高中化學(xué)-第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

第二章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖課題引入【引入】通過前面的學(xué)習(xí)和討論，我們已經(jīng)初步解決了反應(yīng)的快慢和限度問題，這節(jié)課我們來討論有關(guān)反應(yīng)的方向的問題。尋找反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)。【實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們是怎樣知道甲烷的空間形象是正四面體結(jié)構(gòu)的？拿出四個氣球，很自然地將其纏繞在起，松開四個氣球自然形成正四面體的形狀（見圖a)利用氣球間的摩擦力，將其變?yōu)槠矫嫠倪呅危ㄒ妶D1中b)，輕輕一抖動，就轉(zhuǎn)化為四面體形。重復(fù)，氣球再次從平面四邊形轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw的正四面體。圖a圖b由此可見，甲烷呈四面體構(gòu)型是能量最穩(wěn)定的一種排列方式。遵循能量最低原理?！咎釂枴炕瘜W(xué)又會向著那個方向自發(fā)進(jìn)行呢？思考觀察、思考討論、思考回答，原來這簡單的分子結(jié)構(gòu)的幾何學(xué)表達(dá)卻是由能量最低原理決定的?；貞浨懊娴膬?nèi)容，明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。從研究過程和研究手段的真實(shí)性，理解真實(shí)的化學(xué)世界。通過先讓所有學(xué)生接受靜態(tài)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)有趨向于形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以達(dá)到能量最低的狀態(tài)，立即過渡到動態(tài)的化學(xué)反應(yīng)是否也有同樣的趨勢，從而引出本節(jié)課的第一個重要原理——放熱反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的趨勢。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過已有知識及日常生活中的實(shí)例，理解化學(xué)反應(yīng)方向判斷的焓判據(jù)及熵判據(jù);2.通過實(shí)例分析，說出化學(xué)反應(yīng)的焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的影響；學(xué)生了解本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確學(xué)習(xí)目的。環(huán)節(jié)一焓判據(jù)【提問】再次演示模型由平面正方形到正四面體的自發(fā)轉(zhuǎn)換。提問什么叫自發(fā)過程？【課件展示】在T、P一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進(jìn)行的過程叫做自發(fā)過程，相反，不會自然發(fā)生的過程叫做非自發(fā)過程。P35【對話形式】甲烷分子結(jié)構(gòu)趨于能量最低，是個案還是普遍規(guī)律？課件展示自然界中的自發(fā)過程：水流、電流、傳熱、刮風(fēng)等，提問這些自發(fā)過程的共同特點(diǎn)?！咎釂枴炕瘜W(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向呢？【課件展示】△H<0放熱反應(yīng)體系的能量降低發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，體系能量降低的原因：△H<0，由此得出焓判據(jù)?！景鍟俊鱄<0，可自發(fā)進(jìn)行?！眷柟虣z測】請說說下列反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的原因。NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)思考觀察、聽講，并回答（依據(jù)學(xué)科知識及生活經(jīng)驗(yàn)回答）：這些自發(fā)過程都是從高能狀態(tài)到低能狀態(tài)。能量最低，是普遍規(guī)律觀察推理思考由模型轉(zhuǎn)換，學(xué)生會自然而然的理解“外力”是區(qū)分自發(fā)與非自發(fā)過程的關(guān)鍵點(diǎn)。由學(xué)生熟悉的自然現(xiàn)象分析，加深學(xué)生對能量最低原理的理解。并且遷移到化學(xué)反應(yīng)中，引出了焓判據(jù)，很好的降低了難度，學(xué)生易于理解和接受。學(xué)生掌握能量最低原理后，推出反應(yīng)要放熱。通過展示能量變化圖示，使學(xué)生直觀形象的的出結(jié)論，鞏固了熱力學(xué)知識，練習(xí)了讀圖能力。依據(jù)剛剛的分析，遷移應(yīng)用，回答問題：這些反應(yīng)都是△H<0，符合能量降低的原理。依據(jù)回答慢慢領(lǐng)會焓判據(jù)的含義。過渡、釋疑、總結(jié)【演示實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)證偽：將一定量Ba(OH)2·8H2O晶體與一定量的NH4Cl晶體一起放入塑料袋中，揉搓使之混合均勻。片刻后，你發(fā)現(xiàn)了什么？