第二单元 化学反应的方向和限度教学设计(第二课时)

一、教材分析

在学生学习了化学反应及能量变化、化学反应速率、化学反应限度之后，教材安排了难度较大的化学反应进行的方向的内容。根据新课标的要求，降低难度，仅限于达到知道、了解的层次即可。因此教材力图从日常生活中所见所闻以及常见的化学反应出发，让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程也能自发发生的合理性，从而体会能量最低原理在化学过程中的存在。引出“熵”的概念，但没有给出明确的定义。对于孤立体系的自发过程是熵增大的过程这条重要的原理，为了加深学生对化学反应进行方向的认识，仍旧利用日常生活中

见闻诱导学生得出：根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。事物的发展、变化常常受多种因素的制约，通过上述介绍，力图使学生学会全面分析问题。

二、教学目标: 1.知识与技能

（1）通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性

（2）通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念

（3）通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小

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。

三、教学重难点

教学重点

熵判据

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教学难点

焓减与熵增与化学反应方向的关系

四、教学过程

预习探究（学生用）

1.自发过程

(1)含义:在一定条件下,不用借助外力就可以自动进行的过程。

(2)特点:①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放能量)。

②在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向。

(3)自发反应:在给定的条件下,可以自发地进行到显著程度的化学反应。

2.化学反应进行方向的判据

(1)焓判据:科学家提出用焓变来判断反应进行的方向,放热反应过程中体系能量降低,具有自发进行的

倾向。

(2)熵判据:①熵概念:用来度量体系混乱程度的一个物理量,符号为S

。

②熵值大小判断: a.物质的混乱度:体系的混乱度越大,熵值越大; b.同一条件下,不同物质的熵值不同; c.物质的存在状态:同一物质,熵值一般气态_________液态____________固态(填“>”“<”)。

③熵增原理:与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增加,即熵变(符号ΔS)>____ 0(填“>”“<”)。气体体积增大的反应,熵增加;气体体积减小的反应,熵减小。

④熵判据:用熵变来判断反应进行的方向,体系有自发地向混乱度增加(熵增)的方向转变的倾向。

(3)复合判据:正确判断一个化学反应是否能自发进行,要从体系的能量和混乱度两个方面去考虑,即综合考虑焓_____据和熵______据的复合判据。

互动课堂

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（一）情景激思（教师用）

【引入】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？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。

【教师强调】本节课主要内容是熵判据和复合判据

【板书】化学反应进行的方向

【问题1】放热反应一定能够自发进行吗？

【学生思考回答】

【教师总结】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；]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；因此，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。

【问题2】火柴散落过程混乱度如何变化？从混乱度角度分析它们为什么可以自发？

【学生阅读课本并回答】

【教师总结】自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据。混乱度越大越稳定，△S>0，有利于反应自发进行；导致混乱度增加的因素：(1)同一物质气态时熵值增大，其次为液态，固态最小；(2)固体的溶解，墨水的扩散过程和气体扩散过程；(3)产生气体的反应和气体的物质的量增加的反应。

【问题3】熵增一定能自发进行吗？

【学生思考并回答】

【教师总结】熵增不一定能自发进行，如－10℃的液态水能自动结冰为固态，熵增是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。

【问题4】怎样用自由能变化ΔG判断化学反应自发进行的方向? 【学生阅读课本并回答】

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【教师总结】

只能判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。

【板书】 化学反应进行的方向

一、焓判据

二、熵判据

三、复合判据

【自主练习】判断正误

（1）在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 (√)

（2）温度、压力一定时，放热、熵增的反应一定能自发进行 （√）

（3）反应的焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素

(×，焓变只是其中的一个因素，但不是唯一因素) （4）2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)是熵增的反应：△S>0(√)

（5）只有放热反应才能够自发进行（×，有些吸热反应也能自发进行，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应）

[教师点拨]学习知识时，不要只简单掌握知识，应该要记住知识的内涵和延伸。

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