高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修123化學(xué)反應(yīng)的方向 教案

教案科目化學(xué)年級備課時間課題化學(xué)反應(yīng)進行的方向授課時間備課組主備人課標(biāo)要求知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的，知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的熵變和焓變有關(guān)，要求學(xué)生能用焓變和熵變說明化學(xué)進行的方向，對自由能知識沒有相關(guān)要求。教材分析在學(xué)生學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)及其能量變化、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)的限度之后，教材安排了化學(xué)反應(yīng)進行的方向的內(nèi)容。教材回避了焓判據(jù)、熵判據(jù)的理論推導(dǎo)，利用日常生活中的見聞有道學(xué)生得出：根據(jù)反應(yīng)的焓變和熵變的大小，只能判斷反應(yīng)自發(fā)進行的可能性，不能確定反應(yīng)是否一定發(fā)生。通過上述只是的介紹，使學(xué)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。學(xué)情分析從學(xué)生的知識基礎(chǔ)考慮，回避焓判據(jù)、熵判據(jù)的理論推導(dǎo)。首先，學(xué)生熟悉自發(fā)進行的放熱反應(yīng)；以生活現(xiàn)象為例，說明混亂度增加也是化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的傾向。其次，用實例說明單獨運用這兩種判據(jù)都是不全面的，需要考慮復(fù)合判據(jù)，在這個過程中培養(yǎng)學(xué)生勇于探索未知的精神。教學(xué)目標(biāo)1.通過直觀體驗認識自然界中的自發(fā)過程，了解自發(fā)過程的含義，知道化學(xué)反應(yīng)存在方向問題；2.了解熵的含義，會判斷化學(xué)反應(yīng)前后熵的變化；3.初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，建構(gòu)起判斷反應(yīng)方向的模型；4.了解化學(xué)反應(yīng)方向的研究歷程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實、崇尚真理、勇于探索未知的意識。教學(xué)重難點焓減和熵增與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系。課時設(shè)計1課時教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動效果期待教師講授20分鐘教師講授20分鐘師生討論10分鐘【情境導(dǎo)入】1、汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代城市中的大氣污染物，為了減輕大氣污染，人們提出通過以下反應(yīng)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(jù)是什么？2、石墨和金剛石都是碳單質(zhì)，C(石墨)=C(金剛石)這個反應(yīng)能否實現(xiàn)？反應(yīng)進行的方向、快慢和限度是化學(xué)反應(yīng)原理的三個重要組成部分。通過前三節(jié)的學(xué)習(xí)和討論，我們已經(jīng)初步解決了后兩個問題，即反應(yīng)的快慢和限度問題，這節(jié)課我們來討論反應(yīng)的方向的問題。生活中常見的自發(fā)過程都有哪些？【圖片】高山流水、傳球【舉例】常見自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)分析自然界中水總是自發(fā)從高處流向低處、熱總是自發(fā)從高溫物體傳到低溫物體，很多常見自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)都是由能量高的物質(zhì)生成能量低的物質(zhì)，這些過程有什么共同點？1.焓判據(jù)：ΔH＜0，反應(yīng)能自發(fā)【驅(qū)動性問題】自發(fā)進行的反應(yīng)總是放熱反應(yīng)嗎？結(jié)論：焓判據(jù)不全面【規(guī)律探索】吸熱的反應(yīng)為什么能自發(fā)？觀察以上反應(yīng)的共同點【舉例】洗牌、學(xué)生上下課狀態(tài)、香水?dāng)U散這類自發(fā)反應(yīng)趨向于有序變得無序的傾向。國際上規(guī)定使用熵來描述體系的混亂度，混亂度越大，熵值越大?！咎釂枴恳欢囟群蛪簭娤?，判斷下列反應(yīng)的體系混亂程度如何變化？2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)＝2NH3(g)＋BaCl2(s)＋10H2O(l)(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)＋NH3(g)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)2、熵判據(jù)：ΔS＞0，反應(yīng)能自發(fā)【驅(qū)動性問題】自發(fā)進行的反應(yīng)總是熵增的嗎？焓判據(jù)和熵判據(jù)都不全面?！掘?qū)動性問題】若焓判據(jù)和熵判據(jù)相沖突，如何判斷反應(yīng)是否自發(fā)？CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)高溫CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)高溫CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)判斷這三個反應(yīng)是否能自發(fā)，分析原因3、綜合判據(jù)：吉布斯自由能ΔG=ΔH–TΔSΔG＜0，反應(yīng)能自發(fā)，ΔG＞0，反應(yīng)不能自發(fā)，ΔG=0，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)結(jié)合坐標(biāo)系，分析ΔH、ΔS、T不同的情況下，反應(yīng)是否能自發(fā)。需要考慮：該反應(yīng)能否進行？該反應(yīng)速率有多快，是否能及時降低尾氣中NO和CO的量。舉例自發(fā)反應(yīng)具有趨向最低能量的傾向。對于化學(xué)反應(yīng)，焓減小的反應(yīng)容易自發(fā)進行。不是。舉例都有氣體產(chǎn)生S(g)＞S(l)＞S(s)都是熵增反應(yīng)，都是自發(fā)反應(yīng)熵增大的反應(yīng)易自發(fā)進行不是。舉例化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)還與溫度有關(guān)。以真實的問題情景，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機，為高效學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。通過分析學(xué)生列舉的是否是自發(fā)變化，一方面加深學(xué)生對自發(fā)反應(yīng)的認識，另一方面為接下來分析影響反應(yīng)自發(fā)進行的因素提供素材。引導(dǎo)學(xué)生認識到體系具有由有序變得無序的共性，歸納出“自發(fā)反應(yīng)具有趨向混亂度最大的傾向”。焓判據(jù)和熵判據(jù)判斷相反的情況，引導(dǎo)學(xué)生認識到兩個判據(jù)不一致的反應(yīng)是可能自發(fā)進行的，關(guān)鍵在于溫度的高低，建構(gòu)焓變和熵變共同決定化學(xué)反應(yīng)方向的觀點。師生總結(jié)10分鐘結(jié)合真實情境，判斷以下兩反應(yīng)是否能自發(fā)：治理汽車尾氣：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.8KJ·mol-1ΔS=-197.5J·mol-1·K-1石墨轉(zhuǎn)化為金剛石：C(石墨)=C(金剛石)ΔH=+1.9KJ·mol-1ΔS=-3.3J·mol-1·K-1）較低溫度能夠自發(fā)。速率慢，需要催化劑。不能自發(fā)。但不能自發(fā)的反應(yīng)不代表不能發(fā)生，比如用電解法。鞏固學(xué)習(xí)成果；引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。課堂小結(jié)本節(jié)課首先對自發(fā)過程和自發(fā)反應(yīng)的概念進行了厘清，之后學(xué)習(xí)了判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行的三個判據(jù)，其中焓判據(jù)和熵判據(jù)是不全面的，進而提出吉布斯自由能判據(jù)，可以判斷不同溫度下，不同焓變和熵變的反應(yīng)