第四节化学反应进行的方向

1、课题 第四节 化学反应进行的方向(一课时)教材分析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。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

2、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。本课题通过在科学探究中交替使用“证明法”与“证伪法”，以及对探究结果作出科学合理的解释，延伸学生对科学本质的认识与科学方法的学习。教学目标知识与技能： 1. 知道H0有利于化学反应的自发进行，但H0不是判断反应方向的唯一标志。2. 知道S0有利于化学反应的自发进行，但不是判断反应方向的唯一标志。3. 初步形成对化学反应自发过程

3、的基本认识，知道化学反应是否自发同时取决于H和S两个因素的影响。过程与方法：1. 通过学生已有知识及日常生活中的实例，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。2.让学生体会科学探究方法中的重要手段“证伪”和“证明”，从而进一步认识科学本质特征。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，要学会客观地、全面地分析问题。重、难点焓减和熵增与化学反应方向的关系教学方法探究法（实验证明或证伪）、讲授法（介绍熵变概念）、讨论法（从具体实例得出探究结论）【教学过程设计】教学环节教师活动学生活动设计意图引入课题【化学史介绍】金属钛

4、的冶炼史。【投影】介绍自然界中常见自发过程和学生熟悉的物质间发生的自发反应，引导学生从中找出这些自发过程的共同点，得出化学反应有向能量降低的方向自发进行的倾向。聆听，领会思考、回答明确研究化学反应的方向价值，激发学习兴趣明确自发反应与非自发反应。探究焓变对化学反应自发进行方向的影响【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】判断依据 焓判据：DH0 ，利于反应自发进行【设问】在一定温度、压强下，化学反应一定不能向着吸热的方向自发进行吗？【实验设计】利用所给试剂和物品进行实验验证：Ba(OH) 2固体、NH4Cl固体、药匙、保鲜袋、橡皮筋【提示】1）所取Ba(OH) 2

5、固体、NH4Cl固体质量比约3：22）为了让两者混合均匀和更直观地感知实验现象，可用手轻轻搓混合物！3）为了环保请扎紧保鲜袋袋口。4）及时记录实验现象及结论【设问】是什么因素促使吸热反应也能自发进行呢？ 记笔记进行实验，观察现象，得出结论思考可能的原因引出矛盾，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。探究熵变对化学反应自发进行方向的影响【投影】由生活中的另一类与能量高低无关的自发过程入手，直接引出新概念：熵和熵变【知识介绍】1）标准状况下：1 mol不同物质的熵S(J mol-1K-1) 2）图片展示冰、水、水蒸气中水分子排列

6、和相应的熵值。引导学生得出有关熵的常用规律【设问】在一定温度和压强下，化学反应一定不能向着熵减的方向自发进行吗？思考，领悟熵及熵变的含义思考，作出判断举例证明自己的判断，从而对影响化学反应方向的因素有全面地认识通过图片及具体数据分析，加深对熵的认识，有关熵的常用规律让学生明确熵变也只是影响化学反应方向的一个因素。教学环节教师活动学生活动设计意图熵变对化学反应自发进行方向的影响【继续追问】思考Ba(OH) 2固体、NH4Cl固体这一吸热反应能自发进行的原因？ 【讲述】科学家由此提出可利用熵变来判断化学反应的方向，即熵判据【板书】判断化学反应自发进行方向的依据 熵判据：Ds0 ，利于反应自发进行【

7、小结】综上所述,体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行,焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向思考后回答：是熵变，该反应是熵增的反应。记笔记使学生体会化学反应方向受多种因素的影响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、全面地分析问题应用判据解决问题根据你已有的知识和经验,分析下列过程的焓变、熵变，并判断反应的方向。1)H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l) S=+80.7Jmol-1K-1H 0，S 0，该反应 （自发或非自发）2)TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) H=+161.9kJmol-1 S=-38.4Jmol-1K-

8、1该反应 （自发或非自发）3)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H= -176.9kJmol-1 H 0，S 0，该反应 （自发或非自发）4)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g ) H 0，S 0，该反应 （自发或非自发）【问题解决】引导学生思考工业制钛的第一步反应为何在任何温度下都不能自发进行,介绍工业制钛的难题的最终何解决办法。思考、作答聆听，体会焓判据和熵判据对化学反应方向的指导价值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。方法提升与自主探究【讲述】“证伪法”和“证明法证明：科学研究中，要证明一个假设成立，就是证明凡符合假设的所有情况都能得出结论，

9、即列举大量支持假设的实例。证伪：要证明一个假设不成立，只需举出一个反例即可。【自主探究】对“S 0的反应能自发进行 ”这一观点，利用所给试剂设计实验进行证明和证伪。试剂：CaCl2（aq）、HCl（aq）、Na2CO3（aq），书写反应方程式并说出证明或证伪的理由。聆听、领会设计实验，说明理由然学生亲身体会科学研究方法离自己并不遥远。延伸学生对科学本质的认识与科学方法的学习教学环节教师活动学生活动设计意图课堂小结1） 和 共同影响着化学反应自发进行的方向，体系能量 （H 0）和混乱度 （S 0）都能促使反应自发进行。2）H0且S0的反应一定 自发进行H0且S0的反应一定 自发进行3）要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的