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視頻標(biāo)簽：化學(xué)反應(yīng)的方向,限度與速率
視頻課題：（魯科版）化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理(選修４)》第二章第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率-四川
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（魯科版）化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理(選修４)》第二章 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向-四川外語學(xué)院附屬外國語學(xué)校
第二章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向
一、教材分析與學(xué)情分析
《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（魯科版）》化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理(選修４)》第二章 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向一節(jié)內(nèi)容介紹了“焓判據(jù)、熵判據(jù)及自由能（△G=△H-T△S）”知識，有一定難度。教材將本節(jié)內(nèi)容安排在學(xué)生學(xué)習(xí)了必修部分《化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度》和選修部分《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》之后進(jìn)行教學(xué)。教材從學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，分四個(gè)層次就化學(xué)反應(yīng)的方向進(jìn)行了介紹。第一，以學(xué)生熟悉的自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng)為例，介紹化學(xué)反應(yīng)有向能量降低的方向自發(fā)進(jìn)行的傾向——焓判據(jù)；以生活現(xiàn)象為例，說明混亂度（熵）增加是自然界的普遍規(guī)律，也是化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的一種傾向——熵判據(jù)。第二，用實(shí)例說明單獨(dú)運(yùn)用上述判據(jù)中的任一種，都可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，都不是全面的。第三，要正確的判斷化學(xué)反應(yīng)的方向，需要綜合考慮焓變和熵變的復(fù)合判據(jù)。第四，簡單介紹了自由能判據(jù)的結(jié)論性內(nèi)容。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”；初步學(xué)習(xí)了“化學(xué)反應(yīng)快慢和反應(yīng)限度”，具備了一定的化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識，同時(shí)已經(jīng)學(xué)習(xí)和掌握了一定的物理和化學(xué)知識，采用正確合理的教學(xué)策略和學(xué)習(xí)策略，學(xué)生就能理解、掌握本節(jié)的內(nèi)容。
二、教學(xué)目標(biāo)：
1、知識與技能：
（1）理解判斷化學(xué)反應(yīng)方向的焓判據(jù)及熵判據(jù)； （2）能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向； （3）能用自由能判據(jù)判斷化學(xué)反應(yīng)的方向。 2、過程與方法：
通過學(xué)生已有知識及日常生活中的見聞，構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)。學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納、概括等方法對信息進(jìn)行加工，構(gòu)建新知識。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：
（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度理解化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)、勤于思考的態(tài)度，樹立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的唯物主義觀點(diǎn)。
（2）通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，體會(huì)事物的發(fā)展、變化常常受多種因素的制約，要全面分析問題。
（3）興趣閱讀《生命是什么》體會(huì)科學(xué)原理與生命變化之間的聯(lián)系。
三、教學(xué)重難點(diǎn)
焓判據(jù)、熵判據(jù)、自由能判據(jù)與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系
四、教學(xué)方法
1、應(yīng)用討論交流的方法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力； 2、啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)歸納、概括，對信息進(jìn)行加工，得出結(jié)論； 3、注重從學(xué)生已有知識及日常生活的經(jīng)驗(yàn)上構(gòu)建新知識。
五、教學(xué)過程
【引入】與人握手，為什么會(huì)感到熱量變化？熱傳遞，為自發(fā)過程。以及生活中其他的自發(fā)過程：高山流水、自由落體等，它們的共同特點(diǎn)是：高能狀態(tài)轉(zhuǎn)化為低能狀態(tài)。 【過渡】化學(xué)上也有很多可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，投影展示： （1） 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol （2）2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H=-368 kJ/mol （3）3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)（鐵生銹） △H=-824 kJ/mol （4）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol 【提問】這些自發(fā)反應(yīng)的共同點(diǎn)是什么？ 【生】都是放熱反應(yīng)（△H<0） 【追問】是否放熱反應(yīng)都可自發(fā)進(jìn)行？
【投影】19世紀(jì)的化學(xué)家曾認(rèn)為：△H<0 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行； △H>0 反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行。 【投影】“證明”：科學(xué)研究中，要證明一個(gè)假設(shè)成立， 就是證明凡符合假設(shè)的所有情況都能得出結(jié)論，即列舉大量支持假設(shè)的實(shí)例。
“證偽”：要證明一個(gè)假設(shè)不成立，只需舉出一個(gè)反例即可。 【實(shí)驗(yàn)】小蘇打NaHCO3和鹽酸反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。 【結(jié)論】 NaHCO3和鹽酸為可自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)。
【思考】為什么19世紀(jì)化學(xué)家曾認(rèn)為△H<0的反應(yīng)就可自發(fā)進(jìn)行？ 【板書】△H<0 利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
【投影】常見的△H>0卻可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)： (1)NaHCO3(s)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(l)+CO2(g)
(2)Ba(OH)2.
