化学反应进行的方向教案

第一篇：化学反应进行的方向教案

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》

高平一中实验学校 杨 倩

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]我向上跳，可以飞起来吗？科比弹跳性好，他能跳起来吗?为什么？学生回答万有引力。

[课的引入]上述问题是过程是否自发的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化

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学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论，我们已经初步解决了后两个问题，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。[设问]根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程（在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程）。[学生讨论]„„

[总结]生活中的自发过程很多，如：水由高处往低处流，自由落体，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，它们的逆过程是非自发的。

科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，提出了互相关联的焓判据和熵判据，为反应方向的判断提供了必要的依据。

[板书]

一、反应方向的焓判据。

[交流讨论]19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。[学生讨论交流]„„

[汇报交流结果]我们知道的反应中下列反应可以自发进行：

NaOH（aq）+ HCl（aq）= NaCl（aq）+ H2O（aq）△H =-56KJ/mol； 2Na（s）+ 2H2O（l）= 2NaOH（aq）+ H2（g）； Al（s）+ HCl（aq）= AlCl3（aq）+ H2（g）； CaO（s）+ H2O（l）= Ca（OH）2（aq）[追问]上述反应是吸热还是放热？

[学生回答后总结、板书]焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。

[指出]多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如：

N2O5（g）= 4NO2（g）+ O2（g）△H = ＋56.7KJ/mol； NH4HCO（+ CH3COOH（aq）= CO（+CH3COONH（+ H2O（l）△H = ＋37.3KJ/mol； 3s）2g）4aq）因此，反应焓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。[板书]

二、反应方向的熵判据。

[交流讨论]我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？ [阅读思考]课本P37相关内容。[汇报交流、自主学习成果]上述自发过程与能量状态的高低无关，受另一种能够推动体系变化的因素的影响，即体系有从有序自发地转变为无序的倾向。

[总结、板书]熵判据：体系有自发地向混乱度增加（即熵增）方向转变的倾向。[释疑]如何理解“熵”的含义？

[板书]混乱度：表示体系的不规则或无序状态。[指出]混乱度的增加意味着体系变得更加无序。[板书]熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。

[指出]体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序——熵增的过程。

[板书]熵值的大小判断：

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（1）气态 > 液态 > 固态（2）与物质的量成正比

[板书]反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵

[讲述]产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，△S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。

[学与问]发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。

[指出]有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：

-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）；

-12Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s）△S =-39.35J·mol·K-1。

因此，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。

[板书]

三、焓变与熵变对反应方向的共同影响。

[讲述]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： [板书]体系自由能变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △HT△S < 0 反应能自发进行；

△HT△S > 0 反应不能自发进行。

[展示]

[举例]对反应CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）

△H = + 178.2 KJ·mol-1 △S = +169.6 J·mol-1·K-1 室温下，△G =△H-T△S =178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1 =128 KJ·mol-1>0 因此，室温下反应不能自发进行；

如要使反应自发进行，则应使△H113.0 KJ·mol-1，△S =-143.5 J·mol-1·K-1 则△G =△H-T△S =T△S）将更适合于所有的反应过程；

4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；

5、在讨论过程的方向时，我们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；

6、反应的自发性也受外界条件的影响。[课堂练习] 1．下列说法正确的是（）

A．凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的； B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； C．自发反应在恰当条件下才能实现； D．自发反应在任何条件下都能实现。2．自发进行的反应一定是（）

A．吸热反应； B．放热反应； C．熵增加反应； D．熵增加或者放热反应。

3．下列说法正确的是（）

A．放热反应一定是自发进行的反应； B．吸热反应一定是非自发进行的； C．自发进行的反应一定容易发生； D．有些吸热反应也能自发进行。4．250C和1.01×105Pa时，反应2N2O（=4NO（+ O（△H=＋56.76kJ/mol，5g）2g）2g）自发进行的原因是（）

A．是吸热反应； B．是放热反应；

C．是熵减少的反应； D．熵增大效应大于能量效应。5．下列过程属于熵增过程的是（）

A．硝酸钾溶解在水里面； B．氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体； C．水蒸气凝结为液态的水； D．(NH4)2CO3分解生成二氧化碳、氨气和水。6．以下自发反应可用能量判据来解释的是()A．硝酸铵自发地溶于水；

B．2N2O5(g)= 4NO2(g)+ O2(g)△H=+56.7kJ/mol；

C．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9 kJ/mol； D．2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6 kJ/mol。[布置作业] 温故新知识，做导学案83至85页题。

