2019-2020年高中化學 《化學反應(yīng)的方向和限度》教案1 蘇教版選修4.doc

2019-2020年高中化學 化學反應(yīng)的方向和限度教案1 蘇教版選修4教學目標1、知識與技能：（1）理解熵的概念（2）能初步利用焓變和熵變說明化學反應(yīng)進行的方向2、過程與方法：通過聯(lián)系生活以及自然界的普遍變化規(guī)律引導學生理解判斷自發(fā)反應(yīng)進行的兩個因素。3、情感態(tài)度與價值觀：通過從現(xiàn)象分析到理論探究，培養(yǎng)學生科學的研究方法。教學重點 自發(fā)反應(yīng)與反應(yīng)方向的判斷。教學難點 熵變與焓變的理解。教學過程創(chuàng)設(shè)問題情景：汽車尾氣的主要污染物是一氧化氮以及燃燒不完全所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代化城市的重要大氣污染物，為了減輕汽車尾氣造成的大氣污染，人們提出通過2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)來處理，這一方案是否可行？你的依據(jù)是什么？學生討論 （學生均是憑自己感覺或猜測認為這一方案可行）引入主題：化學反應(yīng)的方向展示圖片 高山流水思考與交流： 高山流水是一個自動進行的自然過程。高處水一定會流到低處嗎？低處水可以流至高處么？可采取什么措施？在“低水高流”的過程中一旦外界停止做功，該過程還能繼續(xù)進行下去嗎？板書：一、化學反應(yīng)的方向自發(fā)過程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動進行的過程討論 請盡可能多地列舉你熟知的自發(fā)過程。板書：自發(fā)過程的特征：都有方向性，且不能自動恢復(fù)原狀，若要恢復(fù)必須借助外力。敘述：與自然界中的許多變化一樣，化學反應(yīng)也具有方向性。板書：自發(fā)反應(yīng)：這種在一定條件下不需外界幫助，就能自動進行的反應(yīng)，稱為自發(fā)自發(fā)反應(yīng)。交流與討論：討論下列反應(yīng)在室溫下能否自發(fā)進行。如能自發(fā)進行，請寫出相應(yīng)的化學方程式。 1、水分解成氫氣和氧氣的反應(yīng)。 2、氯氣與溴化鉀溶液的反應(yīng)。 3、乙烯與溴單質(zhì)的反應(yīng)。 4、綠色植物的光合作用。過渡：究竟如何判斷某個反應(yīng)進行的方向或者說反應(yīng)是否自動進行？板書：二、判斷化學反應(yīng)方向的依據(jù)分析與討論： 下列反應(yīng)都能自發(fā)進行，分析其可能的原因3Fe(s) + 2O2(g) = Fe3O4(s) H = -1118.4 kJmol-1C(s) + O2(g) = CO2(g) H = -393.509 kJmol-1CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) H = -890.36 kJmol-1學生尋找規(guī)律 得出結(jié)論：自發(fā)過程取向于最低能量狀態(tài)的傾向。 板書：<結(jié)論>1、判斷化學反應(yīng)方向的依據(jù)一（焓判據(jù)）：DH0 的反應(yīng)有自發(fā) 進行的傾向。提出問題： “放熱反應(yīng)可以自發(fā)進行，吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進行”，你同意這種觀點嗎？探究實驗：學生觀察現(xiàn)象并得出結(jié)論1、硝酸銨溶于水 現(xiàn)象: 固體擴散到水中，溫度降低2、墨水滴入水中 現(xiàn)象: 墨水在水中擴散 3、NH4Cl晶體+消石灰 現(xiàn)象: 溫度降低，錐型瓶和木板間結(jié)冰。得出結(jié)論: 有些吸熱過程或沒有熱效應(yīng)的過程也可能自發(fā)進行，所以DH0 不是判斷反應(yīng)是否自發(fā)的唯一依據(jù)。追問：是什么因素促使吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行呢？繼續(xù)探究： 學生動手實驗1、有序的火柴棒散落；2、有序的撲克牌多次被洗。得出結(jié)論: 自發(fā)過程取向于最大混亂度的傾向。板書：<結(jié)論>2、判斷化學反應(yīng)方向的依據(jù)二（熵判據(jù)） ：大多數(shù)自發(fā)進行的反應(yīng)趨向于使體系的混亂度增加的傾向 引入新概念：（1）熵 衡量一個體系混亂度的物理量。 