高中化学选修四《化学反应原理》《化学反应进行的方向》教案-新版

自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动进 行的反应称为自发反应 。
教师活动
学生活动
设计意图
学反应的方 向价值，激 发学习兴趣
明确自发过 程与自发反 应 聆听，领会 归纳、总结 明确自发反 应与非自发 反应
你能举出一些自发的化学反应吗？参照教材 34页 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)
化学反应进行的方向 教 核心 案
通过本节内容的学习，体会化学变化常常受多种因素的制约，要会客观地、
素养 全面地分析化学反应。 教材从学生已有的知识和生活经验出发，分四个层次就化学反应的方向进 教 材 分 析 行了介绍。第一，以学生熟悉的自发进行的放热反应为例，介绍化学反应有向 能量降低的方向自发进行的倾向——焓判据； 以生活现象为例， 说明混乱度 （熵） 增加是自然界的普遍规律，也是化学反应自发进行的一种倾向——熵判据。第 二，用实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面 的。第三，要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判 据。第四，在科学视野栏目中给出了吉布斯自由能的判定式。 学 生 分 析 本节内容第一次出现在新教材中，主要介绍了“自发反应、焓判据、熵判据” 的知识，对高中学生来说，有一定难度。对于熵及 “熵增原理”内容较抽象、学 生学习时陌生感较强。因此在教学中通过引入实际生活中相应的现象，为学生 提供认知的感性材料，以利于学生对熵变和熵增原理进行探讨。 知识与技能： 1. 知道△H＜0 有利于化学反应的自发进行， 但△H＜0 不是判断反应方向的唯一 教 标志。 2. 知道△S＞0 有利于化学反应的自发进行，但不是判断反应方向的唯一标志。 3. 初步形成对化学反应自发过程的基本认识，知道化学反应是否自发同时取决 于△H 和△S 两个因素的影响。 过程与方法： 1. 通过学生已有知识及日常生活中的实例，使学生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。 标 2 情感态度与价值观： 通过本节内容的学习，使学生体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约， 要学会客观地、全面地分析问题。 重、 难点 焓减和熵增与化学反应方向的关系
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
自发反应： 在一定条件 下进行受条 件限制
Fe(s)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2 (s) 铁生锈：4Fe(s) + 3 O2(g) =2Fe2O3 (s)
二、判断化学反应方向的依据 1、焓判据 下列这些反应在一定条的件下都能自 发进行，你知道上述这些自发反应的共同 特征吗？能自发进行的主要原因吗？
大
速率
总结提升
强化本节课 重点知识
设
熵判据：△S＞0，利于反应自发进行 复合判据：综合考虑体系的焓变和熵变
△计 H >0
这 样 的 吸 热 反 应 也
用规律
放 热 反 应
△H＜0
生成物的总能量 低 思考与交流： 自发反应都是放热反应 （△H＜0） 的 吗？你能否举出一些吸热反应（ △H >0)
Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)
△H >0 结论： △H<O有利于反应自发进行，但自发反 应不一定要△ H<0. 焓变是反应能否自发 进行的一个因素,但也不是唯一因素。
2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H= -636.1 kJ· mol-1 铁生锈：4Fe(s) +3 O2(g) =2Fe2O3 (s) △H= -1648 kJ· mol-1
思考可能的 原因
探 究 焓 变 对 化 学 反 应 自 发 进 行 方 向 的 影 响
通过图片及 具体数据分 析，加深对 焓的认识， 有关 焓 的常
【练习】 【引出】焓判 【设疑】请同学们看这个反应，我们从熵的角度看 据 和 熵 判 据 自 是熵增减，但是这个反应的确是可以发生，为什 都是片面的
2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) 么？ 主 Δ H=-285.8 kJ·mol-1
