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《化学反应的方向》教学设计一、课标解读《化学反应原理》中主题2化学反应的方向、限度和速率，2.3化学反应的方向1．内容要求知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
二、教材分析在人教版新教材中，精简了文字表述的内容，主旨内容更加突出，重点介绍了焓变、熵变与化学反应进行方向的关系。
旧版教材中，还强调了根据反应的焓判据和熵判据，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。
新版教材中删去了这部分的内容，知识难度降低，同时减少了对“熵”的概念的解释，只要求学生知道“熵”与体系的“混乱度”有关。
教材力图从学生熟悉的化学反应出发，介绍化学反应有向能量降低的方向自发进行的倾向，体会能量最低原理在化学过程中的存在；通过气体扩散和晶体溶解两个实例引出反应的自发性还与体系的混乱度（熵）有关，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。
发展学生“变化观念和平衡思想”的素养。
为了加深学生对化学反应进行方向的认识，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。
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。
诱导学生得出：事物的发展、变化常常受多种因素的制约，发展学生“证据推理和模型认知”的素养。
在练习与应用中，增加了自发过程中焓变、熵变判断的习题。
三、学情分析学生已经学习了化学反应速率、化学平衡，具备了一些化学反应原理的知识。
自发过程和熵变的概念比较抽象，在教学过程中应充分结合生活情景和已有化学知识，加以引导，学生就能够理解、掌握该节相关知识。
四、素养目标【教学目标】1．能通过教师列举的例子知道化学反应的进行是有方向的；2．了解熵变的概念，能初步判断体系变化过程中的熵变；3．能用根据化学反应的焓变和熵变判断化学反应进行的方向。
【评价目标】1．通过学生对自发反应的举例，诊断学生对化学反应进行的方向的了解；2．通过对比分析不同自发反应中焓变和熵变的情况，诊断并发展学生的辩证思维；3．通过引入科学家研究化学反应进行方向的化学史，发展学生“科学精神与社会责任”的素养。
《化学反应的调控》教学设计一、课标解读《化学反应的调控》是化学反应原理模块的主题2：化学反应方向、限度和速率中的2.3化学反应的调控。
1．内容要求化学反应的调控认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。
指导催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率有重要意义。
2．学业要求针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
二、教材分析化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中具有重要作用。
教材以工业合成氨为例，引导学生通过对具体化学反应的分析，从速率、平衡两个角度综合考虑，选择适宜的生产条件。
此过程不仅可以让学生体会化学理论对实际生产的指导作用，还可以帮助学生进一步认识生产条件的选择与科技进步及动力、材料、设备等条件的改善密切相关。
化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中具有重要作用。
工业合成是人类科学技术的一项重大突破。
本节围绕合成氨这个调控化学反应的成功案例，从速率和平衡两个方向展开，引导学生讨论化学反应条件的选择与优化，进一步体会理论的指导意义，加深对所学理论的理解。
本节内容编排教材顺序按照原理分析—联系实际—形成思路—研究概况这一顺序编写三、学情分析学生本章已经学习了化学反应速率、化学平衡、化学反应的方向，本节课即是将之前所学应用到实际的工业生产中，在真实情景中提高学生分析问题、解决问题的能力。
基础较好的同学会认为比本节课类似于从复习课，基础较差的同学则认为将平衡和速率放在一起综合分析时候难度增加，容易弄混。
在教学中针对学生的易错点进行突破。
四、素养目标【教学目标】1．通过分析“工业合成氨对人类生产粮食的重要意义”体会化学对人类文明的伟大贡献。
2．以工业合成氨为例，组织学生开展关于反应条件的选择与优化讨论。
使学生形成限度、速率、能耗等多角度综合调控化学反应的基本思路。
3．通过对合成氨反应催化剂的选择与使用的分析，知道催化剂对调控化学反应速率有重要意义，培养学生的科学精神。
第三节化学反应的方向一、化学反应自发进行方向的判据（一）焓判据——自发反应与焓变的关系：多数能自发进行的化学反应是放热反应，但有很多吸热反应也能自发进行。
因此，只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。
反应焓变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
（二）熵判据1、熵（1）定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量。
（2）符号和单位：S，常用单位：J/(mol·K)（3）影响熵大小的因素：混乱度越大→体系越无序→熵值越大①与物质的量的关系：物质的量越大→粒子数越多→熵值越大②对于同一物质，当物质的量相同时，S(g)>S(l)>S(s)③不同物质熵值的关系：I、物质组成越复杂→熵值越大II、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大2、熵变（1）定义：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为ΔS（2）计算公式：ΔS=生成物总熵-反应物总熵3、熵判据——自发反应与熵变的关系多数能自发进行的化学反应是熵增的反应。
熵变是与反应进行方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
因此，只根据熵变来判断反应进行的方向是不全面的。
二、自由能与化学反应的方向（一）自由能与化学反应的方向：在等温、等压条件下的封闭体系中（不考虑体积变化做功以外的其他功），自由能（符号为ΔG，单位为kJ/mol）的变化综合反映了体系的焓变和熵变对自发过程的影响：即ΔG=ΔH-TΔS。
