選修4第二章《化學反應速率和化學平衡》第4節《化學反應進行的方向》
一、教學內容分析
1、課標中的內容
《化學反應原理》主題2 化學反應速率和化學平衡，第 5點：能用焓變和熵變說明化學反應的方向。
2、教材中的內容
本節內容介紹了「焓判據、熵判據及自由能（△g=△h-t△s）」知識，有一定難度。人教版教材將本節內容安排在學生學習了化學反應及其能量變化、化學反應速率、化學平衡之後以知識介紹的方式呈現出來，讓學生了解決定反應進行方向的因素不是單一的焓變，熵變也是決定因素之一。
教材從學生已有的知識和生活經驗出發，分四個層次就化學反應的方向進行了介紹。第一，以學生熟悉的自發進行的放熱反應為例，介紹化學反應有向能量降低的方向自發進行的傾向——焓判據；以生活現象為例，說明混亂度（熵）增加是自然界的普遍規律，也是化學反應自發進行的一種傾向——熵判據。第二，用例項說明單獨運用上述判據中的任一種，都可能出現錯誤，都不是全面的。
第三，要正確的判斷化學反應的方向，需要綜合考慮焓變和熵變的復合判據。第四，簡單介紹了自由能判據的結論性內容。
二、教學目標
1、知識與技能：
（1）理解化學反應方向判斷的焓判據及熵判據；
（2）能用焓變和熵變說明化學反應的方向。
2、過程與方法：
通過學生已有知識及日常生活中的見聞，使學生構建化學反應方向的判據。學會運用比較、歸納、概括等方法對資訊進行加工，構建新知識。
3、情感態度與價值觀：
通過本節內容的學習，使學生體會事物的發展、變化常常受多種因素的制約，要全面分析問題。
三、教學的重點和難點
焓減和熵增與化學反應方向的關係
四、教學方法
1、應用討論交流的方法調動學生的積極性，充分發揮學生的想象力；
2、啟發學生學會歸納、概括，對資訊進行加工，得出結論；
3、注重從學生已有知識及日常生活的經驗上構建新知識。
五、教學過程
[聯想、質疑]汽車尾氣中的主要汙染物是一氧化氮以及燃料不完全燃燒所產生的一氧化碳，它們是現代城市中的大氣汙染物，為了減輕大氣汙染，人們提出通過以下反應來處理汽車尾氣：2no（g） + 2co（g） = n2（g） + 2co2（g），你能否判斷這一方案是否可行？理論依據是什麼？
[課的引入]上述問題是化學反應的方向的問題。反應進行的方向、快慢和限度是化學反應原理的三個重要組成部分。通過前三節的學習和討論，我們已經初步解決了後兩個問題，即反應的快慢和限度問題，這節課我們來討論反應的方向的問題。
[設問]根據生活經驗，舉例說說我們見過的自發過程（在一定條件下不需外力作用就能自動進行的過程）。
[學生討論]……
[總結]生活中的自發過程很多，如：水由高處往低處流，自由落體，電流由電位高的地方向電位低的地方流，鐵器暴露於潮濕的空氣中會生鏽，室溫下冰塊會融化，……這些都是自發過程，它們的逆過程是非自發的。
科學家根據體系存在著力圖使自身能量趨於「最低」和由「有序」變為「無序」的自然現象，提出了互相關聯的焓判據和熵判據，為反應方向的判斷提供了必要的依據。
[板書]
一、反應方向的焓判據。
[交流討論]19世紀的化學家們曾認為決定化學反應能否自發進行的因素是反應熱：放熱反應可以自發進行，而吸熱反應則不能自發進行。你同意這種觀點嗎？結合曾經學習的反應舉例說明。
[學生討論交流]……
[匯報交流結果]我們知道的反應中下列反應可以自發進行：
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）
[追問]上述反應是吸熱還是放熱？
[學生回答後總結、板書]焓判據：放熱反應過程中體系能量降低，因此具有自發進行的傾向。
[指出]多數自發進行的化學反應是放熱反應，但也有不少吸熱反應能自發進行。如：
n2o5（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，反應焓變是與反應能否自發進行有關的乙個因素，但不是唯一因素。