觀察實(shí)驗(yàn)，并用手觸摸塑料袋，感受體系溫度的變化，得出此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，并且有氨氣放出。【提問】你還能舉出那些反例？【課件展示】問題一，點(diǎn)燃，加熱是不是外力？問題二，同樣是放熱反應(yīng)，有的不需要任何條件，有的需要加熱、點(diǎn)燃,有的需要持續(xù)不斷加熱。你能結(jié)合圖像作出說明嗎?【小結(jié)】通過以上探究，我們得出反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個因素，但不是唯一因素。觀察思考思考討論看圖思考回顧探究過程并進(jìn)一步思考。用此實(shí)驗(yàn)說明焓判據(jù)不全面。用真實(shí)且典型的案例，來推翻剛剛建立的焓判據(jù)。讓學(xué)生意識到焓判據(jù)的缺陷。選擇現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，對學(xué)生的刺激強(qiáng)烈，感受較深。學(xué)生對吸放熱反應(yīng)與自發(fā)傾向之間的關(guān)系已有了一個清晰的認(rèn)識。但仍有一個較大干擾項(xiàng)就是：加熱，點(diǎn)燃是不是外力？通過舉證證偽，排除疑問，引出熵判據(jù)。環(huán)節(jié)二熵判據(jù)【【課件展示】熵，熵變等有關(guān)概念?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】同學(xué)們怎樣理解體系混亂度越大，熵值越大，而熵增有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行？拿出一個透明的杯子，先放入黑豆，再在上方放入黃豆，向?qū)W生展示有序狀態(tài)，晃動杯子，出現(xiàn)程度變大的混亂狀態(tài)?！局R鞏固】試根據(jù)熵的定義判斷下列過程中體系的熵變大于零還是小于零。(1)水蒸氣冷凝成水(2)硫酸銅溶于水(3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)(4)2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g)(5)2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)【活學(xué)活用】【板書】△S>0，可自發(fā)進(jìn)行。思考觀察思考練習(xí)初步理解概念。熵、熵變的概念非常抽象，學(xué)生不易理解。通過演示實(shí)驗(yàn)使得概念變得形象具體，學(xué)生易于接受。學(xué)生通過觀察后一個狀態(tài)比前一個狀態(tài)混亂，得出是一個熵增過程；此外，根據(jù)混亂是常態(tài)，有序是一個小概率事件，便于學(xué)生得出熵增有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。通過幾個實(shí)例先讓學(xué)生學(xué)會識別熵增。即△n(氣體)>0為熵增的過程。再通過活學(xué)活用鞏固“熵增有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行”，并加深學(xué)生對所學(xué)反應(yīng)的理解。過渡環(huán)節(jié)三復(fù)合判【課件展示】【對話互動】思考：液態(tài)水和固態(tài)水之間轉(zhuǎn)化能否發(fā)生，取決于什么？【板書】△H—T△S<0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?！拘〗M討論】根究焓變，熵變的不同組合，我們可把反應(yīng)分為四類，它們的自發(fā)情況如何，需要什么條件？【練習(xí)】【應(yīng)用舉例】2，思考分析思考討論討論提供反例，沖擊學(xué)生已有認(rèn)知，趨使學(xué)生進(jìn)一步思考探索。自焓變、熵變一個為有利因素，一個為不利因素，思考得出，液態(tài)水與固態(tài)水的轉(zhuǎn)化取決于溫度。所以，焓變、熵變、溫度共同影響著反應(yīng)的自發(fā)性。由此，引出復(fù)合判據(jù)。理解復(fù)合判據(jù)。由對自發(fā)反應(yīng)的深化分析，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)影響化學(xué)反應(yīng)自發(fā)傾向的因素，這樣對理論的理解更加清晰。鞏固復(fù)合判據(jù)，并且借助小組同伴的力量，解決思維上的疑惑，達(dá)到共同進(jìn)步。舉例1主要為了說明：?H-T?S這個判據(jù)指出的是在T、P一定的條件下反應(yīng)自動發(fā)生的趨勢，即反應(yīng)發(fā)生的可能性，并不能說明反應(yīng)能否實(shí)際發(fā)生！還須考慮化學(xué)反應(yīng)速率。舉例2通過真實(shí)科學(xué)研究情景，鞏固本節(jié)課所學(xué)知識，提高學(xué)生靈活應(yīng)用知識，分析，解決科學(xué)問題的能力。總結(jié)提升化學(xué)反應(yīng)原理第2章第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向[學(xué)情分析]通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)積累了一些關(guān)于化學(xué)反應(yīng)存在方向問題的感性認(rèn)識，知道在常溫常壓條件下有些反應(yīng)容易進(jìn)行有些反應(yīng)不能進(jìn)行;有些在常溫常壓下不能進(jìn)行的反應(yīng)在加熱或加壓條件下則可以進(jìn)行。本節(jié)內(nèi)容第一次出現(xiàn)在新教材中，主要介紹了“自發(fā)反應(yīng)、焓判據(jù)、熵判據(jù)”的知識，對高中學(xué)生來說，有一定難度。