化学反应的方向
一 、教学内容分析
1、课标中的内容
《化学反应原理》能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、教材中的内容
本节内容介绍了“焓判据、熵判据及自由能(△G=△H-T△S)”知识,有一定难度。人教版教材将本节内容安排在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学平衡之后以知识介绍的方式呈现出来,让学生了解决定反应进行方向的因素不是单一的焓变,熵变也是决定因素之一。
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,简单介绍了自由能判据的结论性内容。
二、教学目标
1、知识与技能:
(1)理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据;(2)能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2、过程与方法:
通过学生已有知识及日常生活中的见闻,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,构建新知识。
3、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,要全面分析问题。
三、教学的重点和难点
焓减和熵增与化学反应方向的关系
四、教学方法
1、应用讨论交流的方法调动学生的积极性,充分发挥学生的想象力; 2、启发学生学会归纳、概括,对信息进行加工,得出结论; 3、注重从学生已有知识及日常生活的经验上构建新知识。 五、教学过程 [联想、质疑]我向上跳,可以飞起来吗?科比弹跳性好,他能跳起来吗?为什么?学生回答万有引力。
[课的引入]上述问题是过程是否自发的问题。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。 [设问]根据生活经验,举例说说我们见过的自发过程(在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程)。
[学生讨论]„„
[总结]生活中的自发过程很多,如: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,它们的逆过程是非自发的。
科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象,提出了互相关联的焓判据和熵判据,为反应方向的判断提供了必要的依据。
[板书]一、反应方向的焓判据。
[交流讨论]19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热:放热反应可以自发进行,而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗?结合曾经学习的反应举例说明。
[学生讨论交流]„„
[汇报交流结果]我们知道的反应中下列反应可以自发进行:
NaOH(aq) + HCl(aq)= NaCl(aq) + H2O(aq) △H = -56KJ/mol;
2Na(s)+ 2H2O(l)= 2NaOH(aq) + H2(g);
Al(s) + HCl(aq) = AlCl3(aq) + H2(g);
CaO(s) + H2O(l)= Ca(OH)2(aq)
[追问]上述反应是吸热还是放热?
[学生回答后总结、板书]焓判据:放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向。
[指出]多数自发进行的化学反应是放热反应,但也有不少吸热反应能自发进行。如:
N2O5(g)= 4NO2(g)+ O2(g) △H = +56.7KJ/mol;
NH4HCO3(s)+ CH3COOH(aq)= CO2(g)+CH3COONH4(aq)+ H2O(l) △H = +37.3KJ/mol; 因此,反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一因素。
[板书]二、反应方向的熵判据。
[交流讨论]我们知道,固体硝酸铵溶于水要吸热,室温下冰块的溶解要吸热,两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中,最终会混合均匀,这些过程都是自发的,与焓变有关吗?是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行? [阅读思考]课本P37相关内容。 [汇报交流、自主学习成果]上述自发过程与能量状态的高低无关,受另一种能够推动体系变化的因素的影响,即体系有从有序自发地转变为无序的倾向。
[总结、板书]熵判据:体系有自发地向混乱度增加(即熵增)方向转变的倾向。 [释疑]如何理解“熵”的含义?
[板书]混乱度:表示体系的不规则或无序状态。 [指出]混乱度的增