李新署
一、说教材
1.教材的地位与作用
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。
①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。②用实例说明单独运用上述判据中的任何一种,都是不全面的。③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。这一判据的推导是大学化学的内容,需留待以后学习。④简单介绍了自由能判据的结论性内容。
2.教学目标:
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。
过程与方法:
通过学生已有知识及日常生活中的见闻,使学生理解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,掌握新知识。
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,要学会全面分析问题。
3.教学重难点
焓减与熵增与化学反应方向的关系。
二、说教法
1.教学思路设计
由生活中的自发过程→自发反应→自发过程进行的趋势→化学反应中的能量变化→焓判据(引出矛盾)→混乱度→熵的概念及判据→如何将两者结合起来→介绍吉布斯自由能公式及应用等。
应用讨论交流的方法调动学生的积极性。
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。
三、说教学程序课堂教学设计
情景引入:①汽车尾气是现代城市中大气污染的重要来源,有人提出如下方案进行尾气治理:2NO+2CO = N 2+ 2CO 2 你能否判断此方案是否可行?(提出研究化学反应方向的意义)
②水总是自发地由高处往低处流——有趋向于最低能量状态的倾向。引导思考:为什么水总是自发地由高处往低处流?(感悟有趋向于最低能量状态的倾向)
学生实验:①将一滴墨水滴进半杯清水中;②将充气气球的弹簧夹松开;③打开盛醋的瓶子的瓶塞。(感受自发过程)
引导回顾:已学过的一些反应,思考这些反应能否自发发生?
初步判断:上述能自发进行的反应的共性:从高能态趋向低能态或都是放热反应(△H <0)。
自发反应:是指在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应。板书一、反应方向的焓判据
学生回忆思考:常温下的吸热反应2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)
得出结论:只根据焓变来判断反应进行的方向(焓判据)是不全面的。看图思考:有序排列的火柴散落时成为无序排列——有趋向于最大混乱度的倾向。
生活回忆:玩扑克的场景(体验从有序到无序的过程)。
板书二、反应方向的熵判据
熵的概念——描述体系混乱(或无序)的程度的物理量。
符号:S,单位:J·mol-1·K-1 。
自由论坛:请你谈谈生活中混乱度增加(熵增)的现象?
(初步感悟熵增是自然界的普遍规律熵增是自然界的普遍规律)
引导分析:运用图片分析比较水三态熵的大小。
得出结论:Sm(s)<Sm(l)<Sm(g)
板书:熵增原理:在与外界隔离的体系中,自发过程导致体系熵增大,即熵变(符号△S)大于零,判断反应方向时称为熵判据。
引导学生小结:熵增加过程:固体溶解、物质(如水)的汽化、墨水的扩散、气体的扩散等;熵增加的反应:(△S > 0)①产生气体的反应②气体的物质的量增加的反应等。
(将问题探究引向深入,认识熵变对化学反应方向的一般影响规律,并发现新问题)
课堂交流:(1)发生离子反应条件之一是产生气体,利用熵判椐进行解释?
(2)自发反应一定是熵增加的反应吗?
NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△S=-284.54J·mol-1·K-1
获得新结论:△S > 0有利于反应自发进行,自发反应不一定要△S > 0 通过探究,从焓变和熵变两个方面寻找反应自发的判断依据。
板书三、焓变与熵变对反应方向的共同影响(复合判据)
教师拓展讲解:研究表明:在温度、压强一定的条件下,化学反应自发进行方向的判据是:自由能变化△G = △H - T△S (G 叫作吉布斯自由能)
师生讨论:对反应CaCO3(s)= CaO(s)+ CO2(g)室温下能自发进行吗?
已知: 室温下△H = + 178.2 KJ·mol-1 △S = +169.6 J·mol-1·K-1
应用公式判断:室温下:△G =△H-T△S =128 KJ·mol-1>0因此,室温下反应不能自发进行。
板书:△G = △H - T△S <0 反应能自发进行
△G = △H - T△S =0 反应达到平衡状态
△G = △H - T△S >0 反应不能自发进行
回顾新课引入的问题:根据尾气的成分,你希望发生怎样的反应来减轻大气污染?(首尾呼应,运用新知,体现学以致用的新课程理念)
2NO(g)+ 2CO(g)= N2(g)+ 2CO2(g),
已知,298K、101KPa下反应△H = - 113.0 KJ·mol-1,△S = -143.5 J·mol-1·K-1
则△G =△H-T△S =-69.68 KJ·mol-1 < 0,因此,室温下反应能自发进行。
思考:但该反应速率极慢,如何加快反应速率?(激发探究欲,留下探究空间)下载本文