《第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向》說課課件

魯科版選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理第2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)的方向課標(biāo)分析1教材分析2學(xué)情分析3教學(xué)目標(biāo)4教學(xué)流程6說課流程教學(xué)重難點(diǎn)5課標(biāo)分析知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的。知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。教材分析

本課時(shí)是魯科版教材選擇性必修1第二章第1節(jié)內(nèi)容，該課時(shí)主要研究化學(xué)反應(yīng)的方向問題。通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，初步接觸熱力學(xué)理論，從而初步了解熱力學(xué)理論研究的重要意義。。知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的，并且反應(yīng)焓變和反應(yīng)熵變都對反應(yīng)的方向產(chǎn)生影響。在等溫、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(gè)定量關(guān)系式：ΔH-TΔS。重要性學(xué)情分析02已有知識0103知識障礙具備能力從宏觀上認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生有方向之分，有的反應(yīng)需要反應(yīng)條件數(shù)據(jù)分析和處理能力熱力學(xué)角度研究化學(xué)反應(yīng)的方向不甚倆姐教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)通過分析反應(yīng)的焓變與反應(yīng)的方向，了解反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向有關(guān)，但不是唯一影響影響因素。通過分析反應(yīng)的熵變與反應(yīng)的方向，了解反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向有關(guān)，但不是唯一影響影響因素。通過分析焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響，通過分析關(guān)系式△H-T△S，定性分析反應(yīng)焓變和反應(yīng)熵變對反應(yīng)方向的影響。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)理解焓變和熵變對反應(yīng)方向的影響難點(diǎn)理解焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響，根據(jù)定量關(guān)系△H-T△S及給定數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)方向。教學(xué)流程環(huán)節(jié)一：感受自發(fā)過程在等溫、等壓條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進(jìn)行的過程為自發(fā)過程。設(shè)計(jì)意圖以學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)，提煉總結(jié)出自發(fā)過程的概念，感受自發(fā)過程。聯(lián)想?質(zhì)疑為了減輕大氣污染，人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣的想法。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？環(huán)節(jié)二：化學(xué)反應(yīng)的方向教學(xué)流程設(shè)計(jì)意圖從學(xué)生熟悉的汽車尾氣為切入點(diǎn)，將學(xué)生引入化學(xué)反應(yīng)方向這一主線索。任務(wù)一：反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向交流?研討

觀察以下能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，體會并總結(jié)這些自發(fā)反應(yīng)的共同點(diǎn)是什么?CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=－802.3kJ/mol4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)ΔH=－444.3kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/mol19世紀(jì)，一些化學(xué)家曾認(rèn)為決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素是反應(yīng)熱：放熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，而吸熱反應(yīng)則不能自發(fā)進(jìn)行。你同意這種觀點(diǎn)嗎？請舉例說明。教學(xué)流程設(shè)計(jì)意圖學(xué)生通過觀察分析，聯(lián)想自發(fā)反應(yīng)與反應(yīng)熱有關(guān)，放熱反應(yīng)有利于自發(fā)進(jìn)行，同事反思吸熱反應(yīng)情況。任務(wù)一：反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向有不少吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。

有一些焓變不大的吸熱反應(yīng)，在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但是在高溫條件下其焓變并沒有顯著減小，但反應(yīng)卻能自發(fā)進(jìn)行。教學(xué)流程設(shè)計(jì)意圖通過分析，學(xué)生理解反應(yīng)焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一，但不是唯一的因素?？偨Y(jié)

反應(yīng)焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一，但不是唯一的因素。任務(wù)二：反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向

