

掌握情况。

CH4(g)+2O2 (g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=－890kJmol-1

.4.这个反应也可以自发进行，说明了什么？NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4（aq）+H2O（l）△H=＋37.3kJ.mol-1

设播放视频“墨韵”。联想小时候“滴墨入水”游戏。观看视频思考。

设置情境，使学

置情引发思考：1.墨滴在水中的扩散能否自发进行？2.游戏时水会变热吗？3.是什么原因使这个焓变极

生在情境中学习，激发学生的求知欲。

境

不明显的游戏过程能自发进行？希望学生通过学

自学指阅读课本相关内容，思考讨论下列问题：

1.什么是熵？什么是熵变？

2.什么样的过程是熵增过程？

学生自学知识习本课时可以解决此问题。

让学生带着问题（用时3分钟），学习，提高自学分组讨论上述的针对性，教学导

3.所有的自发反应都是熵增过程吗？请从理论和实例两个角度说明。

板书展示

熵：描述体系混乱程度的物理量。符号：S 释疑

混乱度：表示体系的不规则或无序状态。

——混乱度的增加意味着体系变得更加无序

问题（2分钟），生学会学习。

展示学习结果。

解释学生自学过程中产生的疑问。

通过实例帮助学观察理解。自主生理解混乱度。实验展示：散落的扑克

举出混乱程度使抽象知识具体增大的例子。

利用概念分析

思考：1.氯化钠晶体溶于水熵如何变化？

化直观化。

学生分析回答

培养学生运用基学生总结

本概念分析问题解决问题的能学生分析回答

力。

总结规律：体系混乱度越大，熵的值越大

2.冰→液态水→水蒸汽熵如何变化？

总结规律：同一物质：S(g)＞S(l)＞S(s)学生总结

练习引发思考

问题分

硝酸铵溶于水可以自发进行吗？焓怎样变化？熵提出练习：利用熵的概念分析，比较大小

1.1molH2O（液态）与2 molH2O（液态）熵值大小。

学生独立完成增加知识的直观2.1molS（固态）与 2molS（固态）熵值大小

3.1molO2（气态）与2molO2（气态）熵值大小

引导学生总结规律：在相同状态下同一种物质，物质的量越大熵越大。

学生自主思考培养学生独立思练习，必要时可性，培养学生由进行少量讨论，特殊到一般的科总结规律

学探究方法。

自由回答，相互考的精神和利用争论。但不支持理论知识解决实小组内相互交流。

际问题的习惯和能力。

析

呢？你是根据什么现象判断出焓变小于０？为什么此过程熵变大于０？

分组讨我们生活中还有哪些自发过程也属于熵增过程？

论

讨论要求：由一个同学提出一个过程，其他同学予以判断，一次循环，并将结果填写反馈表。

完成反馈表（见同时为后来总结附件1）展示。

熵变与反应方向的关系搜集资料。

2．反应熵变

板(1)概念：

生成物

总熵与

反应物总熵之差。

书(2)符号：ΔS。

展示

(3）单位：J·mol1·K1

－－让学生在交流中学***思维面，培养学生交展开交流讨论流、合作能力。学生回答

评价自学效果

练习升华规律

分组判断下列化学反应过程熵变情况：

1.N2+3H2

催化剂

高温高压

学生分析四个反应的熵变情况。

通过具体反应加深对抽象规律的理解和应用。

2NH3

2.NaH+H2O===NaOH+H2↑

3.4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O

4.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑

引导学生总结规律：产生气体的反应或气体的物质的量增大的反应，通常都是熵增反应。

利用课本总结规律。

让学生在交流中学***思维我们接触的自发进行的化学反应哪些也属于面，培养学生交熵增过程？

流、合作能力.讨论要求：由一个同学提出一个化学反应，其展开交流讨论并强化学生由特他同学予以判断，依次循环，并将结果填写反馈表。

完成反馈表（见判断重点：

1.反应自发进行吗？

2.反应过程中熵值增加吗？

来总结熵变与反应方向的关系搜集资料。

附件2）展示。

殊到一般的应用能力。同时为后讨论

资料分析

原理分析

根据刚才我们填写的两张资料，我们可以得出怎样结论？

学生讨论。发言

结论：熵增有利于反应自发进行。

培养学生利用资料分析问题解决问题的能力。