这时，化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。
即：ΔG=ΔH-TΔS<0，反应能自发进行；ΔG=ΔH-TΔS=0，反应处于平衡状态；ΔG=ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行。
（二）综合焓变和熵变判断反应是否自发的情况：焓变熵变化学反应能否自发进行ΔH<0 ΔS>0 任何温度都能自发进行ΔH>0 ΔS<0 不能自发进行ΔH<0 ΔS<0 较低温度时自发进行ΔH>0 ΔS>0 高温时自发进行小结：“大大高温，小小低温”（三）应用判据时的注意事项（1）在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。
举例高山流水,自由落体,冰雪融化钢铁生锈应用(1)可被用来完成有用功。
如H2燃烧可设计成原电池(2)非自发过程要想发生,必须对它做功。
如通电将水分解为H2和O2（2）自发过程的特点2.1 体系趋向于从高能状态转变为低能状态。
2.2 体系趋向于从有序体系转变为无序体系。
（3）探究提升生活中,一般在室温下,冰块会融化,铁器暴露在潮湿的空气中会生锈;甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧,这些过程都是自发的,其逆过程就是非自发的。
探究1知道了某个反应是自发反应后,能否知道某条件下是否发生?能否预测反应的快慢?提示判断某反应是否自发,只是判断反应的方向,与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。
（4）典型例题题目1下列过程是非自发的是( B )A.水由高处向低处流B.室温下水结成冰C.气体从高密度处向低密度处扩散D.煤气的燃烧解析1自然界中水由高处向低处流、气体从高密度处向低密度处扩散、煤气的燃烧、室温下冰的融化都是自发过程,其逆过程都是非自发的。
（二）探究化学反应进行方向（1）焓变与反应的方向(1.1)放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向,这就是焓判据(能量判据)。
(1.2)焓变与化学反应进行方向的关系①多数放热反应是自发进行的。
例如燃烧反应、中和反应等。
②有些吸热反应也可以自发进行,如:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH=+109.8 kJ·mol-1。
微点拨:只用焓判据判断反应是否自发不全面。
（2）熵变与反应的方向(2.1)熵、熵变的概念(2.2)熵值大小①体系的熵值:体系的混乱程度越大,体系的熵值就越大。
②同一物质的熵值:S(g)>S(l)>S(s),同一条件下,不同物质的熵值不同。
(2.3)熵判据体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,因此可用熵变来判断反应进行的方向。
(2.4)熵变与化学反应进行方向的关系①两者关系②结论:熵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。
第二章《化学平衡》教学设计第二节第三课时化学平衡的影响因素【教师】指导学生阅读课本找到平衡移动的概念。
【讲解】当一个可逆反应达到平衡状态后,如果改变浓度、压强、温度等反应条件,原来的平衡状态会被破坏(正、逆反应速率不再相等),直至正、逆反应速率再次相等,在新的条件下达到新的化学平衡状态。
这种现象称作平衡状态的移动,简称平衡移动。
【提问】那平衡移动的具体过程是怎样的呢？请看图示。
【投影】【讲解】那么由此可以看出化学平衡移动的根本原因就是条件发生了改变，导致正反应与逆反应的速率不相等，从而破坏了原有的平衡，导致平衡发生了移动。
【提问】化学移动的方向我们如何来判断呢？Fe(SCN)（浅黄色）（无色）(红色【教师】请同学们认真观察实验现象并思考，填写学案。
溶液颜色变深溶液颜色变深创设问题情境，促进对科学研究的深度理解。
结论对可逆反应Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，分别增大c(Fe3＋)和c(SCN －)后，Fe(SCN)3的浓度均增大，即化学平衡均向正反应方向移动。
滴加NaOH溶液，由于3OH－＋Fe3＋===Fe(OH)3↓，减小了Fe3＋的浓度，Fe(SCN)3的浓度也减小，即化学平衡向逆反应方向移动了【教师】工业生产上常采用增大廉价反应物的浓度，来提高贵重物质转化率的措施，从而降低生产成本。
【学生】根据刚刚学习到的知识，填写学案中的表格。
【总结】在其他条件不变的情况下，改变参与反应物质的浓度对化学平衡的影响①增大反应物浓度或减小生成物浓度，使得v(正)大于v(逆)，化学平衡向正反应方向移动。
①减小反应物浓度或增大生成物浓度，使得v(正)小于v(逆)，化学平衡向逆反应方向移动。
【教师】下面我们一起来了解一下浓度改变时平衡移动的图像是怎样的。
【讲解】①平衡正向移动①平衡逆向移动【过渡】压强对化学平衡会有怎样的影响呢？我们由接下来的实验进行探讨。
【学生】原理2NO2(红棕色)N2O4(无色)混合气体颜色瞬间加深，又逐渐变浅N2O4(2.2.3 影响化学平衡的因素一、化学平衡的移动1、定义2、图示：3、化学平衡移动的根本原因：条件改变，v正≠v逆。
第二章化学反应速率与化学平衡
第三节化学反应的方向
教学设计
教学目标
1、了解自发过程和自发反应。
2、了解熵变的概念。
3、初步了解焓变和熵变与反应进行的方向之间的关系。
4、根据ΔG=ΔH－TΔS和所给数据判断化学反应进行的方向。
教学重难点
1.重点：化学反应进行的方向
2.难点：ΔH、ΔS对化学反应方向的影响
教学过程
一、导入新课
[设问]根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程。
[投影]展示图片：高山流水、高空跳伞、铁制品生锈、冰块融化。
[导入]生活中有一些过程是自发进行的，例如：水由高处往低处流，高空跳伞，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，而它们相反的过程却不能自发进行。
二、讲授新课
知识点一自发过程与自发反应
[提问]那刚刚提到的这些自发过程有什么共同点吗？
[投影]水从高处往低处流的过程
