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2019-2020年高中化學 2.4 化學反應(yīng)進行的方向教案 新人教版選修4 課題 《化學反應(yīng)進行的方向》 解讀 理念 人教版教材將本節(jié)內(nèi)容安排在學生學習了化學反應(yīng)及其能量變化、化學反應(yīng)速率、化學平衡之后以知識介紹的方式呈現(xiàn)出來，讓學生了解決定反應(yīng)進行方向的因素不是單一的焓變，熵變也是決定因素之一。課標中的內(nèi)容《化學反應(yīng)原理》要求：能用焓變和熵變說明化學反應(yīng)的方向。 解讀 學生 通過本節(jié)內(nèi)容的學習，讓學生學會把抽象的理念具體化，能用身邊的例子來理解，使學生體會事物的發(fā)展、變化常常受多種因素的制約，要全面分析問題。 解 讀 教 材 內(nèi)容 標準 教材從學生已有的知識和生活經(jīng)驗出發(fā)，分四個層次就化學反應(yīng)的方向進行了介紹。第一，以學生熟悉的自發(fā)進行的放熱反應(yīng)為例，介紹化學反應(yīng)有向能量降低的方向自發(fā)進行的傾向--焓判據(jù)；以生活現(xiàn)象為例，說明混亂度（熵）增加是自然界的普遍規(guī)律，也是化學反應(yīng)自發(fā)進行的一種傾向--熵判據(jù)。第二，用實例說明單獨運用上述判據(jù)中的任一種，都可能出現(xiàn)錯誤，都不是全面的。第三，要正確的判斷化學反應(yīng)的方向，需要綜合考慮焓變和熵變的復合判據(jù)。 教 學 目 標 情感態(tài)度 價值觀目標 體會事物的發(fā)展、變化常常受多種因素的制約，學會全面分析問題。 能力目標 通過聯(lián)系日常生活中的見聞以及自然界的普遍變化規(guī)律，引導學生理解判斷反應(yīng)自發(fā)進行的兩個因素，使學生構(gòu)建化學反應(yīng)方向的判據(jù)，學會從現(xiàn)象分析到理論探究的科學方法，學會運用比較、歸納、概括等方法對信息進行加工，構(gòu)建新知識。 知識目標 （1）理解化學反應(yīng)方向判斷的焓判據(jù)及熵判據(jù)；（2）能用焓變和熵變說明化學反應(yīng)的方向。 教學 資源 多媒體 媒體投影 媒體展示軟件 教學 重點 焓變和熵變與化學反應(yīng)方向的關(guān)系 教學 難點 焓變和熵變與化學反應(yīng)方向的關(guān)系 解 讀 方 法 教學 準備 認真閱讀教材、自己制作課件和教學設(shè)計 教學 方法 1、應(yīng)用討論交流的方法調(diào)動學生的積極性，充分發(fā)揮學生的想象力； 2、啟發(fā)學生學會歸納、概括，對信息進行加工，得出結(jié)論； 3、注重從學生已有知識及日常生活的經(jīng)驗上構(gòu)建新知識。 教學 手段 討論交流、分析、概括、歸納 教 學 過 程 教學 環(huán)節(jié) 教學內(nèi)容 教師活動 學生活動 目標 達成 復習 實驗導入 引導 提問 多媒體展示 多媒體展示 【練習】 【實驗】 總結(jié) 提問 板書 引導 總結(jié) 練習 總結(jié) 【鞏固訓練】 化學反應(yīng)速率——快慢 化學平衡——可逆反應(yīng)限度 【做一個自由落體的實驗】 自發(fā)過程 定義：即在一定條件下，不需要外界的幫助就能自動進行的過程。 如：自由落體運動、高山流水、電流由電位高的地方向電位低的地方流 能量變化特點：高能狀態(tài)→低能狀態(tài) 自發(fā)反應(yīng) 定義：在給定條件下，無需外界幫 助，能自動進行的反應(yīng)，稱為自發(fā)反應(yīng)。反之，為非自發(fā)。 【思考】如果把鐵或者鐵制品放在潮濕的空氣中，它會自發(fā)反應(yīng)嗎？如果反應(yīng),將向什么方向進行? 【思考】如果反應(yīng)還沒有發(fā)生，但又需要判斷出該反應(yīng)是否能夠反應(yīng)，那應(yīng)該如何判斷呢？ 焓判據(jù)—焓變(△H) 【展示焓變的能量圖】 【小結(jié)】放熱反應(yīng)過程中體系能量降低，因此放熱反應(yīng)具有自發(fā)進行的傾向。 1.（雙選）已知金剛石和石墨的轉(zhuǎn)化的熱化學方程式為：C(金剛石，s)=C（石墨,s）； △H=－1.9 kJ/mol,關(guān)于金剛石和石墨的相互轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是（ ） A、石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進行的過程 B、金剛石轉(zhuǎn)變成石墨是自發(fā)進行的過程 C、石墨比金剛石能量低 D、金剛石比石墨能量低 取適量的 Ba(OH)2.8H2O晶體研細后與少量的NH4Cl晶體一起放入燒杯中,用玻璃棒快速攪拌,聞氣味,用手觸摸杯壁,觀察現(xiàn)象。 化學反應(yīng)進行方向的判據(jù) 焓判據(jù)小結(jié)： △H <0時，有利于反應(yīng)自發(fā)進行，但自發(fā)反應(yīng)不一定要△H <0 生活中有一些從“有序”傾向于“無序”的例子 如：墨水的擴散；食鹽溶解于水；火柴的散落；冰融化；撲克牌經(jīng)過多次洗牌 熵： 用來度量體系混亂度的物理量。 符號：S 單位： Jmol-1K-1 規(guī)律： 1、體系的無序性越高，混亂度越高，熵值就越大。 2.