8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)
(3)2N2O5(g)=4NO2 (g) +O2 (g)
(4)(NH4)2CO3 (s) =NH4HCO3 (s) +NH3 (g) 【思考】這些反應(yīng)的共同點(diǎn)是什么？ 【生】產(chǎn)生了氣體
【過渡】為什么產(chǎn)生氣體可以？是什么因素“推動(dòng)”了△H>0的反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行？ 【投影】新的物理量——熵S 1、定義：描述體系混亂度的狀態(tài)函數(shù) 符號：S 單位：J/（mol·K） 2、大小判據(jù)：
（1）混亂度越大，熵值越大； （2）物質(zhì)的存在狀態(tài)：S(g) > S(l) > S(s)； （3）物質(zhì)的量：物質(zhì)的量越大，熵值越大； （4）同一條件下：不同物質(zhì)，熵值不同。
【比較】生活中常見的自發(fā)過程，體系前后混亂度和熵值怎么變化？ 1、
打開活塞后_______________________________ 2、一盒火柴散落出來__________________________
3、紅墨水滴到水中后__________________________
【師】從生活中的大多數(shù)實(shí)例可知，自發(fā)過程總是向著混亂度增大的方向進(jìn)行，混亂度增大，體系的熵值增大△S>0，這是自然界常見的熵增原理。 【投影】熵增“推動(dòng)”反應(yīng)進(jìn)行的實(shí)例 （1）NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑ △H >0
（2）教材P25“學(xué)與問”：為什么發(fā)生離子反應(yīng)的條件之一是生成氣體？
（3）金屬K的制備：Na（l）+KCl（l）⇌K（g）+NaCl（l），此反應(yīng)為什么Na能還原K ？ 【提問】是否熵增（ △S>0 ）的反應(yīng)就能自發(fā)進(jìn)行？
【生證偽】碳酸鈣分解，水分解等都是熵增（ △S>0 ）的反應(yīng)，但不能夠自發(fā)進(jìn)行。 【板書】 △S>0 利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
【過渡】焓判據(jù)和熵判據(jù)綜合判斷反應(yīng)的自發(fā)性——吉布斯自由能變△G 【師】通過研究實(shí)踐，△G= △H -T△S，通過以上對△H 和△S的討論可知：
H2 O2
△H＜0 △S>0都利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，此時(shí)△G<0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；而△H>0 △S<0都不利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，此時(shí)△G>0，反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行；而當(dāng)△G=0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡。 【生討論】△H＜0 △S<0和△H>0 △S>0情況下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件。 【課堂實(shí)踐】判斷下列反應(yīng)的進(jìn)行趨勢
（1）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl (s) △H＜0△S<0 ，△G= △H -T△S 低溫利于反應(yīng)的進(jìn)行
（2）NH4Cl(s) =NH3(g)+HCl(g)△H>0 △S>0，△G= △H -T△S 高溫利于反應(yīng)的進(jìn)行，所以該反應(yīng)需加熱
（3）汽車尾氣（含烴類、CO、NO等）是城市主要污染源之一,治理的辦法？
2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H＜0 △S < 0，△G= △H -T△S 低溫利于反應(yīng)的進(jìn)行，低溫降低了反應(yīng)速率，所以治理方法之一：汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器。 【說明貼士】1、反應(yīng)可行性和反應(yīng)現(xiàn)實(shí)性的區(qū)別；2、對反應(yīng)以上的討論，僅限于沒有外界干擾時(shí)的密閉容器。人為的干預(yù)，可以改變反應(yīng)進(jìn)行的方向。 【總結(jié)】本堂課學(xué)到了什么
【興趣閱讀】《生命是什么》[奧] 薛定諤著 【板書設(shè)計(jì)】
第二章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的方向
1、△H<0 利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 2、△S>0 利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
3、吉布斯自由能變（△G）與反應(yīng)的自發(fā)性 △G= △H -T△S △G<0 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行 △G>0 反應(yīng)不自發(fā)進(jìn)行 △G=0 反應(yīng)達(dá)到平衡
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