[讲解]可以看到的是，水总是自发地从高处往低处流，其他的几个现象也都是由一个高能状态趋向一个低能状态——也就是有趋向于最低能量状态的倾向。
[小结]
1、自发过程
（1）定义：在一定条件下不需要外力作用就可以自动进行的过程。
（2）特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。
2、自发反应
（1）定义：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。
（2）特点：具有方向性，即反应在某个方向在一定条件下是自发的，其逆方向的反应在该条件下肯定不自发。
3、非自发反应：在一定条件下，需要外界做功才能进行的反应。
4、关系：条件改变，非自发反应可能转变为自发反应。
[提问]自发反应一定能自动进行，而非自发反应一定不能发生，这句话对吗？说明理由。
[提示]不对，某些自发反应需要在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。
例如甲烷燃烧是自发反应，但需要点燃或加热才能发生；石灰石分解为氧化钙和二氧化碳常温下为非自发反应，在高温下可以发生。
知识点二化学反应进行方向的判据
[过渡]酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？
[学生活动]学生思考并回答。
[讲解]放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H＜0有利于反应自发进行。
[师]自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是焓判据。
若△H＜0，正向反应能自发进行；若△H＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
[投影]室温下冰块的融化；常温常压下N2O5的分解；碳酸铵的分解
[结论]△H＜0有利于反应自发进行，自发反应不一定要△H＜0
[强调]焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是惟一因素。
只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
[提问]一副崭新按顺序排列整齐的扑克牌被洗过后会怎样？如果没有法律的制约，世界会怎样？下课铃一响教室里会怎样？你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？
[生]都是由有序趋向于混乱。
[补充说明]回答的很好。
体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。
熵是体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度。
[投影]a. 混乱程度越大，熵值越大；
b. 同一条件下，不同的物质熵值不同；
c. 同一物质：S(g)＞S(l)＞S(s)；
d. 物质的量越大，分子数越多，熵值大。
(2)熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变。
用△S表示。
△S = S(生成物)－S(反应物)
(3)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，反应的△S 越大，越有利于反应自发进行，这一经验规律叫做熵增原理。
在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。
若△S ＞0，正向反应能自发进行；
若△S ＜0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
[强调]注意，产生气体的反应、气体物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（△S ＞0），为熵增加的反应。
[提问]自发反应一定是熵增加的反应吗？
[投影]2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=－39.35J·mol-1·K-1
[提示]△S＞0有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S＞0
[强调]焓判据中，自发过程趋向于最低能量状态。
熵判据中，自发过程趋向于最大混乱度。
很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。
[过渡]化学反应进行方向的最终判据到底是什么呢？
[讲解]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。
研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：[投影]体系自由能变化（△G）：△G = △H - T△S
[讲解] 在恒温恒压下,自由能变化(ΔG)的正负决定着化学反应自发进行的方向。
体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响。
[小结]
[师]很多情况下，简单地只用焓判据或熵判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。
由焓判据和熵判据组合成的复合判据(自由能变△G)将更适合于所有的过程。
反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和发生的速率。
[举例说明]例如：金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是焓判据和熵判据能解决的问题了。
[师]在讨论反应的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。
如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。
例如：石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。
板书设计
2.3 化学反应的方向
一、自发过程与自发反应
1、自发过程
2、自发反应
3、非自发反应：
4、关系
二、化学反应进行方向的判据
1、焓判据：
2、熵与熵判据
3.复合判据（自由能变化）。