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六、教学反思

1．建构主义学习理论和建构主义学习环境强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。本节课的授课应对这种思想有所体现，学生已知道很多化学反应并了解反应的吸放热情况，运用这些已知的知识，引导学生得出焓判据。这种以学生的“学”为中心的教学方式对有利于学生掌握和理解本节知识。

2．相对于上一年的教材，这本书对能量判据通过例子进行了说明，且后面通过科学视野对综合考虑了焓变和熵变的自由能变化作了介绍，有利于学生对化学反应方向判断的理论根据的理解。在授课中如能对熵的概念作简单介绍，利用简单例子应用自由能变化判断反应的方向将更能加深学生对化学反应方向判断的理论根据的理解。

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第二篇：化学反应进行的方向教案

第四节

化学反应进行的方向

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：

通过已有知识及日常生活中的见闻，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。

情感态度与价值观：

通过本节内容的学习，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。

教学重点、难点：

焓减和熵增与化学反应方向的关系

课时安排：1课时 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。

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。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论，我们已经初步解决了后两个问题，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。

【设问】根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程（在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程）。【学生讨论】„„

【总结】生活中的自发过程很多，如：水由高处往低处流，自由落体，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，它们的逆过程是非自发的。

科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，提出了互相关联的焓判据和熵判据，为反应方向的判断提供了必要的依据。【板书】

一、反应方向的焓判据。

【交流讨论】19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。

【学生讨论交流】„„ 【汇报交流结果】我们知道的反应中下列反应可以自发进行：

NaOH（aq）+ HCl（aq）= NaCl（aq）+ H2O（aq）△H =-56KJ/mol； 2Na（s）+ 2H2O（l）= 2NaOH（aq）+ H2（g）； Al（s）+ HCl（aq）= AlCl3（aq）+ H2（g）； CaO（s）+ H2O（l）= Ca（OH）2（aq）„„

【追问】上述反应是吸热还是放热？

【学生回答后总结、板书】焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。

【指出】多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如： N2O5（g）= 4NO2（g）+ O2（g）△H = ＋56.7KJ/mol；

NH4HCO3（s）+ CH3COOH（aq）= CO2（g）+CH3COONH4（aq）+ H2O（l）△H = ＋37.3KJ/mol；

因此，反应焓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。【板书】

二、反应方向的熵判据。

【交流讨论】我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解要吸热，两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中，最终会混合均匀，这些过程都是自发的，与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？ 【阅读思考】课本P34—35相关内容。

【汇报交流、自主学习成果】上述自发过程与能量状态的高低无关，受另一种能够推动体系变化的因素的影响，即体系有从有序自发地转变为无序的倾向。

【总结、板书】熵判据：体系有自发地向混乱度增加（即熵增）方向转变的倾向。【释疑】如何理解“熵”的含义？

【板书】混乱度：表示体系的不规则或无序状态。【指出】混乱度的增加意味着体系变得更加无序。【板书】熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。

【指出】体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序——熵增的过程。【板书】熵值的大小判断：（1）气态 > 液态 > 固态（2）与物质的量成正比

【板书】反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵

【讲述】产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，△S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。

【学与问】发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的熵判据加以解释，由此你对于理论的指导作用是否有新的体会。

【指出】有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：

-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）；

-1-12Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s）△S =-39.35J·mol·K。

因此，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。【板书】

三、焓变与熵变对反应方向的共同影响。

【讲述】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： 【板书】体系自由能变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △HT△S < 0 反应能自发进行；

△HT△S > 0 反应不能自发进行。

【举例】对反应CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）

-1-1-1△H = + 178.2 KJ·mol △S = +169.6 J·mol·K

-1-3-1-1-1室温下，△G =△H-T△S =178.2KJ·mol–298K×169.6×10KJ·mol·K =128 KJ·mol>0 因此，室温下反应不能自发进行；

如要使反应自发进行，则应使△H113.0 KJ·mol，△S =-143.5 J·mol·K

-1 则△G =△H-T△S =T△S）将更适合于所有的反应过程；

4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；

5、在讨论过程的方向时，我们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；

6、反应的自发性也受外界条件的影响。【课堂练习】 下列过程是非自发的是∶（）

A、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧； C、铁在潮湿空气中生锈； D、室温下水结成冰。2 碳酸铵〔（NH4）2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是∶（）

A、其分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大； B、其分解是因为外界给予了能量；

C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解； D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。

