2019-2020年高中化學(xué) 《化學(xué)反應(yīng)的方向和限度》教案2 蘇教版選修4.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 《化學(xué)反應(yīng)的方向和限度》教案2 蘇教版選修4 [教學(xué)目標(biāo)] 1、知識(shí)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(xué)反應(yīng)進(jìn)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(dǎo)學(xué)生理解判斷自發(fā)反應(yīng)進(jìn)行的兩個(gè)因素。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:通過從現(xiàn)象分析到理論探究,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法。 [教學(xué)重點(diǎn)] 自發(fā)反應(yīng)與反應(yīng)方向的判斷。 [教學(xué)難點(diǎn)] 熵變與焓變的理解。 [教學(xué)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(xué)生討論 (學(xué)生均是憑自己感覺或猜測(cè)認(rèn)為這一方案可行) 引入主題:化學(xué)反應(yīng)的方向 展示圖片 高山流水 思考與交流: ⑴高山流水是一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的自然過程。高處水一定會(huì)流到低處嗎? ⑵低處水可以流至高處么?可采取什么措施? ⑶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(jìn)行下去嗎? 板書:一、化學(xué)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(dòng)進(jìn)行的過程 討論 請(qǐng)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(dòng)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(xué)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(dòng)進(jìn)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(jìn)行。如能自發(fā)進(jìn)行,請(qǐng)寫出相應(yīng)的化學(xué)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(gè)反應(yīng)進(jìn)行的方向或者說反應(yīng)是否自動(dòng)進(jìn)行? 板書:二、判斷化學(xué)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(jìn)行,分析其可能的原因 3Fe(s) + 2O2(g) = Fe3O4(s) △H = -1118.4 kJmol-1 C(s) + O2(g) = CO2(g) △H = -393.509 kJmol-1 CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H = -890.36 kJmol-1 學(xué)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(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)一(焓判據(jù)):DH<0 的反應(yīng)有自發(fā) 進(jìn)行的傾向。 提出問題: “放熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行,吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行”,你同意這種觀點(diǎn)嗎? 探究實(shí)驗(yàn):學(xué)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(kuò)散到水中,溫度降低 2、墨水滴入水中 現(xiàn)象: 墨水在水中擴(kuò)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(jìn)行,所以DH<0 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(jìn)行呢? 繼續(xù)探究: 學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn) 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(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)二(熵判據(jù)) :大多數(shù)自發(fā)進(jìn)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(gè)體系混亂度的物理量。 符號(hào): 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(hào):ΔS ΔS>0體系的混亂度增大,有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行; ΔS<0 體系的混亂度減小,不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。 分析與討論:判斷下列過程的熵變大于零還是小于零 ① H2O(s)→H2O(l)→H2O(g) ② NaOH(s)==Na+(aq)+OH-(aq) 高溫 ③ N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ④ CaCO3(s) == CaO3(s) + CO2(g) 歸納:(2)導(dǎo)致混亂度增加的因素 1、 同一物質(zhì)在氣態(tài)時(shí)熵值 最大 ,液態(tài) 較小 ,固態(tài)時(shí) 最小 。 2、 固體的溶解過程、墨水 擴(kuò)散 過程和氣體的 擴(kuò)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(jìn)行,焓變和熵變共同制約著化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 跟蹤練習(xí): 根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),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 ①NH3(g)+ HCl(g)= NH4Cl(s) ② 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(shí)的歸納:要正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,必須綜合考慮反 應(yīng)的焓變△H和熵變△S 1、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(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 DH<0 DS>0 一定自發(fā) DH>0 DS<0 一定非自發(fā) DH<0 DS<0 低溫自發(fā) DH>0 DS>0 高溫自發(fā) 知識(shí)的運(yùn)用: [拓展視野]對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,可用體系自由能的變化(△G)來判斷。 < 0 ,一定能自發(fā)進(jìn)行 △G = △H-T△S = 0 ,達(dá)到平衡狀態(tài) > 0 ,一定不能自發(fā)進(jìn)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(qǐng)同學(xué)們經(jīng)過計(jì)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:?、偈覝貢r(shí)冰融化 ②-10℃時(shí)水結(jié)冰 知識(shí)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(jìn)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(jìn)行,那么高溫條件下也一定能自發(fā)進(jìn)行 B.某反應(yīng)高溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行,那么低溫條件下也不能自發(fā)進(jìn)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(duì)反應(yīng)的方向起決定性的作用 板書: 化學(xué)反應(yīng)的方向 一、化學(xué)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(dòng)進(jìn)行的反應(yīng),稱為自發(fā)自發(fā)反應(yīng)。 二、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù) 綜合 1、 依據(jù)一(焓判據(jù)):DH<0 的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。 考慮 2、依據(jù)二(熵判據(jù)):大多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)趨向于使體系的混亂度增加的傾向- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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