所有的自发反应都必须是熵增过程吗？所有熵增学生自由发言的反应都能自发进行吗？

争论。

教师汇总：不一定，反应能否自发进行还要受焓变的影响。

培养学生利用辩证的思想看待问题，解决问题的能力和习惯。

学生列利用课前收集到的资料举例：

1.自发反应但熵值不增加

检验课前预习效果，培养学生理自由发言举例。

论联系实际的学习习惯。

举

2.熵值减小但反应可以自发进行。

教师为什么这些反应也能自发进行？

追问

整理总利用简洁的语言最好是一句话对这两节课我们学习的主要内容做出总结。

分析总结得出结论：在这些反培养学生用辩证应中焓变的影响超过熵变的影响占主导地位。

反思、交流

培养学生总结归代表展示总结。

总结：熵增或焓减都有利于反应自发进行

现在，我们回到刚上课时留下的问题，哪位同学解释下为什么“墨滴入水”的扩散能够自发进行？

当

堂

小

测

组织学生针对本节内容进行5分钟测试。

针对测试结果对学生掌握情况进行评价，并结合课堂中完成的各张反馈表、课前预习、课后作业综合做为以后教学的指导依据之一。

独立完成课堂检测。（见附件4）

学生发言

评价学习效果，强化学生在学习过程获得的满足感和成就感。

合理利用各种评价手段，全面掌握学生真实情况。积累教学素材，合理激发学生学习的积极性。

纳能力

的观点分析问题，解决问题的能力。

结

情

境

回 放

课堂效果评

价

合理利用评价体系。改变单一的学

习

态

对你自己和你同组同学本节的学习状况做度

评

价

表

出评价。

评价表（见附件价者，又成为评3）

价者，提高学生学习的积极性、主动性。并获得更加全面的学生资料。

开放性作业，尊重学生主体地位，体现分层次教学理念，增强学生的参与意识。使学生成为作业的主人。

填写学习情况测试评价方式。注重过程评价。使学生既是被评

布置课后作业

作业二（情境预习）见作业设计。

作业一（资料搜集）见作业设计。

完成作业

设置情境，提高学生预习兴趣，为下一节教学埋下伏笔。

十二、板书设计：

二、熵判据：

1.熵：描述体系混乱程度的物理量。符号：S 规律：体系的混乱程度越大，熵越大。

同一种物质熵的大小关系：气态大于液态大于固态

在相同状态下同一种物质，物质的量越大熵越大。

2.反应熵变：反应产物总熵与反应物总熵之差。

符号：ΔS 单位： J.mol-1.K-1

产生气体的反应或气体的物质的量增大的反应，都是熵增反应。

3.总结：熵增加有利于反应自发进行。

十三、课后作业设计：

一、资料分析

请同学们课后搜集资料（常见反应）分析: 1．这些反应哪些是自发进行的？哪些是非自发进行的？

2．在自发进行的反应中哪些焓判据起主导作用？哪些熵判据起主导作用？哪些是两个判据综合作用的结果？

完成下表：

化学反应

……

自发性判断

……

焓判据

……

熵判据

……

综合作用

……

3．通过以上的资料分析你认为影响化学反应自发性的因素是否只有焓变和熵变？

二、情境练习

预习本节剩余部分内容完成本题：

冬天降临的时候，驻守在彼得堡的俄军换装，发棉衣服时发现，成千上万套的棉衣服上，所有的扣子都没有了。俄皇知道了这件事，大发雷霆，传令，要把负责监制军服的大臣问罪。

这位大臣明知道，所有军服都是钉了用锡做的扣子的，可为什么都丢了呢？他拿过几套衣服一看，果真没有扣子。但是，在钉扣子的地方，却有一小堆灰色的粉末。这是怎么回事呢？难道扣子会化了吗？这件事被一位科学家知道了，他对愁眉苦脸的大臣说：“包上这些粉末，跟我去见皇帝，我会帮助你。”

见了皇帝，科学家说：“扣子是用锡做的，锡这种东西一遇低温，它的晶体就会改变，成为粉末，人们管这种现象叫‘锡疫’。一般情况下，只要在13.2℃以下，锡就会变成粉末。”

已知0℃、100 kPa条件下白锡→灰锡反应的焓变和熵变分别为

ΔH＝－2180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。

你会扮演科学家，从化学原理上“计算”出锡怕冻吗？

十四、课后反思：

本节课在设计时我主要关注了两个方面：一、关注教师与学生思维上的碰撞，注重学法指导，希望创造一个和谐的课堂氛围，充分体现学生的“主体”地位，变学生“学会”为学生“会学”，使学生获得更加高效的学习效果。二、注重评价方法的应用。将过程评价和结果评价相结合，定性评价和定量评价相结合，学习态度评价、学习方法评价、学习效果评价相结合。力图通过评价更加完整真实的搜集学生资料，更加有效的激励学生。