[板書]
二、反應方向的熵判據。
[交流討論]我們知道，固體硝酸銨溶於水要吸熱，室溫下冰塊的溶解要吸熱，兩種或兩種以上互不反應的氣體通入一密閉容器中，最終會混合均勻，這些過程都是自發的，與焓變有關嗎？是什麼因素決定它們的溶解過程能自發進行？
[閱讀思考]課本p37相關內容。
[匯報交流、自主學習成果]上述自發過程與能量狀態的高低無關，受另一種能夠推動體系變化的因素的影響，即體系有從有序自發地轉變為無序的傾向。
[總結、板書]熵判據：體系有自發地向混亂度增加（即熵增）方向轉變的傾向。
[釋疑]如何理解「熵」的含義？
[板書]混亂度：表示體系的不規則或無序狀態。
[指出]混亂度的增加意味著體系變得更加無序。
[板書]熵：熱力學上用來表示混亂度的狀態函式。
[指出]體系的有序性越高，即混亂度越低，熵值就越小。有序變為無序——熵增的過程。
[板書]熵值的大小判斷：
（1）氣態 > 液態 > 固態
（2）與物質的量成正比
[板書]反應熵變△s=反應產物總熵-反應物總熵
[講述]產生氣體的反應，氣體物質的量增大的反應，△s通常為正值，為熵增加反應，反應自發進行。
[學與問]發生離子反應的條件之一是生成氣體。試利用上面講的熵判據加以解釋，由此你對於理論的指導作用是否有新的體會。
[指出]有些熵減小的反應在一定條件下也可以自發進行，如：
-10℃的液態水會自動結冰成為固態，就是熵減的過程（但它是放熱的）；
2al（s）+ fe2o3（s）= al2o3（s）+ 2fe（s） △s = -39.35j·mol-1·k-1。
因此，反應熵變是與反應能否自發進行有關的又乙個因素，但也不是唯一因素。
[板書]
三、焓變與熵變對反應方向的共同影響。
[講述]在一定條件下，乙個化學反應能否自發進行，既與反應焓變有關，又與反應熵變有關。研究表明，在恆溫、恆壓下，判斷化學反應自發性的判據是：
[板書]體系自由能變化（△g、單位：kj/mol）：△g = △h - t△s
[指出] 體系自由能變化綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響。
[板書] △h - t△s < 0 反應能自發進行；
△h - t△s = 0 反應達到平衡狀態；
△h - t△s > 0 反應不能自發進行。
[展示]
[舉例]對反應caco3（s）= cao（s）+ co2（g）
△h = + 178.2 kj·mol-1 △s = +169.6 j·mol-1·k-1
室溫下，△g =△h-t△s =178.2kj·mol-1–298k×169.6×10-3kj·mol-1·k-1 =128 kj·mol-1>0
因此，室溫下反應不能自發進行；
如要使反應自發進行，則應使△h - t△s < 0，
則t>△h/△s=178.2 kj·mol-1/0.1696 kj·mol-1·k-1 = 1051k。
[知識應用]本節課一開始提出處理汽車尾氣的反應：
2no（g） + 2co（g） = n2（g） + 2co2（g），
已知，298k、101kpa下，該反應△h = - 113.0 kj·mol-1 ，△s = -143.5 j·mol-1·k-1
則△g =△h-t△s = - 69.68 kj·mol-1 < 0
因此，室溫下反應能自發進行。
[指出]但該反應速率極慢，需要使用催化劑來加速反應。
[總結]能量判據和熵判據的應用：
1、由能量判據知∶放熱過程（△h﹤0）常常是容易自發進行；
2、由熵判據知∶許多熵增加（△s﹥0）的過程是自發的；
3、很多情況下，簡單地只用其中乙個判據去判斷同乙個反應，可能會出現相反的判斷結果，所以我們應兩個判據兼顧。由能量判據（以焓變為基礎）和熵判據組合成的復合判據（體系自由能變化：△g = △h - t△s）將更適合於所有的反應過程；
