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1、（鲁科版）化学 4化学反应原理（选修）第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节化学反应的方向 （第1课时）教学目标：1. 通过分析反应的焓变与反应的方向，使学生了解反应焓变与反应方向有关，但不是惟一的影响因素。2. 通过介绍熵变的概念，使学生知道化学反应存在熵变。3. 通过分析反应的熵变与反应的方向，使学生了解反应熵变与反应方向有关，但也不是惟一的影响因素。教学重点：理解焓变与熵变对反应方向的影响教学过程【师导入】播放城市公路上，成群结队的汽车图片，讲解并提出问题。随着人们生活水平的不断提高，汽车逐渐进入家庭。汽车的大量使用，造成了城市中的大气污染。汽车尾气中的主要污染物是NO和燃料不完全燃
2、烧所产生的CO，它们是现代城市中大气污染物的重要来源。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来进行尾气处理：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 。这一方案是否可行？理论依据是什么？通过本节内容的学习，同学们对这个问题会有一个更清晰的认识。【师】说明研究化学反应方向的意义【师】一个化学反应在某种条件下能否自发进行，在什么条件下有可能按预期方向进行，我们可以寻求一种客观的依据来判断。那么，在一定条件下决定化学反应能否自发进行的因素有哪些呢？这是我们这节课要学习的内容。【师讲解】在一定条件下，不用借助外部力量就能自动进行的过程称为自发过程。例如：水的流向 高处 低处 热的传递 高
3、温 低温室温下冰会熔化，常温下铁生锈等。【师】我们知道化学反应有的放热、有的吸热，有些反应向着体系能量增加的方向进行，有些反应向着降低反应体系能量的方向进行。化学变化是否和自然界的许多变化一样，能自发地向着减少反应体系能量的方向进行？吸热反应是否都不是自发的？【师】19世纪的化学家曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热（反应焓变），放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能。你同意这种观点吗？能否举例说明？【师生交流】与同学讨论下列反应在室温下能否自发进行。如能自发进行，请写出相应的化学方程式。1. 把锌片插入硫酸铜溶液中2. 水分解为氢气和氧气的反应3. 把金属钠投入盛有水的烧杯中【师】复
4、习第1章的一个热力学物理量焓【师板书】（投影）焓：描述物质所具有的能量的物理量 符号H 单位：kJ mol-1反应的焓变（H）：H = H（反应产物） H（反应物）H0，即反应产物的总焓大于反应物的总焓，说明反应是吸收能量的，为吸热反应；H S(l) S(s)【师】（投影）讲解水的三态的熵【师】举例说明哪些过程是熵增加过程？【师生归纳板书】熵增加过程：固体溶解、物质（如水）的汽化、墨水的扩散、气体的扩散【师】化学反应存在着熵变。反应的熵变（S）为反应产物的总熵与反应物的总熵之差： S =S（反应产物）S（反应物）。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。【师板书】反应的熵变（S）：S
5、= S（反应产物） S（反应物）【师】举例说明哪些反应是熵增加反应？【师生归纳板书】熵增加的反应：产生气体的反应，气体的物质的量增加的反应，S0【师】（提问）下列反应在一定条件下都能自发进行，根据下表的数据回答问题：1. 熵增反应一定能自发进行吗？2. 能自发进行的反应一定是熵增加反应吗？3. 熵变对反应方向有什么影响？反 应反应熵变2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) S= 57.16 Jmol-1K-1NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4 (aq)+H2O(l)S= 184.0 Jmol-1K-1CaCO3 (s)=CaO (s)+CO2
6、(g)S= 169.6 Jmol-1K-1C(s,石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) S= 133.8 Jmol-1K-12Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) S= -39.35 Jmol-1K-1【生】看课本比较归纳、回答结论：熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是惟一的因素。【师】通过讨论，使学生形成以下观点：1. 化学反应过程发生熵变。2. 反应的熵变有熵增和熵减之别。3. 熵增有利于反应的自发进行。4. 熵减反应也可能自发，说明还有其他因素在起作用。【师归纳板书】二、反应熵变与反应方向1. 化学反应过程发生熵变，有熵增和熵减之别。2. 熵
7、增加有利于反应的自发进行。3. 有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。4. 反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是惟一的因素。【师小结】通过学习我们知道，体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关，但都不是惟一因素，那么反应方向究竟与什么有关呢？这是我们后面要学习的内容。（埋下伏笔）研究表明，在T、P一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果。【师】布置作业：复习课本38-41页，预习课本41-44页。【教学反思】本节内容比较抽象，在教学设计过程中应注意将有关理论具体化、
8、形象化、直观化，以启发学生的思维，完成由感性认识向理性认识的飞跃。例如，可用“美丽的瀑布总是从高处落向低处”为例来说明体系有趋向于从高能状态转变为低能状态的倾向；用“有序排列的火柴散落时成为无序排列”为例来说明体系有趋向于最大混乱度的倾向。概念的内涵是概念所反映的客观事物的本质。学生在化学学习中初步形成的概念往往是朦胧的。有些学生虽然把概念的定义背得滚瓜烂熟，但理解往往是片面的。要使学生真正掌握概念，教师在教学中必须揭示概念所反映的客观事物的本质。例如，在处理“熵”的概念时，可选择学生熟悉的溶解过程，再结合溶解过程的微观图示，使学生认识到“熵”是科学家定义的用来描述体系混乱度的物理量，是用来描
9、述由大量粒子组成的微观体系。在教材处理上，关注的是化学反应的熵变，而不是熵这个概念本身。【副板书一】（投影）1. 焓：描述物质所具有的能量的物理量 符号H 单位：kJ mol-12. 反应的焓变（H）：H = H（反应产物）- H（反应物）H0，即反应产物的总焓大于反应物的总焓，说明反应是吸收能量的，为吸热反应；H S(l) S(s)3. 熵增加过程：固体溶解、物质（如水）的汽化、墨水的扩散、气体的扩散4. 反应的熵变（S）：S = S（反应产物）- S（反应物）5. 熵增加的反应：产生气体的反应，气体的物质的量增加的反应，S0 【主板书】第2章 第1节化学反应的方向一、反应焓变与反应方向1. 多数能自发进行的化学反应是放热反应2. 有不少吸热反应也能自发进行3. 反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一因素。二、反应熵变与反应方向1. 化学反应过程发生熵变，有熵增和熵减之别。2. 熵增加有利于反应的自发进行。3. 有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行。4. 反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是惟一的因素。