第二单元 化学反应的方向和限度主要内容及教案内容

《化学反应的方向》教学设计

浙江省余姚中学 315400 张丽丽

课题

化学反应的方向

课型

新授课

与以往教材不同，本单元新增了有关化学反应方向的内容。这是基于选修教材应该有的深广度和研究化学反应的全面性两方面的考虑。前一单元是从动力学的角度研究化学反应，本单元则从另一角度——热力学的角度探讨化学反应。

本单元共包含四个部分。第一部分“化学反应的方向”从自然界现象的方向引出化学反应同样具有方向性；第二部分“判断化学反应方向的依据”从焓变与教材分析

熵变的角度介绍判断化学反应方向的依据；第三部分“化学平衡状态”介绍化学平衡的特征；第四部分“化学平衡参数”介绍平衡常数的意义及表达方式。本节课要解决的就是第一和第二部分，并为化学平衡的学习提供理论基础。从课程标准对本节课内容的要求来看，对化学反应方向的要求比较低，其主要目的主要是体现知识的完整性，并培养学生分析、研究问题的全面性。从知识结构完整性和科学性的角度，教材介绍了综合焓变和熵变判断化学反应能否自发进行的规律，为向化学专业发展的学生进一步的学习做好铺垫。

为培养学生的创新精神和创新能力，根据课程标准和学生实际，确定本节教学目标为：

（1）知识与能力目标：

知道自发反应、熵变的概念；

能初步根据反应的焓变、熵变判断化学反应的方向。

（2）过程与方法目标：

教学目标

培养学生观察、分析、推理能力，实验操作能力；

使学生形成实事求是的科学态度，掌握从宏观到微观、现象到本质到科学研究方法。

学会全面分析问题，体会事物的发展、变化常受多因素制约

（3）情感态度与价值观

通过日常生活中的焓变和熵变的具体事例，明确化学与生活是息息相关的。

能利用化学反应原理知识解释日常生活中某些现象，思考问题时能够更加全面。

教学重难点

让学生在学习、形成知识点的过程中，学会用实验进行分析、检验的科学思想，从而达到能力培养目标，理解焓变与熵变对反应方向的共同影响

积木一副，实验用品（NH4Cl 晶体，Ba(OH)2

晶体，锥形瓶，玻璃棒，木板），教具准备

多媒体

教学活动过程

教师活动

展示：将整齐码放的积木置于木板上，迅速抽去木板，积木散落地上。

下落

板演：积木的运动趋势

散开

提示：积木在失去木板支持后，自然散落地上。自然界中，也有很多自然而然发生的现象。请举例。

学生活动

设计意图

从“积木散落”这一最常见的自然现象引出，缩小与理论知识的距离感，激发学生进一步探索的积极性。

自然过渡到化学反应的自发进行。

由学生最熟知的活泼金属能置换出不活泼金属的实验事实出发，理解化学反应的自发性。

观察变化过程，描述在抽去木板后积木的运动趋势。

举例自然界中自动发生的现象。

意识到自然界中存在很多现象，这些现象的发生随处可见，且都是“自然”发生。

过渡：那么，有哪些化学反应也是自然发生的呢？

联系已有知识，思考，例举一些能自动发生的反应和不能自动发生的反应。如：酸碱中和反应能自动发生；水的分解不能自动发生等。

讲授：例如，把锌片插入硫酸铜溶液时，锌从硫酸铜溶液中

置换出铜的反应会自发进行，而将铜片插入硫酸锌溶液中却

不会自动发生化学反应。与自然界的许多变化一样，化学反

应具有方向性。许多化学反应的正反应能自发进行，而其逆

反应无法自发进行。

板演：Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4

Cu + ZnSO4×

分小组交流讨论

学生代表到黑板书写反应方程式，回答：

1、

不能

2、

能

Cl2+2KBr=Br2+2KCl

3、

能

Br2 + CH2=CH2→

CH2BrCH2Br

4、不能

过渡：那么，我们如何判断一个反应能否自发进行，有没有

什么依据可以用来判断一个反应发生的方向呢？

板书：二、判断化学反应方向的依据

观察，思考。

回答：这些反应都是△H<0反应都是放热的。

讲解：联系本课开始的积木做自由落体运动，势能减小，我

们说自然界的许多自发过程，无论是物理过程还是化学过程，阅读教材

都有由能量较高状态向能量较低状态转化的倾向。研究表明，

对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反

应放出的热量越多，体系能量降低得也完全。可见，反应的

焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。