4、過程的自發性只能用於判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發生和過程的速率；
5、在討論過程的方向時，我們指的是沒有外界干擾時體系的性質。如果允許外界對體系施加某種作用，就可能出現相反的結果；
6、反應的自發性也受外界條件的影響。
[課堂練習]
1．下列說法正確的是（ ）
a．凡是放熱反應都是自發的，由於吸熱反應都是非自發的；
b．自發反應一定是熵增大，非自發反應一定是熵減少或不變；
c．自發反應在恰當條件下才能實現；
d．自發反應在任何條件下都能實現。
2．自發進行的反應一定是（ ）
a．吸熱反應； b．放熱反應； c．熵增加反應； d．熵增加或者放熱反應。
3．下列說法正確的是（ ）
a．放熱反應一定是自發進行的反應； b．吸熱反應一定是非自發進行的；
c．自發進行的反應一定容易發生； d．有些吸熱反應也能自發進行。
4．250c和1.01×105pa時，反應2n2o5（g）=4no2（g）+ o2（g） △h=＋56.76kj/mol，自發進行的原因是（ ）
a．是吸熱反應； b．是放熱反應；
c．是熵減少的反應； d．熵增大效應大於能量效應。
5．下列過程屬於熵增過程的是（ ）
a．硝酸鉀溶解在水裡面； b．氨氣和***反應生成氯化銨晶體；
c．水蒸氣凝結為液態的水； d．(nh4)2co3分解生成二氧化碳、氨氣和水。
6．以下自發反應可用能量判據來解釋的是( )
a．硝酸銨自發地溶於水；
b．2n2o5(g) = 4no2(g)+ o2(g) △h=+56.7kj/mol；
c．(nh4 )2co3(s)=nh4hco3(s)+nh3(g) △h=+74.9 kj/mol；
d．2h2(g)+ o2(g)=2h2o(l) △h=-571.6 kj/mol。
[布置作業]
課本練習題
六、教學反思
1．建構主義學習理論和建構主義學習環境強調以學生為中心，不僅要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸物件轉變為資訊加工的主體、知識意義的主動建構者；而且要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動建構意義的幫助者、促進者。本節課的授課應對這種思想有所體現，學生已知道很多化學反應並了解反應的吸放熱情況，運用這些已知的知識，引導學生得出焓判據。這種以學生的「學」為中心的教學方式對有利於學生掌握和理解本節知識。
教案及反思
七月的天山 課型 新授 教學目標 1 培養學生熱愛祖國美麗富饒的大好河山的感情，體會作者通過記敘遊覽天山的見聞所流露出來的熱愛祖國 熱愛新生活的深厚感情。2 學習抓住景物特點，按照一定的表達順序寫景狀物的方法。3 體會課文精當 華麗的語言特色，揣摩文中比喻 襯托等修辭方法的表達效果。教學重點 難點 ...
教案及反思
團結合作才能贏 教案 板橋鎮岔口鋪小學曹書靜 教學目標 認知 讓學生知道未來社會更需要團結合作的精神。情感 在活動中體驗團結合作成功的喜悅。能力 使學生具有初步的團結合作意識和能力。教學重點 在拼七巧板活動中需要團結合作才能完成好。教學難點 培養學生的團結合作意識。教學準備 教師準備如下 1 學生活...
教案及反思
1 找春天 教學目標 1 會認9個生字，會寫9個字。2.正確 流利 有感情地朗讀課文，背誦課文，體會春天的美景，體驗投身到大自然懷抱中去的情趣。3.熱愛春天，願意去觀察 發現。教學流程 第一課時 一 古詩引入 出示古詩 早春 老師範讀或由會讀的同學朗讀，再說說早春的特點。春天剛剛到來的時候，腳步輕輕...