3、下列说法正确的是∶（）

A、凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现； D、自发反应在任何条件下都能实现。

4、自发进行的反应一定是∶（）A、吸热反应； B、放热反应；

C、熵增加反应；D、熵增加或者放热反应。教学反思

1．建构主义学习理论和建构主义学习环境强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。本节课的授课应对这种思想有所体现，学生已知道很多化学反应并了解反应的吸放热情况，运用这些已知的知识，引导学生得出焓判据。这种以学生的“学”为中心的教学方式对有利于学生掌握和理解本节知识。

2．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。

第三篇：《化学反应进行的方向》教学反思

《化学反应进行的方向》教学反思

武培

化学反应的方向教学目标是让学生了解反应焓变与反应方向有关，知道化学反应存在熵变且反应熵变与反应方向有关，结合已有知识及日常生活中的见闻，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，使学生体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约。难点是焓减和熵增与化学反应方向的关系。教师如何在这堂课中充分调动学生的主观能动性呢？下面我从以下三个方面进行反思，希望强化教学效果。

一、对教学目标的反思

教学目标要求：（1）了解反应焓变与反应方向有关，但不是唯一因素；（2）知道化学反应存在熵变且反应熵变与反应方向有关，但不是唯一因素。课堂上在对教学目标的落实中，由于对基础知识焓变与熵变本质区别讲解得不透彻，分析不到位，导致学生的基础知识不扎实，在课堂巩固练习时就出了问题，学生对焓变与熵变两概念交叉用错。随后经过对定义和概念的纠错判断训练，使学生对焓变与熵变能够正确理解和运用。

创设能够暴露学生思维过程的情境，使他们大胆地想、充分地问、多方位地交流，教师要在教学活动中从一个知识的传播者自觉转变为与学生一起发现问题、探讨问题、解决问题的组织者、引导者、合作者。所以教师要科学地、系统地、合理地组织化学教学，正确认识学生的知识基础和能力层次，采用良好的教学方法，重视学生的观察、实验、思维等实践活动，实现知识与技能、过程和方法、情感态度与价值观的三位一体的课堂教学。

二、对教学方法的反思

本堂课要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；面向全体学生，兼顾两头。班级授课要面向全体学生、能照顾到绝大多数学生地因“班”施教，课后还要因人施教，对学习能力强的学生一定要鼓励他们积极参与教学，使他们从被动地听课变为主动地参与教学；应该让他们自己分析知识结构，用自己的语言来复述知识，给他们设置的问题应相对难一点。对学习有困难的学生，则要在课堂上培养他们的学习兴趣，集中注意力，提高听课效率；在课堂上应该设置比较简单的问题，以增强他们的自信心；课后适当辅导补充。教师在教学中注意成绩好的学生的同时，要有意帮助学习有困难的学生，对他们多关注、鼓励和帮助，让他们树立起学习的信心，让全体学生共同进步。

启发学生学会归纳、概括，对信息进行加工，得出结论；增强学生的参与意识，主体作用，有充分的动手、动口、动脑的时间。注重学法指导，中学阶段形成化学概念，一是在大量的化学实验现象的基础上归纳、总结出来的；二是在已有的概念、规律的基础上通过演绎推理得到的。只有在积极参与教学活动，给他们以充分的动手、动口、动脑的时间，充分经历观察、分析、推理、综合等过程，才能完整地理解概念的内涵及其外延，全面掌握规律的实质，与此同时，学生的思维才能得到真正的锻炼，体现其学习的主体角色。

教学方式形式多样，要恰当运用现代化的教学手段，提高教学效率。科技的发展，为新时代的教育提供了现代化的教学平台，为“一支粉笔，一张嘴，一块黑板”的传统教学模式注入了新鲜的血液。

三、对教学过程的反思

教学过程中除了采用提问学生、分组讨论、要求学生查资料等传统的教学方式之外，还要适当地运用电化教学手段，制作多媒体课件，特别是制作复杂化学过程的演示动画等视听设备和手段，以便增强课堂教学的趣味性，强化视觉上的冲击，更重要的是表现客观事物，在短时间内展示事物的运动和发展的全过程，为学生提供大量而丰富的感性材料，突破传统教学手段在时间、空间上的限制，对传统教学手段不能表现的许多现象和过程进行形象而生动的模拟表现，它是传统教学手段的补充和延伸。例如：

[释疑]如何理解“熵”的含义？

[板书]混乱度：表示体系的不规则或无序状态。

[多媒体展示]混乱度演示动画。

[指出]混乱度的增加意味着体系变得更加无序。

[板书]熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。

[指出]体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序——熵增加的过程。

在教学过程中应有意向学生渗透化学的常用研究方法和思想。学生如果对化学问题的研究方法有了一定的了解，则将对化学知识领会得更加深刻，同时也将学到一些研究化学问题的思维方法，从而提高学习能力。