符號： S 構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間無規(guī)則排列的程度越大，體系的混亂度越大，熵越大。熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化，符號：S S>0體系的混亂度增大，有利于反應(yīng)自發(fā)進行； S<0 體系的混亂度減小，不利于反應(yīng)自發(fā)進行。分析與討論：判斷下列過程的熵變大于零還是小于零 H2O(s)H2O(l)H2O(g) NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq) 高溫 N2(g)+3H2（g）2NH3(g) CaCO3(s) = CaO3(s) + CO2(g) 歸納：（2）導致混亂度增加的因素1、 同一物質(zhì)在氣態(tài)時熵值 最大 ，液態(tài) 較小 ，固態(tài)時 最小 。2、 固體的溶解過程、墨水 擴散 過程和氣體的 擴散 過程。3、 產(chǎn)生氣體的反應(yīng)和氣體的物質(zhì)的量 增加 的反應(yīng)。 小結(jié)：綜上所述,體系能量減小和混亂度增加都能促使反應(yīng)自發(fā)進行,焓變和熵變共同制約著化學反應(yīng)進行的方向。跟蹤練習： 根據(jù)你已有的知識和經(jīng)驗,分析下列過程的焓變、熵變與反應(yīng)方向 焓變 熵變 反應(yīng)方向加熱NH3（g）+ HCl（g）= NH4Cl（s） NH4Cl（s）=NH3（g）+HCl（g） 得出結(jié)論： 反應(yīng)是否自發(fā)還與溫度有關(guān) 知識的歸納：要正確判斷一個化學反應(yīng)能否自發(fā)進行,必須綜合考慮反應(yīng)的焓變H和熵變S1、物質(zhì)具有的能量趨于降低焓(H)判據(jù)：DH(焓變)<0，放熱反應(yīng)2、物質(zhì)的混亂度趨于增加熵(S)判據(jù)：DS(熵變)>0，熵增原理恒T恒P焓變熵變化學反應(yīng)能否自發(fā)進行DH0DS0一定自發(fā)DH0DS0一定非自發(fā)DH0DS0低溫自發(fā)DH0DS0高溫自發(fā)知識的運用：拓展視野對于一個化學反應(yīng)能否自發(fā)進行，可用體系自由能的變化（G）來判斷。 0 ，一定能自發(fā)進行G = HTS 0 ，達到平衡狀態(tài) 0 ，一定不能自發(fā)進行1、解決提出的問題：已知在298K、100Pa下反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的H = 113.0 kJmol-1，S= 145.3Jmol-1K-1。請同學們經(jīng)過計算判斷人們提出的用上述反應(yīng)治理汽車尾氣是否可行？2、解釋以下兩種自發(fā)現(xiàn)象：室溫時冰融化10時水結(jié)冰知識的鞏固：1、下列說法正確的是：（ B ）A凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的。 B鐵在潮濕空氣中生銹是自發(fā)過程C自發(fā)反應(yīng)都是熵增大的反應(yīng)。 D電解池的反應(yīng)是屬于自發(fā)反應(yīng)2、下列反應(yīng)一定能自發(fā)進行的是（ D ）A、放熱反應(yīng) B、熵增加的反應(yīng)C、熵增加的吸熱反應(yīng)D、熵增加的放熱反應(yīng)3、下列說法中正確的是（ D ） A某反應(yīng)低溫條件下能自發(fā)進行，那么高溫條件下也一定能自發(fā)進行 B某反應(yīng)高溫條件下不能自發(fā)進行，那么低溫條件下也不能自發(fā)進行 C反應(yīng)方向是由焓變和熵變共同決定的，與反應(yīng)溫度無關(guān) D溫度有可能對反應(yīng)的方向起決定性的作用板書：化學反應(yīng)的方向一、化學反應(yīng)的方向自發(fā)反應(yīng)：這種在一定條件下不需外界幫助，就能自動進行的反應(yīng)，稱為自發(fā)自發(fā)反應(yīng)。二、判斷化學反應(yīng)方向的依據(jù)綜合 1、依據(jù)一（焓判據(jù)）：DH0 的反應(yīng)有自發(fā)進行的傾向。考慮 2、依據(jù)二（熵判據(jù)）：大多數(shù)自發(fā)進行的反應(yīng)趨向于使體系的混亂度增加的傾向