對于能量最低原理，熵及“熵增原理”內(nèi)容較抽象、學(xué)生學(xué)習(xí)時陌生感較強(qiáng)。因此在教學(xué)中通過演示模型，引入實(shí)際生活中相應(yīng)的現(xiàn)象，為學(xué)生提供認(rèn)知的感性材料，以利于學(xué)生對能量最低原理，熵變和熵增原理進(jìn)行探討。化學(xué)反應(yīng)原理第2章第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向[效果分析]在本節(jié)課中我們把“自主、合作、探究的學(xué)習(xí)”引到我們的課堂，并進(jìn)行了多角度的探索、嘗試，取得了較好的教學(xué)效果。一、激發(fā)主動參與，發(fā)揮主觀能動性。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，是學(xué)習(xí)的主體。教學(xué)中只有充分調(diào)動學(xué)生認(rèn)知的，心理的，生理的，情感的，行為的，價值的等方面的因素參與到學(xué)習(xí)活動中去，讓學(xué)生進(jìn)入一種自主的學(xué)習(xí)境界，才能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，融自己的主見于主動發(fā)展中。面向全體學(xué)生，發(fā)揮學(xué)生主體作用，才能跟上新教材所蘊(yùn)涵的新理念。為了變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動參與，把學(xué)習(xí)主動權(quán)交給學(xué)生，本節(jié)課主要從以下幾個方面來處理。⑴、從甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)引入新課，讓學(xué)生帶著好奇心學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的興趣。（2）、在課堂中，老師不斷強(qiáng)化學(xué)生的主動行為和積極因素，鼓勵學(xué)生主動表達(dá)自己的意見。（3）、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ透訌?qiáng)化學(xué)生對本節(jié)課的興趣。二、小組合作學(xué)習(xí)，發(fā)揮集體力量。小組合作學(xué)習(xí)是當(dāng)今教學(xué)中的一種重要的學(xué)習(xí)方式。時下，小組合作學(xué)習(xí)正是進(jìn)行素質(zhì)教育，在課堂中培養(yǎng)學(xué)生合作意識的體現(xiàn)。這種學(xué)習(xí)方式為每個學(xué)生創(chuàng)設(shè)了表現(xiàn)自我的寬松氛圍，使學(xué)生的思維顯示出積極的狀態(tài)，能較大程度地發(fā)揮集體互助力量。一位學(xué)生的發(fā)言往往會引發(fā)其他幾位同學(xué)的思維火花，促使小組各成員從不同角度，用不同方法提出更好的想法，從而達(dá)到對問題的較全面、較深入的認(rèn)識和理解。因此，在本節(jié)中設(shè)計(jì)了合作探究環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自主討論獲得更完善的例證。更進(jìn)一步的使用規(guī)律解釋舊知識解決新問題。三、及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。在上課過程中，充分調(diào)動學(xué)生的手、眼、腦讓學(xué)生調(diào)動主觀能動性，參與課堂。同時及時的反饋練習(xí)，教師及時的講解，從而讓學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。此外，本節(jié)課重視從研究過程和研究手段的真實(shí)性，理解真實(shí)的化學(xué)世界，通過具象與抽象的結(jié)合，從感性認(rèn)識的層面上升到理性思維的高度，在學(xué)習(xí)過程中教給學(xué)生的不僅僅是化學(xué)知識，更重要的是認(rèn)識事物解決問題的方法。總體來說，本節(jié)課課堂效率高效，充分實(shí)現(xiàn)了本課預(yù)設(shè)的三維目標(biāo)。發(fā)展了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和科學(xué)探究的能力?；瘜W(xué)反應(yīng)原理第2章第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向[教材分析]知識脈絡(luò)本節(jié)以化學(xué)反應(yīng)的方向問題為主線索，以學(xué)生熟悉的汽車尾氣治理反應(yīng)為切入點(diǎn)，開門見山的提出化學(xué)反應(yīng)存在方向問題。首先由上一章的熱化學(xué)知識出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生分析并建立起反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向的相關(guān)概念；然后從學(xué)生熟悉的幾種化合物的溶解現(xiàn)象著手引入熵這一新的物理量，引導(dǎo)學(xué)生建立起反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向有關(guān)的概念；最后歸納為一個完整的思想：等溫等壓條件下，反應(yīng)焓變與反應(yīng)熵變共同決定反應(yīng)的方向，并且服從于一個定量關(guān)系式。內(nèi)容框架;1．下列說法正確的是（）