大小比較 熵判據(jù)--熵變（△S） △S=∑S（生成物）―∑S（反應(yīng)物） 有序變?yōu)闊o序，混亂度增大的過程—熵增的過程，則△S >0。熵增的過程就是自發(fā)過程。 【思考】下列過程中熵值都是增大的反應(yīng)。 (NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ/mol △S >0 2N2O5（g）=4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol △S >0 【總結(jié)】你能從中總結(jié)出熵增加的因素嗎？ 那要判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行，單單考慮焓變或者熵變都是不全面的。應(yīng)該綜合考慮反應(yīng)的焓變、熵變與溫度。 體系自由能變化（復合判據(jù)） 恒溫、恒壓下，判斷化學反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)是體系自由能變化（△G） （課本第36頁） 定義：△G＝△H-T△S 單位：kJ/mol △G < 0 自發(fā)進行；△G = 0 平衡狀態(tài)； △G > 0 非自發(fā)進行。 汽車尾氣中的主要污染物是NO和CO，是大氣污染物。人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣以減輕污染。 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，298K、101KPa下 ，△H = -113.0kJ/mol△S = -143.5 Jmol-1K-1這個方案是否可行？ 本節(jié)課總結(jié) 焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用： 1、焓判據(jù)∶△H﹤0 易自發(fā)； 2、熵判據(jù)∶△S﹥0 自發(fā)； 3、復合判據(jù)（體系自由能變化：△G =△H - T△S）將更適合于所有的反應(yīng)過程； 4、過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程的速率； 5、反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響，所以要排除外界干擾。 1（雙選）下列過程屬于熵增過程的是 A．硝酸鉀溶解在水里面 B．氨氣和氯化氫反應(yīng)生成氯化銨晶體 C．水蒸氣凝結(jié)為液態(tài)的水 D．(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨氣和水 2.下列說法中，正確的是（ ） A.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變. B.自發(fā)反應(yīng)在恰當條件下才能實現(xiàn). C.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下均能實現(xiàn). D.同一物質(zhì)的固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同 3.已知反應(yīng)CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g） △H＝+178.2 kJ/mol △S＝+169.6 Jmol-1K-1請你通過計算討論該反應(yīng)能自發(fā)進行的條件 講解 引導 做實驗 總結(jié) 引導 提問 板書 提問 指導學生做實驗 實驗 指導 講解 講解 指導學生做練習 引導 指導學生做練習 思考 總結(jié) 思考 思考 討論 回答 做實驗 討論 思考 歸納 總結(jié) 思考 思考 講解 思考 講解 思考 思考 計算 講解 思考 計算 講解 從生活實際問題出發(fā)，引出本節(jié)教學內(nèi)容，激發(fā)學生的學習興趣。 學會關(guān)注生活中不被注意的現(xiàn)象，分析總結(jié)其中的規(guī)律； 體會與人合作的樂趣。 學會用類比分析、歸納總結(jié)的方法透過現(xiàn)象追尋本質(zhì)。 學會全面分析 通過閱讀教材中的科學視野，得到運用自由能判別反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)。 課堂最后運用新學的知識完成課前提出的問題，體會所學知識的應(yīng)用，體會化學的作用。 通過練習鞏固本節(jié)所學的知識 板書設(shè)計 教學效果預(yù)測 學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識意義的主動建構(gòu)者；而且要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生主動建構(gòu)意義的幫助者、促進者。本節(jié)課的授課應(yīng)對這種思想有所體現(xiàn)，學生已知道很多化學反應(yīng)并了解反應(yīng)的吸放熱情況，運用這些已知的知識，引導學生得出焓判據(jù)。這種以學生的"學"為中心的教學方式對有利于學生掌握和理解本節(jié)知識。通過科學視野對綜合考慮了焓變和熵變的自由能變化作了介紹，有利于學生對化學反應(yīng)方向判斷的理論根據(jù)的理解。