固體硝酸銨、氫氧化鈉、氯化鈉和蔗糖都能溶于水，是什么因素決定它們的溶解過程能自發(fā)進(jìn)行？熱效應(yīng)：硝酸銨的溶解氫氧化鈉的溶解蔗糖的溶解氯化鈉的溶解△H<0△H>0焓變微乎其微教學(xué)流程交流?研討設(shè)計(jì)意圖通過分析，學(xué)生理解反應(yīng)焓變不是決定固體溶解是自發(fā)過程的因素，讓學(xué)生產(chǎn)生思考，尋找下一個(gè)因素？總結(jié)：固體溶解過程的一個(gè)共同點(diǎn)是固體中整齊排列的離子或分子進(jìn)入溶液，溶質(zhì)的離子或分子由有序變?yōu)闊o序，形成均勻溶液。這一過程中體系的有序的程度降低，無序程度增大。用什么物理量來描述體系的無序程度？教學(xué)流程任務(wù)二：反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向設(shè)計(jì)意圖通過觀察分析，讓學(xué)生理解反應(yīng)體系的有序和無序，引出熵的概念為了描述體系的無序程度，定義了一個(gè)物理量——熵?！朣，單位是J·mol-1·K-1熵值越大，體系的無序程度越高，即混亂度越高。純物質(zhì)的熵值的大小與物質(zhì)的種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)以及溫度、壓強(qiáng)等因素有關(guān)。例如，同一條件下，不同物質(zhì)的熵不同；同一物質(zhì)，S(g)>S(l)>S(s)。教學(xué)流程設(shè)計(jì)意圖引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)熵的概念。任務(wù)二：反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向類比?歸納常見熵ΔS>0增加的物理過程固體的溶解

水的汽化

墨水在水中的擴(kuò)散

氣體的擴(kuò)散化學(xué)反應(yīng)存在著熵變（ΔS）ΔS=反應(yīng)產(chǎn)物的總熵—反應(yīng)物的總熵對于確定的化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下具有確定的熵變。ΔS>0反應(yīng)體系混亂度增大ΔS<0反應(yīng)體系混亂度減小教學(xué)流程任務(wù)二：反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向設(shè)計(jì)意圖發(fā)展學(xué)生類比歸納的思維能力，思考化學(xué)反應(yīng)存在熵變。思考下述過程的方向性，體會熵變與反應(yīng)的自發(fā)性有何關(guān)系?熵增加的反應(yīng)，在常溫、常壓下可以自發(fā)進(jìn)行熵增加的反應(yīng)，在常溫、常壓下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下可以自發(fā)進(jìn)行教學(xué)流程任務(wù)二：反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向交流?研討熵減少的反應(yīng)，在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行

反應(yīng)熵變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一，也不是唯一的因素?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)意圖學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系。任務(wù)三：用焓變與熵變綜合判斷反應(yīng)方向研究表明，在等溫、等壓及除了體積功以外不做其他功的條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向可以用反應(yīng)的焓變和熵變來綜合判斷，判據(jù)為ΔH-TΔS。注意該判據(jù)指出的是化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行的趨勢。教學(xué)流程設(shè)計(jì)意圖根據(jù)前面探討的知識，總結(jié)出熵變和焓變綜合判斷反應(yīng)方向。

吉布斯自由能（符號G）的定義式為G=H-TS?！鱃為反應(yīng)的吉布斯自由能變△G＝△H－T△S，表示的是一個(gè)封閉體系在等溫、等壓條件下做最大非體積功的能力。在等溫、等壓及除了體積功以外不做其他功的條件下，反應(yīng)的方向可依據(jù)△G來判斷?！鱃<0，反應(yīng)正向能自發(fā)進(jìn)行△G=0，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)△G>0，反應(yīng)正向不能自發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)意圖閱讀信息，開闊視野，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)流程任務(wù)三：用焓變與熵變綜合判斷反應(yīng)方向?yàn)榱藴p輕大氣污染，人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣的想法。2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)已知在298K、100kPa下，ΔH＝－746.8kJ·mol－1，ΔS＝－197.5J·mol－1·K－1。ΔH－TΔS＝－746.8kJ·mol－1－298K×(－197.5×10－3kJ·mol－1·K－1)=-687.9kJ·mol－1＜0因此，室溫下反應(yīng)能正向進(jìn)行，但需要催化劑來加速。追本溯源教學(xué)流程任務(wù)三：用焓變與熵變綜合判斷反應(yīng)方向設(shè)計(jì)意圖用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科價(jià)值。課堂小結(jié)：化學(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)焓變反應(yīng)熵變共同影響吸熱放熱熵增熵