A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的；

B．自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變；

C．自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)；

D．自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。

2．自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是（）

A．吸熱反應(yīng)；B．放熱反應(yīng)；C．熵增加反應(yīng)；D．熵增加或者放熱反應(yīng)。

3．下列說法正確的是（）

A．放熱反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)；B．吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進(jìn)行的；

C．自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定容易發(fā)生；D．有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。

4．250C和1.01×105Pa時，反應(yīng)2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）△H=＋56.76kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是（）

A．是吸熱反應(yīng)；B．是放熱反應(yīng)；

C．是熵減少的反應(yīng)；D．熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。

5．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的熵變的敘述正確的是A．化學(xué)反應(yīng)的熵變與反應(yīng)的方向無關(guān)B．化學(xué)反應(yīng)的墑變直接決定了反應(yīng)的方向C．熵值增大的反應(yīng)都是混亂度增大的反應(yīng)D．熵值增大的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行6．下列過程屬于熵增過程的是（）

A．硝酸鉀溶解在水里面；B．氨氣和氯化氫反應(yīng)生成氯化銨晶體；

C．水蒸氣凝結(jié)為液態(tài)的水；D．(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨氣和水。

6．以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是()

A．硝酸銨自發(fā)地溶于水；

B．2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ/mol；

C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol；

D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol。

8下列過程是非自發(fā)的是∶（）A、水由高處向低處流；B、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹；D、室溫下水結(jié)成冰。8碳酸銨〔（NH4）2CO3〕在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對其說法中正確的是∶（）A、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體,使體系的熵增大；B、其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量；C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。9．某反應(yīng)：A?B+C在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，對該反應(yīng)過程△H、△S的判斷正確的是（）A．△H＜0、△S＜0B．△H＞0、△S＜0C．△H＜0、△S＞0D．△H＞0、△S＞010．分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)ΔH＝＋163kJ·mol－1B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)ΔH＝＋91kJ·mol－1D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1下列對化學(xué)反應(yīng)預(yù)測正確的是（）選項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)方程式已知條件預(yù)測AM(s)=X(g)＋Y(s)ΔH>0它是非自發(fā)反應(yīng)BW(s)＋xG(g)=2Q(g)ΔH<0，自發(fā)反應(yīng)x可能等于1、2、3C4X(g)＋5Y(g)=4W(g)＋6G(g)能自發(fā)反應(yīng)ΔH一定小于0D4M(s)＋N(g)＋2W(l)=4Q(s)常溫下，自發(fā)進(jìn)行ΔH>012．能源是人類生存和發(fā)展的重要支柱。研究化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化在能源緊缺的今天具有重要的理論意義。已知下列熱化學(xué)方程式：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－570kJ/mol；②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－242kJ/mol；③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=—110.5kJ/moL；④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=—393.5kJ/moL；⑤CO2(g)+2H2O(g)=2CH4(g)+2O2(g)△H=+890kJ/moL回答下列問題：（1）上述反應(yīng)中屬于燃燒熱的熱化學(xué)方程式的是。（2）H2的燃燒熱為。（3）蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然難直接測定，但可通過間接的方法求得。試寫出碳與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_；該反應(yīng)的熵△S0(選填“＞”、“=”、“＜”)；已知△H—T△S<0，可推知該反應(yīng)在條件下可自發(fā)進(jìn)行?；瘜W(xué)反應(yīng)原理第2章第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向課后反思對教材內(nèi)容處理的反思自發(fā)反應(yīng)的概念沒有直接進(jìn)行概念解釋、自斟酌句的說明熱力學(xué)中對于自發(fā)反應(yīng)的描述。而是將自發(fā)反應(yīng)的概念和理解分散開來消化這一概念。具體做法是：要求學(xué)生自己先預(yù)習(xí)教材中自發(fā)反應(yīng)的概念及生活中自發(fā)過程的例子，在導(dǎo)課時由四個氣球擺成的平面正方形是自發(fā)變?yōu)檎拿骟w的，并給出了自發(fā)反應(yīng)的概念，然后在練習(xí)使學(xué)生思考點(diǎn)燃，加熱在反應(yīng)中的作用，及后面復(fù)合判據(jù)的分析中認(rèn)識到有的反應(yīng)高溫自發(fā)，有的低溫自發(fā)，這幾個步驟來攻克自發(fā)反應(yīng)這一理解有些費(fèi)勁且容易產(chǎn)生歧義