化学反应的方向

1、化学反响的方向【教学目标】知识与能力1 根据定义能够判断日常生活中的自发和非自发过程。2 能够通过实例说明化学反响自发的内在推动力是焓变和熵变。3给出化学反响 H、 S,能够运用等温、等压下化学反响方向的 判据判断化学反响是否发生。过程与方法1 通过创设情境让学生在学习中亲身经历从现实生活中发现和提出 问题并解决问题的过程，从中感受知识是怎样形成的。2 通过实验推翻假设、从中获得新知识，培训学生思维的批判性和 严谨性。3 通过熵的推导了解建立数学模型的科学方法。4 学会运用矛盾论的思想解决焓变、熵变对自发过程的共同影响问 题。5 通过内容的情境化，引导学生主动探究学习。情感态度与价值观1 赞赏

2、化学科学对个人生活和社会开展的奉献，关注能源危机的问 题，逐步形成可持续开展的思想。2 通过对介绍第二类永动机的介绍，让学生形成“认识冲突，激 发学习的兴趣。【教学重、难点】重点：焓变和熵变对化学反响自发性的影响 难点：自发和非自发过程的概念；熵的概念【教学准备】镁条、 NH 4NO 3 固体、红墨水、水、烧杯、分液漏斗、石棉网、火柴、 多媒体课件【教学过程】第一课时1 创设情境，形成认识冲突，激发兴趣由能源危机问题引入， 通过第二类永动机无法实现的原因导入本 节课。让学生了解这个问题就是物理化学中的热力学第二定律。 介绍 经过人类大量经验的总结， 广泛可靠的的实验根底， 科学家克劳修斯 和开

3、尔文才得出了热力学第二定律， 但是学生现有的知识无法来理解 这个问题，让学生在自己发现和原有知识发生碰撞的过程中形成认识 上的矛盾，使学生在这种“认识冲突下产生主动学习的动力。2 提出问题，明确目标，展开探究探究一：引发教学策略 ：对“自发和非自发过程这两个概念的理解是本节内容的 一个关键，但是仅凭学生的自学很难真正理解“一定条件和“外界 推动力，为了让学生理解较模糊的概念，教师先结合典型的具体事 例抽象出概念。同时创设“小步距问题情境，引导学生，注意问题 的有序性和阶梯性，先理解“非自发过程定义中的“外界推动力 要持续做功，接下来通过例子区别“自发过程中的“一定条件和 “非自发过程定义中的“

4、外界推动力。最后学生判断几个化学反 应的自发性，掌握用“有无外界做功判断自发过程的方法。在已经建立的定义上结合实例， 让学生从中总结出自发过程的特 征，集中智慧用敏锐的目光发现规律。最后让学生开阔思路， 思考研究化学反响自发性的目的， 自由发 言。让学生感受到化学对人类生活和社会开展的奉献。【引导】在地球这个环境中，高山流水和低水高流现象能否自动发 生？低水高流要实现采取什么方法？在低水高流过程中外界停止做 功，过程还能否实现？归纳自发和非自发过程的定义。 自发过程是在一定条件下， 不需 外力能自动发生的过程。而非自发过程必须外界持续做功，否那么，过 程就会停止，这样的过程才叫做“非自发过程。

5、根据定义判断以下过程的自发性。【演示】翻开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯，判断自发性以及逆过 程的自发性。【实验】镁带燃烧，判断自发性。【投影】氢气燃烧、水电解过程，分析自发性。【共同讨论总结】 自发过程的特征：有明确的方向性，要逆转必须 借助外界做功；具有做功的本领。【提问】研究化学反响自发性的目的是什么？让学生开阔思路， 自由 发言感悟化学的魅力，帮助人类解决实际问题探究二：归纳教学策略： 对“高山流水是自发过程进一步思考，再用相同的思考 方法来看化学反响，同时介绍“焓，通过探究得到“焓减小有利反 应自发的结论。【提问】高山流水为什么是自发过程？势能降低从能量的角度考 虑。【讨论】 1 分析