下落：能量降低

板演：积木的运动趋势

散开

小结：像上述反应那样，在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应，我们称之为自发反应。

板书：第二单元

化学反应的方向和限度

一、

化学反应的方向

自发反应：在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. 练习与巩固：要求学生分组讨论、书写反应方程式。对学生的书写结果进行评价，指出书写方程式中需要注意的问题。

培养学生的合作精神。

从学生已有的知识和经验出发，判断化学反应能否自发进行。巩固自发反应的概念。

从一些常见的能自发进行的反应总结出规律。使学生有较强的成就感。

与积木的下落联系起来，做到呼应。

板书：1.焓判据(能量判据). 体系趋向于从高能状态转变为低能状态

△

H < O有利于反应自发进行

过渡：那么，如果反应是能量升高的吸热反应，是否反应就一定不能发生了呢？

描述反应现象，

〖观察与思考〗

1.该反应是吸热反应还是放热反应？依据是什么？

2.该反应能自发进行的可能原因是什么？

从以上实验现象出乎

指导学生完成氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应实验。引意料地发现并非所有的自发反应都是放热导学生根据反应现象思考反应发生的原因。

的

小结：氯化铵和氢氧化钡的反应2NH4Cl(s) +

Ba(OH)2·8H2O(s) = 2NH3(g) + BaCl2(s) + 10H2O(l)

是吸热反应，但也能自发进行。再如：硝酸铵溶于水

＋―

NH4NO3 (s) = NH4

(aq) + NO3

(aq) 高温

CaCO3 == CaO + CO2

↑

思考，这些反应都有这些变化都需要吸收热量，但在一定条件下却都能自发进行。

气体生成或状态变得研究表明，在变化过程中，体系的混乱度增大，因而反应能更加混乱。

自发进行。在本节课开始的积木下来这个自发过程中，整齐

排列的积木散落一地，趋向于体系混乱度增大。

下落：能量降低

板演：积木的运动趋势

散开：混乱度增大

通过认真阅读教材，引出熵的概念：由上述反应分析可知，除了热效应以外，决结合生活实例，对熵定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。衡的概念有一个大致的量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。

了解。

板书：2.熵判据

①

熵：衡量一个体系混乱度的物理量。符号：S

熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表

示。

△S=S生成物总熵－S反应物总熵

讲解：像房间由整齐变得杂乱，火柴由有序排放到无序

散落，都是一个熵变大即体系混乱度增大的过程。在一个由

大量微粒（分子、原子、离子）所构成的体系中，微粒之间

将此演示实验改为学生实验，教学中除了让学生感受该实验的热效应外，还让学生明白NH3这一刺激性气味的气体的生成，进而认识化学反应方向与反应热效应、混乱度的关系。

与积木下落过程中的另一个现象——散开呼应

无规则排列的程度越大，体系的熵越大。

反应前后体系的混乱度增大——△S>0 反应前后体系的混乱度减小——△S<0

板书：同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）

产生气体或气体的物质的量增大的反应，△S ＞0

讲解：现在，我们能解释氯化铵与氢氧化钡能自发进行反应的原因了。

板书：△S > 0 有利于反应自发进行

总结：综上可见，体系能量降低和混乱度增大都有促进反应自发进行的倾向。由此，要正确判断一个化学反应能否自发进行，必须综合考虑焓变和熵变。焓判据中，自发过程取向于最低能量状态的倾向。熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的倾向。

很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由焓判据和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。

