化学：《化学反应进行的方向》

选修4第二章《化学反应速率和化学平衡》第4节教学设计《化学反应进行的方向》一、教学内容分析1、课标中的内容《化学反应原理》主题2 化学反应速率和化学平衡，第 5点：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]汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？[课的引入]上述问题是化学反应的方向的问题。

《化学反应进行的方向》化学教案一、教学目标1.理解化学反应自发进行的条件和方向。

2.掌握熵增原理和自由能判据。

3.培养学生的观察能力、分析能力和实验能力。

二、教学重点与难点重点：化学反应自发进行的条件和方向。

难点：熵增原理和自由能判据的理解与应用。

三、教学过程1.导入新课（1）回顾旧知识：引导学生回顾化学反应速率、化学平衡等知识点。

（2）提出问题：化学反应为什么会有方向性？自发进行的条件是什么？2.理论讲解（1）化学反应自发进行的条件：介绍熵增原理，即在一个孤立系统中，自发过程总是向着熵增的方向进行。

（2）自由能判据：讲解吉布斯自由能的概念，以及自由能变化与反应自发性的关系。

3.实例分析（1）分析几个典型反应，如氢气与氧气反应水、硫酸铜溶液与锌反应等，让学生判断反应方向。

（2）引导学生运用熵增原理和自由能判据解释反应方向。

4.实验探究（1）设计实验：准备几个自发反应的实验，如氢氧化钡与硫酸铜溶液反应、氢氧化钠与硫酸铜溶液反应等。

（2）观察实验现象：引导学生观察实验过程中反应物和物的变化，以及反应方向。

（3）数据分析：让学生记录实验数据，分析反应方向与熵增原理、自由能判据的关系。

（2）强调熵增原理和自由能判据在判断反应方向中的应用。

（3）布置作业：让学生运用所学知识分析一些实际反应的方向。

四、教学反思1.学生对熵增原理和自由能判据的理解程度如何？2.实验探究环节是否达到预期效果？3.学生能否运用所学知识分析实际反应方向？4.如何改进教学方法，提高学生对化学反应方向的理解和掌握？五、教学评价1.课堂问答：检查学生对化学反应自发进行的条件和方向的理解。

2.实验报告：评价学生在实验探究环节的观察、分析和记录能力。

3.课后作业：评估学生对所学知识的运用能力。

4.期末考试：检测学生对本节课知识的掌握情况。

重难点补充：1.理论讲解教师：“同学们，我们之前学过化学反应速率和化学平衡，那么你们知道化学反应为什么会自发进行，它又有什么方向性吗？”学生：“不太清楚，老师能给我们讲解一下吗？”学生：“那什么是自由能判据呢？”教师：“自由能判据是指，在恒温恒压条件下，一个反应的自由能变化（ΔG）决定了反应的自发性。

化学反应进行的方向科学家根据反应体系中存在着力图使自身能量趋于“最低”和“有序”变为“无序”的自然现象，对于化学反应进行的方向，提出了互相关联的能量判据和熵判据，即凡是能够使反应体系能量降低、熵增大的反应方向，就是化学反应容易进行的方向。

但对于一个具体的反应，需应用两个判据综合进行分析，不能片面地做结论。

（一）自发过程与非自发过程：不借助外力可以自动进行的过程称为自发过程，而必须在外力的作用下才能进行的过程为非自发过程。

说明：1、体系有着趋于从能量高的状态变为能量低的状态的过程，此时体系对外界做功或放出能量，这一经验规律就是能量判据。

能量判据又称焓判据，即△H< 0的反应有自发进行的倾向，焓判据是判断化学反应进行方向的判据之一。

2、多数能自发进行的化学反应是放热反应。

即反应物的总能量大于生成物的总能量。

但并不是放热反应都能自发进行，也不是讲吸热反应就不能自发进行。

某些吸热反应也能自发进行，如氯化铵与氢氧化钡晶体的反应，还有一些吸热反应在高温下也能自发进行。

3、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。

混乱度的增加意味着体系变得更加无序。

熵是热力学上用来表示混乱度的状态函数，符号为S，单位为：J/mol-1/K-1。

体系的无序性越高，即混乱度越高，熵值就越大。

4、在相同条件下，不同物质的熵值不同，同一物质在不同状态时的熵值大小也不一样，一般而言：固态时熵值最小，气态时熵值最大。

5、熵变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在混乱度的变化，叫做熵变，符号：△S，△S＝S产物－S反应物。

在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向为熵增6、自发过程的熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是判断化学反应方向的另一判据，熵判据。

7、判断某一反应能否自发进行，要研究分析：焓判据和熵判据对反应方向的共同影响。

（二）化学反应进行的方向：在一定的条件下，一个化学反应能否自发进行，既可能与反应的焓变有关，又可能与反应的熵变有关。