6、已经讲过的自发过程的能量变化都是放热2 举出一些放热的化学反响， 判断自发性 放热的反响是自 发过程3 为什么这些放热反响是自发过程呢？通过放热能量降低【引导】能量越低越稳定 【结论】自然界的过程有着趋于向能量较低方向进行的趋势， 放热有 利反响自发。【讲解】焓；吸热、放热的焓如何变化 【结论】对于化学反响，有着向能量较低方向进行的趋势，也就是通 过放热实现的， 那么焓减小有利于反响自发， 它是自发反响的一个内 在推动力。探究三：猜测证明教学策略： 牛顿说：“没有大胆的猜测，就做不出伟大的发现。事 实上，科学的开展的渊源之一就是猜测的假说。 从“焓变到“熵变 的过渡是利用已学新知识形成推理，

7、形成假设。 创设情境让学生对问 题的条件与结论作出猜测， 引导学生在充分理解题意的根底上敢于打 破常规，标新立异，从而培养学生自觉的独创意识。问题情境，有利于训练学生思维的批判性和严谨性。从大量例子中总结出 “混合是自发过程， 别离、 纯洁是非自发过程 “混乱度有利于自发 再从化学史的角度从数学建模和数学计算两方面介绍熵的概念， 最后得出 “熵增大有利于反响 【反问】既然反响有着向能量降低方向进行的趋势， 焓减小有利于反 应自发，那么是不是自发过程都是放热的呢？ 【学生实验】 NH4NO3 溶于水，红墨水扩散 【活动】描述实验现象，判断过程自发性【投影】N2和。2混合；判断自发性 分析以上过程

8、得出混合是自发过程，别离、纯洁是非自发过程。【引导】混合和纯洁如何来度量呢？引入“混乱度概念。 【结论】混合混乱度增大，别离、提纯混乱度减小。混乱度增大有利 于自发。【类比】生活中的现象也有向混乱度增大的方向自发进行。【介绍】克劳修斯经过数学计算，用熵表示体系的混乱度， S = Q/T 与能量联系，商意义【动画演示】 气体扩散从宏观抽象出微观状态， 讨论分析微观状 态数的变化和混乱度的变化。 介绍玻尔兹曼通过数学模型的建立得出 微观状态数与熵有数学关系。【结论】混乱度用熵来表示，混乱度越大，熵越大，熵增大有利于反 应自发。探究四：解决问题 教学策略：在完成自发过程和影响自发过程的因素介绍之后，

9、 回归到 引入时留下的问题“为什么第二类永动机无法实现呢？，激发学生 运用本节课的知识来说明这个问题。【合作探究】通过本节课的知识共同探讨第二类永动机为什么不能实 现。既然功可以转化为热量， 为什么不能将海水的热量全部转化为功 呢？即为什么热不能完全转化为功而不引起任何变化？ 功和热相互 转化的自发性如何？3自主小结1、自发和非自发过程2、焓变和熵变是影响化学反响进行的两个因素3、焓减小有利于反响自发进行，熵增大有利于反响自发进行4、当这两个因素的方向相反时，反响是否自发呢？作业：学生分组，研究讨论，根据这个问题，以下面的内容写一篇分析小报 告，下节课每组在全班汇报。1如何定量比拟焓变和熵变对反响自发方向的影响？请从量纲统 一，焓、熵变化符号一致的角度，寻找一个关系式将两者结合起 来判断反响的自发性。2 运用这个关系式，以 CaC03 (s) = CaO (s) + CO2 (g)为例 分析等温等压条件下焓变和熵变怎样影响反响的自发性。(假设 反响的焓变和熵变不随温度变化。1个标准大气压下， H = 178 kJ mol-1S= 161 J mol-1 K-1)分析小报告本节课 学习的知 识1、焓变和熵变是化学反响自发进行的两个内 在推动力。2H<0有利于自发， S>0有利于自发遇