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1、选修4第二章 化学反响速率和化学平衡 第4节教学设计 化学反响进行的方向 广州市培正中学 刘元文一、教学内容分析1、课标中的内容 化学反响原理 主题2 化学反响速率和化学平衡，第5点：能用焓变和熵变说明化学反响的方向。2、教材中的内容本节内容介绍了“焓判据、熵判据及自由能G=H-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响及其能量变化、化学反响速率、化学平衡之后以知识介绍的方式呈现出来，让学生了解决定反响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响的方向进行了介绍。第一，以学生熟悉的自发进行的放热反响为例，介
2、绍化学反响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，也是化学反响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响的方向，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理解化学反响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响的方向。2、过程与方法：通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反响方向的判据。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
3、的学习，使学生体会事物的开展、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响方向的关系四、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响来处理汽车尾气：2NOg + 2COg = N2g + 2CO2g，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响的方向
4、的问题。反响进行的方向、快慢和限度是化学反响原理的三个重要组成局部。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，即反响的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反响的方向的问题。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，为反响方向的判断提供了必要的依据
5、。板书一、反响方向的焓判据。交流讨论19世纪的化学家们曾认为决定化学反响能否自发进行的因素是反响热：放热反响可以自发进行，而吸热反响那么不能自发进行。你同意这种观点吗结合曾经学习的反响举例说明。学生讨论交流汇报交流结果我们知道的反响中以下反响可以自发进行：NaOHaq + HClaq= NaClaq + H2OaqH = -56KJ/mol；2Nas+ 2H2Ol= 2NaOHaq + H2g；Als + HClaq = AlCl3aq + H2g；CaOs + H2Ol= CaOH2aq追问上述反响是吸热还是放热学生答复后总结、板书焓判据：放热反响过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
6、指出多数自发进行的化学反响是放热反响，但也有不少吸热反响能自发进行。如：N2O5g= 4NO2g+ O2gH = 56.7KJ/mol；NH4HCO3s+CH3COOHaq=CO2g+CH3COONH4aq+H2OlH=37.3KJ/mol； 因此，反响焓变是与反响能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。板书二、反响方向的熵判据。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响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
7、量状态的上下无关，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：表示体系的不规那么或无序状态。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响熵变S=反响产物总熵-反响物总熵讲述产生气体的反响，气体物质的量增大的反响，S通常为正值，为熵增加反响，反响自发进行。学与问发生离子反响的条件之一是生成气体。试
8、利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。指出有些熵减小的反响在一定条件下也可以自发进行，如：-10的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程但它是放热的；2Als+ Fe2O3s= Al2O3s+ 2Fes S=-39.35Jmol-1K-1。因此，反响熵变是与反响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、焓变与熵变对反响方向的共同影响。讲述在一定条件下，一个化学反响能否自发进行，既与反响焓变有关，又与反响熵变有关。研究说明，在恒温、恒压下，判断化学反响自发性的判据是：板书体系自由能变化G、单位：KJ/mol：G = H - TS指出体系自由能变化综合
9、考虑了焓变和熵变对体系的影响。板书H - TS 0 反响不能自发进行。展示举例对反响CaCO3s= CaOs+ CO2gH = + 178.2 KJmol-1S= +169.6 Jmol-1K-1室温下，G =H-TS =178.2KJmol-1298K169.610-3KJmol-1K-1 =128KJmol-10因此，室温下反响不能自发进行；如要使反响自发进行，那么应使H - TS H/S=178.2 KJmol-1/0.1696 KJmol-1K-1= 1051K。知识应用本节课一开始提出处理汽车尾气的反响：2NOg + 2COg = N2g + 2CO2g，298K、101KPa下，该
10、反响H = - 113.0 KJmol-1 ，S= -143.5 Jmol-1K-1那么G =H-TS = - 69.68 KJmol-1 0因此，室温下反响能自发进行。指出但该反响速率极慢，需要使用催化剂来加速反响。总结能量判据和熵判据的应用：1、由能量判据知放热过程H0常常是容易自发进行；2、由熵判据知许多熵增加S0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响，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根底和熵判据组合成的复合判据体系自由能变化：G = H - TS将更适合于所有的反响过程；4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定
11、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、反响的自发性也受外界条件的影响。课堂练习1以下说法正确的选项是A但凡放热反响都是自发的，由于吸热反响都是非自发的；B自发反响一定是熵增大，非自发反响一定是熵减少或不变；C自发反响在恰当条件下才能实现；D自发反响在任何条件下都能实现。2自发进行的反响一定是A吸热反响； B放热反响；C熵增加反响；D熵增加或者放热反响。3以下说法正确的选项是A放热反响一定是自发进行的反响；B吸热反响一定是非自发进行的；C自发进行的反响一定容易发生；D有些吸热反响也能自
12、发进行。4250C和1.01105Pa时，反响2N2O5g=4NO2g+O2g H=56.76kJ/mol，自发进行的原因是A是吸热反响；B是放热反响；C是熵减少的反响；D熵增大效应大于能量效应。5以下过程属于熵增过程的是 A硝酸钾溶解在水里面；B氨气和氯化氢反响生成氯化铵晶体；C水蒸气凝结为液态的水；D(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨气和水。6以下自发反响可用能量判据来解释的是( )A硝酸铵自发地溶于水；B2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H=+56.7kJ/mol；C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)H=+74.9 kJ/mol；D2H2(g)+O
13、2(g)=2H2O(l) H=-571.6 kJ/mol。布置作业广州市教研室编的 高中化学根底训练 中 化学反响进行的方向 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表达，学生道很多化学反响并了解反响的吸放热情况，运用这些的知识，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熵变的自由能变化作了介绍，有利于学生对化学反响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响的方向将更能加深学生对化学反响方向判断的理论根据的理解。