2022年化学反应进行的方向教案 .pdf

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1、名师精编优秀教案第四节化学反应进行的方向教学目标：（1）理解化学反应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应的方向。过程与方法： 通过已有知识及日常生活中的见闻，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，构建新知识。情感态度与价值观：通过本节内容的学习，体会事物的发展、 变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题。教学重点、难点： 焓减和熵增与化学反应方向的关系课时安排： 1 课时教学方法：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；教学过程：【联想、质疑】汽车尾气中的主要污染物

2、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应来处理汽车尾气：2NO （g） + 2CO （g） = N2（g） + 2CO2（g） ，你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？【课的引入】上述问题是化学反应的方向的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。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，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。【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） 。【总结】生活中的自发过程很多，如：水由

3、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页名师精编优秀教案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，为反应方向的判断提供了必要的依据。【板书】一、反应方向的焓判据。【交流讨论】19 世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？

4、结合曾经学习的反应举例说明。我们知道的反应中下列反应可以自发进行：NaOH （aq） + HCl （aq）= NaCl（aq） + H2O （aq）H = -56KJ/mol ；2Na （s）+ 2H2O （l ）= 2NaOH （aq） + H2（g） ；Al（s） + HCl （aq） = AlCl3（aq） + H2（g） ；CaO （s） + H2O （l ）= Ca（OH ）2（aq）【追问】上述反应是吸热还是放热？【学生回答后总结、板书】焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。【指出】多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如： N2O5

5、（g）= 4NO2（g）+ O2（g）H = 56.7KJ/mol ；NH4HCO3（s）+ CH3COOH（aq）= CO2（g）+CH3COONH4（aq）+ H2O（l ） H = 37.3KJ/mol ；因此， 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。【板书】二、反应方向的熵判据。【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应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P3435 相关内容。精选学习资料 - - - - - - -

6、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页名师精编优秀教案【汇报交流、自主学习成果】上述自发过程与能量状态的高低无关，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】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：表示体系的不规则或无序状态。【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【

7、板书】反应熵变 S=反应产物总熵 -反应物总熵【讲述】产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，S 通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。【学与问】发生离子反应的条件之一是生成气体。试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】有些熵减小的反应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）；2Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s） S = -39.35J mol-1K-1。因此，反应熵变是与反应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、焓变与熵变对反应方向的共同影响。

8、【讲述】在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明， 在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：【板书】体系自由能变化（G 、单位： KJ/mol） ：G = H - T S 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页名师精编优秀教案【指出】体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响。【板书】 H - T S 0 反应不能自发进行。【举例】对反应 CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）H = + 178.2 KJmol-1S = +169.6 J mol-1K-1室温

9、下，G =H-TS =178.2KJmol-1298K169.6 10-3KJmol-1K-1=128 KJmol-10 因此，室温下反应不能自发进行；如要使反应自发进行，则应使H - T S H/S=178.2 KJmol-1/0.1696 KJ mol-1K-1 = 1051K。【知识应用】本节课一开始提出处理汽车尾气的反应：2NO （g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g） ，已知， 298K、 101KPa下， 该反应 H = - 113.0 KJ mol-1， S = -143.5 J mol-1 K-1则G =H-TS = - 69.68 KJmol-1 0 因此

10、，室温下反应能自发进行。 指出 但该反应速率极慢，需要使用催化剂来加速反应。【总结】能量判据和熵判据的应用：1、由能量判据知放热过程（H 0）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应，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（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（体系自由能变化：G = H - T S）将更适合于所有的反应过程；4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -

11、- -第 4 页，共 5 页名师精编优秀教案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、反应的自发性也受外界条件的影响。【课堂练习】1 下列过程是非自发的是（）A、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧；C 、铁在潮湿空气中生锈；D、室温下水结成冰。2 碳酸铵 （NH4 ）2CO3 在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（）A、其分解是因为生成了易挥发的气体, 使体系的熵增大；B、其分解是因为外界给予了能量；C 、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；D 、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。3、下列说法正确的

12、是（）A、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的；B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；C 、自发反应在恰当条件下才能实现；D 、自发反应在任何条件下都能实现。4、自发进行的反应一定是（）A、吸热反应； B、放热反应；C 、熵增加反应； D、熵增加或者放热反应。教学反思本节内容介绍了“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应及其能量变化、化学反应速率、化学平衡之后以知识介绍的方式呈现出来，让学生了解决定反应进行方向的因素不是单一的焓变，熵变也是决定因素之一。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页