对水的不同聚集状态的混乱程度与水分子的微观排列状态做出解释

记录重点

巩固熵的变化的判断方法，总结常见的熵增大的反应：

1、晶体在水中的溶解

2、反应后气体分子数增多的反应。

从事实接受熵判据也是判断反应能否自发进行的因素之一。

将生活实例与物质的混乱度变化结合，更容易接受“熵变”这个抽象的概念。

通过联系，总结熵增大的反应

根据所学的知识和已有的生活经验，分析图2-17中所示的变化在常温下能否自发进行。根据结果，总结反应能否自发进行与温度的关系。

小结：对于△H<0，△S>0的反应，体系能量降低，熵值增

大，都有利于反应的自发进行，所以反应一定能自发进行。思考，总结，回答

对于△H>0，△S<0的反应，体系能量升高，熵值减小，都

不利于反应的自发进行，所以反应一定不能自发进行。那

么对于另两种情况呢？

如碳酸钙的分解，是一个△H>0，△S>0的反应，需要在高

温下才能自发进行；如NH3 + HCl = NH4Cl 是一个△H<0，

交流与讨论

△S<0的反应，需要在较低温度下才能自发进行

板书：

总结：这节课，我们从积木的散落得出了自然界中的变化

和化学反应的发生都有方向性，我们要综合考虑体系能量体验，领悟。

的变化和混乱度的变化来判断化学反应是否具有自发性。体系能量降低和混乱度增大是自发反应发生的内在动力。在工业上，对于未知能否自发进行的反应，我们就可以综合考虑焓判据和熵判据对它能否发生作出判断，对于一定不能发生的反应，就不必花费精力和金钱去研究它的可行性，对于可能发生的反应，就可以从温度这个条件上去探究，为反应的进行提供理论依据。

让学生学会从已有知识和现学知识结合中，总结得出结论。

通过具体反应发生的条件，得出反应的进行与温度之间的关系。

把理论依据和现实意义联系起来，使学生意识到理论知识最终是为现实生产服务的。

板书设计

主板书：第二单元

化学反应的方向和限度

一、化学反应的方向

自发反应：在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. 二、判断化学反应方向的依据

1.焓判据(能量判据). 体系趋向于从高能状态转变为低能状态

△

H < O有利于反应自发进行

2.熵判据

熵：衡量一个体系混乱度的物理量。符号：S

熵变：

△S=S生成物总熵－S反应物总熵

同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）

产生气体或气体的物质的量增大的反应，△S ＞0 △S > 0 有利于反应自发进行

作业设计

课外通过查阅资料和上网搜索，进一步了解“熵”的涵义

完成课后练习P49 1.3 完成相应的纸质练习



重视运用直观手段，创设良好学习情境

本单元内容既抽象又具体。抽象在它的理论解释对学生来说是全新的，有些反应的深层本质是学生接触不到的，只能凭思考、想象，增大了学习的难度；说它具体，是在生活中有大量鲜活的事实。因此，本节课通过实验、图像、表格、多媒体课件等常见的直观教学手段，将化学原理具体化、形象化、直观化，有利于启发学生的思维，完成由感性认识向理性认识的飞跃。



重视理论联系实际，培养良好学习兴趣

化学反应原理理论性很强，在教学中更容易忽视理论与实际的联系，陷入到从理论到理论的教学误区中，导致学生逐渐丧失学习化学的兴趣。所以，本节课利用了大量的生活事实和学生已知的化学反应事实，特别注意与实际的联系，激发学生的学习兴趣。



精心设计问题情境，发展学生探究能力

本节课中，通过对问题情境的设计和研究，有效地发展学生收集、加工、使用和传播信息的能力。让学生的学习过程充满创新的刺激，在促进学生创造性获取新知识的同时，强化对学生科学探究能力的培养，使学生进一步认识科学探究的一般步骤，对学生的创造性思维能力的培养十分有益。

存在问题：

1、

教学中将复杂问题更加复杂化，深广度把握不到位，学生自主思考太少。越是复杂的问题，越是要把最基本的概念弄清楚，越是要让学生自己想明白。

2、化学反应进行的方向与焓变和熵变均有关，不是独立的判据。如果要让学生更加透彻的理解焓变和熵变与化学反应进行方向的科学关系，可以考虑引入吉布斯自由能公式，更让学生感受到理论的魅力。但是，引入此公式，会无形中增加本节课的难度，所以，如何引入还是值得商榷。

教学反思