第二单元 化学反应的方向和限度教案设计（一等奖）

《化学反应进行的方向》的教学设计

《化学反应进行的方向》教学设计

课题

教

材

分

析

学

生

分

析

本节内容第一次出现在新教材中，主要介绍了“自发反应、焓判据、熵判据”的知识，对高中学生来说，有一定难度。对于熵及“熵增原理”内容较抽象、学生学习时陌生感较强。因此在教学中通过引入实际生活中相应的现象，为学生提供认知的感性材料，以利于学生对熵变和熵增原理进行探讨。在科学方法上，作为高二理科生对常见的科学方法有一定程度的认识，对科学探究的一般过程也有一定的体验。

选修4 第二章 第四节

化学反应进行的方向

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，在科学视野栏目中给出了吉布斯自由能的判定式。

教

学

目

标

知识与技能：

1、理解焓判据，熵判据的概念

2、理解焓判据和熵判据对化学反应进行方向的共同影响

3、学会利用焓判据和熵判据分析化学反应进行的方向

过程与方法：

利用已知事实，学生讨论得出焓变与熵变与化学反应进行方向的关系

情感态度与价值观：

通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学与日常生活是息息相关的。

重、难点

焓减和熵增与化学反应方向的关系

【教学过程设计】

教学环节

教师活动

[板书]第四节 化学反应进行的方向

［展示］一张高山流水的风景图片

提问：1.自然界中的水为什么从高处往下流，不从低处往高处流呢? 2.低处水可以流向高处吗？

思考与交流：说说自发过程与非自发过程的特征。

1、自发过程：在一定条件下，不需持续借助外力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。

[问]根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程。

引入课题

发过程中能量的变化情况？

知道这些反应自发进行的主要原因吗? (1)甲烷燃烧：

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－802.3 kJ/mol (2)铁生锈：

3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824 kJ/mol (3)氢气和氧气反应：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=－571.6 KJ/mol 记笔记

【讲述】科学家由此提出可利用焓变来判断化学反应的方 向，即焓判据

【板书】一 焓判据

探究焓变对化学反应自发进行方向的影响

焓判据：DH＜0 ，利于反应自发进行

引出矛盾，为提出熵判据做铺垫

落实基础知识

确保实验顺利实施。

让学生明确焓变不是影响化学反应方向的唯一因素，还有其他因素。

聆听，领会

[设疑]自发过程有物理的也有化学的，请同学们说说物理自 [推进新课]以下几个化学反应都是自发进行的化学反应，你思考、回答

利用自然界的美丽景色创造良好情景，以引起学生的注意，激发学生的学习兴趣

明确自发反应与非自发反应。

学生活动

设计意图

[思考与交流]19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否进行实验，观察现象， 自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热得出结论

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。

讲解：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。要判断一个反应是否能自发，还要结合另一 个判断方法-熵判据

[板书]二、熵(entropy)判据。

讨论1：扑克牌经过多次洗牌后，花色和序号是无规律的机会多还是按照花色和序号有规律排列的多？

讨论2：有序排列的火柴散落成无序状态，哪一种状态比较稳定？

讨论3：分析以下两个自发过程中的混乱度的变化情况：

探究熵变对化学反应自发进行方向的影响

1.冰——液态水——水蒸气 2.氯化钠晶体溶于水

[板书]⑴、熵与混乱度

混乱度：表示体系的不规则或无序状态。

熵;热力学上用来表示混乱状态的物理量，符号为S [板书]⑵、熵的大小判断：

气态

> 液态

> 固态

[板书]⑶、反应熵变△S=生成物总熵-反应物总熵

[板书]⑷.熵判据：Ds＜0 ，利于反应自发进行

[讲解]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。这一经验规律叫做熵增原理。

熵变

对化

思考后回答：是熵变，明确熵变如何影响化学反应的方向。

落实、强化新知识。

让学生学会客观地、全面地分析问题

学[学与问]发生离子反应的条件之一是生成气体。试用上面讲该反应是熵增的反应。

反

的熵判据加以解释，由此，你对理论的指导作用是否有新的 应体会？（见课本35页）

发化；②-10℃的液态水会自动结冰成为固态

进

方

应自发进行,焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向

向的

影响

熵变

对化

过渡：要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和 实际运用中加深学生理解如何运用焓判据、熵判据判断化学反应方向。

方向受多种因素的影响

自

[思考]用所学理论解释以下两种自发现象：①室温时冰融 思考，领悟熵及熵变的含义

让学生明确熵变也只是影响化学反应方向的一个因素。

行【小结】综上所述,体系能量减小和混乱度增加都能促使反使学生体会化学反应 学熵变，即“焓减，熵增”。我们把这个叫做复合判据。公式为： 反

△G = △H - T△S，△G叫做自由能。

应由于时间关系，有兴趣的同学课后阅读课本36页“科学探思考、作答

自

究”，了解相关的知识

发 进

行

方

向的

影响

课

堂

小

结

化学反应进行方向的判据

１、能量判据(焓判据）：能量最低原理。

是判断化学反应进行方向的判据之一。

２、熵判据：熵增原理

是判断化学反应进行方向的另一判据。

３、复合判据：

能量判据结合熵判据

DG=

DH-TDS

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

非自发性的。

B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵

减小或不变

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。

练习2：知道了某过程有自发性之后，则( ) 总结提升

强化本节课重点知识

课

堂

可判断出过程的方向

可确定过程是否一定会发生

可预测过程发生完成的快慢

可判断过程的热效应

练

练习3：已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：( ) 习

① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g) △H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g) ＝

CO2(g) △H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是

A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程

B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程

C.石墨比金刚石能量低

D.金刚石比石墨能量低

练习4：下列反应中，在高温下不能自发进行的是 ( ) A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g) B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g) C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s) D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2 课后作业：

课本36业，1,2题

第四节

化学反应进行的方

一．

焓判据：DH＜0 ，利于反应自发进行

二. 熵判据：△S＞0，利于反应自发进行

⑴、熵与混乱度

混乱度：表示体系的不规则或无序状态。

计

熵;热力学上用来表示混乱状态的物理量，符号为S 板

⑵、熵的大小判断：

书

气态

> 液态

> 固态

设

⑶、反应熵变△S=生成物总熵-反应物总熵

⑷.熵判据：Ds＜0 ，利于反应自发进行

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。

教

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学

焓变和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。在授课中如能反

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思

判断的理论根据的理解。