在课堂实践中较好的完成了设计意图。特别是学生主动探究，分析材料，总结规律，升华知识方面，效果非常突出，甚至超过了预期。确实感受到学生主动的成为了学习的主角，学习方法，探究策略都有了不同程度的提高。在评价策略的应用上也收到了初步的成效，积累了不少学生的第一手资料，使我更加客观、公正、全面的了解了学生，同时也激励了学生更加全面的学习。

但仍有一些缺憾希望在以后的实践中加以改进：1.部分学生在知识的探究过程中有“等”、“靠”的现象，应该想方设法提高这部分学生的自主性和主动参与意识。2.教师对学生课前的准备工作比如课前预习、资料搜集等指导不够细致，学生能力层次上的差距问题没有很好的解决。3.“评价”环节设计的可以更细致一些，那么对学生的激励作用可能体现得更加明显。4.部分学生在评价中“人情分”现象比较明显，以后教学中需要想办法克服。

附件一：自发进行的熵增过程（小组用表）

举例学生姓名

所举的过程

过程能否自发进行

过程中熵值的变化

备注：我们生活中还有哪些自发过程也属于熵增过程？

附件二：属于熵增过程的自发反应（小组用表）

举例学生姓名

所举的化学反应

反应的自发性

反应过程中熵值的变化

备注：我们接触的自发进行的化学反应哪些也属于熵增过程？

判断重点：1.反应自发进行吗？2.反应过程中熵值增加吗？

附件三：本节学习情况自评互评表（个人用表）

学生姓名

评价内容

学

习

常

规

学

习

态

度

合 作

遵守课堂纪律，不影响教师教学和同学学习（5分）

带好课本及学习资料（３分）

认真填写相关记录（５分）

积极动脑、动口、动手参与（７分）

活动中记录认真，实事求是（５分）

积极思考，敢于提出问题（６分）

出色完成小组分配的任务（６分）

主动与同学合作、互助（７分）

认真倾听同学的观点和意见（７分）

与 认真公正地评价他人并积极发表自己的

交 流

学

习 按时独立完成课堂检测、探究报告（１０分）

观点（７分）

效

果

能运用所学知识解决生活中的化学问题（１０分）

能提出其它的问题（５分）

学

能够预习并取得对课堂学习有所帮助。（７

习

分）

能够辩证的看待问题解决问题（５分）

技

善于归纳总结，得出正确结论。（５分）

能

老师的话：

备注：1.本评价表针对学生本节表现作出评价。

2.本评价以定量评价为主。满分100分，最后取值按自评、互评按比例取均值。

3.评价标准:认真完成为A级，完成情况较好为B级，完成情况一般为C级，完成情况不好为D级。所得分值为A级：满分。B级：A级分值的80%；C级：A级分值的60%；D级：A级分值得40%。

附件四：课堂小测（个人用表）

一、正误判断：（课前预习评价）

①化学反应的熵变与反应的方向无关 （ ）

②化学反应的熵变直接决定了反应的方向 （ ）

③熵值增大的反应都是混乱度增大的反应 （ ）

④熵值增大的反应都能自发进行 （ ）

⑤化学反应中吸收或放出的热量叫做熵变。 （ ）

二、选择题（每小题只有一个正确选项）（当堂评价）

⑥下面几个自发过程，你认为其中能用熵判据解释的是（ ）

A. 自然界中水由高处往低处流

B. 0℃时水变为冰

C. 墨水滴到水中会扩散到整个水体 D. 铁器暴露在潮湿空气中会生锈并放出热量

⑦下列几个过程中，属于熵减的变化是（ ）

A. 干冰的升华 B. NaCl溶于水

C. NH3(g)+HCl(g)==NH4Cl(s) D. 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

⑧250C和1.01×105Pa时，反应 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；△H=＋56.76kJ.mol-1，自发进行的原因是∶（ ）

A、是吸热反应； B、是放热反应；

C、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应

⑨碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（ ）

A. 碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大

B. 碳酸铵分解是因为外界给予了能量

C. 碳酸铵分解是吸热反应，此反应不应该自发进行，必须借助外力才能进行

D. 碳酸盐都不稳定，都能自发分解

备注：

1.本测试用于评价学生熵判据内容知识水平情况。

2.本测试共分三大部分。第一部分判断题用于评价学生预习情况。第二部分选择题用于评价学生当堂掌握情况。第三部分为课后作业一的材料收集与分析用于检测学生知识的理解、应用情况。

3.本测试满分为100分，第一部分50分，第二部分40分，第三部分10分。

4.本测试仅为评价学生的参考依据不是定量标准。

5.本测试与附件3的学习状态评价可相互参考借鉴。

6.本测试与附件3的学习状态评价应较长时间坚持进行以作为全面了解评价学生的必要依据。