探 究 学 习
了解复合判
正确判断一个化学反应 是否能够自发进行必须综 合考虑反应的变和熵变
变
对
学
3、产生气体和气体物质的量增加的反应也是熵增过程。
【板书】判断化学反应自发进行方向的依据 反 应 熵判据：s＜0 ，利于反应自发进行 【小结】 自 综上所述,体系能量减小和混乱度增加都能 发 促使反应自发进行 , 焓变和熵变共同制约着化学反 应进行的方向 进 行 方 向 的 影 响 明确熵增的 三种因素 记笔记 使学生体会 化学反应方 向受多种因 素的影响
分析常见熵增的因素： 熵
导致熵（混乱度）增加的因素： 1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。 2、 固体的溶解、微粒扩散和气体扩散都是熵增过程。 化
【讲述】科学 家 由 此 提 出 明确熵变如 可 利 用 熵 变 何影响化学 来判断化学 反 应 的 方 反应的方向， 向。 即熵判据 落实、强化 新知识。 让学生 学会 客观地、全 面地分析问 题
Fe(s)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2 (s) △H= -181. kJ· mol-1 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l )△H= -57.3 kJ· mol-1 kJ· mol-1
共同特点：△H < O ，即都是放热反应
体系有从高能状态转变为低能状态的趋向。 既△H＜0趋向。 反应物的总能量 高
深入思考
是什么因素促使 Ba(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l) △H >0 这样的吸热反应也能自发进行呢？ 体系的熵增大 △S > 0 思考，领悟熵 通过图片及 及 熵 变 的 含 具体数据分 义 析，加深对 熵的认识， 有关熵的常 用规律
思考，作出判 断 举 例 证 明 让学生明确 自己的判断， 熵变也只是 从 而 对 影 响 影响化学反 化 学 反 应 方 应方向的一 向 的 因 素 有 个因素。 全面地认识
据 ----- 自由能 如何判断反 应的自发 复 合 判 据 ----- 自 由 能 如何判断反
看教材 36 页【科学探究】
三、复合判据
△H - T△S < 0 △H - T△S = 0 △H - T△S > 0
G= H-TS
反应能自发进行； 反应达到平衡状态； 反应不能自发进行。
应的自发
恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 △H ＜0 △S>0 △H >0 △S ＜0 △H ＜0 △S ＜0 △H >0 △S>0
学
目
教学 方法
探究法（、讲授法（介绍熵变概念） 、讨论法（从具体实例得出探究结论）
【教学过程设计】 教 学 环 节 明确研究化 [课堂引入]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。 展示两张图片（高山流水、水泵抽水） [设问]根据生活经验，引出自发过程（在一定 引 入 课 题 条件下不需外力作用就能自动进行的过程） 。 。 水由高处往低处流， 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. 【联想】自发反应的定义
学生理解：
让学生学生
过 程 的 自 发 理解： 性 只 能 用 于 过程的自发 判 断 过 程 的 性只能用于 练 习 复合判据的应用 方向，不能确 判断过程的 定 过 程 一 定 方向，不能 会 发 生 和 过 确定过程一 程 发 生 的 速 定会发生和 率 过程发生的
增 Ba(
OH) 2(s)+ 2NH △ 小结： 化学反应进行方向的判据 4Cl( １、 焓判据： 能量最低原理。 S > s)=B 课 ２、熵判据： 熵增原理。 堂 aCl2 0 小 ３、复合判据：焓判据 熵判据 结合 4、过程的自发性只能用于判断过程的方向或倾向， (s)+2 结 不能确定过程一定会发生和发生的速率 NH3( 课后作业 g)+2 当堂检测 第四节 化学反应进行的方向 H2O 板 自发过程---自发反应 (l) 书 焓判据：H＜0 ，利于反应自发进行
思考：该反应 的现象？
引出矛盾， 为提出熵判 据做铺垫 落实基础知
识 让学生明确 焓变不是影 响化学反应
引出生活图片：火柴、上课、做操…..图片，让学 生分析“那种状态是稳定的” ’
方向的唯一 思考“混乱度” 因素，还有 进 而 引 出 其他因素。 “熵”’
探 究 熵 变 对 化 学 反 应 自 发 进 行 方 向 的 影 响