教学回顾：

1、建构主义学习理论和建构主义学习环境强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。本节课的授课应对这种思想有所体现，学生已知道很多化学反应并了解反应的吸收热情况，运用这些已知的知识，引导学生得出焓判据。这种以学生的“学”为中心的教学方式对有利于学生掌握和理解本节知识。

2、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。

第四篇：《化学反应进行的方向》教学设计1

【课 题】4化学反应进行的方向

【教学目标】

1、理解能量判据、熵的概念

2、利用能量判据判断反应进行的方向

3、利用熵变判断反应进行的方向

【教学重点】焓减与熵增与化学反应方向的关系 【教学过程】

【板 书】4化学反应进行的方向

【引言】化学反应原理的三个重要组成部分。化学反应进行的快慢----——化学反应速率 化学反应的限度--------——化学平衡 化学反应进行的方向——能量判据和熵判据 【阅读】课本36页 学生举例：

1、生活中的自发过程：

(1)自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；(2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈；这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。

这些生活中的现象将向何方发展，我们非常清楚，因为它们有明显的自发性——其中是否蕴藏了一定的科学原理？

2、化学反应中的自发过程(1)甲烷燃烧：

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=－802.3 kJ/mol(2)铁生锈：

3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)△H=-824 kJ/mol(3)氢气和氧气反应：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=－571.6 KJ/mol 共同点——放热反应 E反 >E生

一、自发过程与能量判据

1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。☆共同特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态

2、能量判据：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)，这一经验规律就是能量判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。有些过程也是自发的，这当中有的与物质的能量高低无关，有的虽与能量高低有关，但用能量判据却无法解释清楚，例如：

两种理想气体的混合可顺利自发进行，无须借助外力 N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)；

△H=+56.7kJ/mol 碳铵的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);

△H=+74.9 kJ/mol

二、熵与熵判据

1．在密闭条件下，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。

2、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。3．同一物质，在气态时熵最大，液态时次之，固态时最小。

 物质由有序变得无序，即有序程度降低，混乱度增加。 熵：表示物质混乱度。熵越大混乱度越大。 熵变△S：生成物熵与反应物熵之差。

三、能量判据和熵判据的应用

能量判据中，自发过程取向于最低能量状态的倾向 熵判据中，自发过程取向于最大混乱度的倾向

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。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。注意：

1．过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。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，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。

2．在讨论过程的方向时，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。【阅读】“科学视野” 反应自发进行的判断

 △H – T△S< 0 自发进行  △H – T△S= 0平衡状态  △H – T△S> 0 非自发进行 【小结】

一、化学反应进行方向的判据

1．能量判据：自发过程趋向于最低能量状态的倾向。放热过程常常是容易进行的。2．熵判据：自发过程趋向最大混乱度的倾向。若干熵增的过程是自发的。

二、理解熵的含义和熵的变化

1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变；活泼金属与酸的置换反应熵增等„„

2、吸热的自发过程应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。

3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想气体的混合等。

4、由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（△G）将更适合于所有的过程。

5、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会期发生和过程发生 的速率。

如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。

6、若一个变化的正向能自发进行，则逆向是非自发反应。

7、反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和二氧化碳是非自发性的，但在1273K时，这一反应就是自发的反应。规律方法总结

自发反应中的焓变和熵变的关系

1、放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如甲烷燃烧、氢气和氯气化合等。

2、吸热的自发过程是熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵溶于水等。

3、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想 气体的混合等。

板书设计：

巩固练习：见附页。

练习

1、科学家根据体系存在着力图使________________和_______________的自然现象，提出了相互关联的________和_________，为最终解决上述问题提供了必要的理论根据。试分别举一例_________________，___________。

2、以下自发反应可用能量判据来解释的是()A、硝酸铵自发地溶于水

B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)； △H=+56.7kJ/mol C、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);△H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6 kJ/mol

3、已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：（① C(金刚石、s)+O2(g)==CO2(g)△H1＝－395.41kJ/mol ② C(石墨、s)+O2(g)==CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol 关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是 A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程 B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低 D.金刚石比石墨能量低

4、知道了某过程有自发性之后，则（A.可判断出过程的方向

B.可确定过程是否一定会发生 C.可预测过程发生完成的快慢 D.可判断过程的热效应

5、碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。B、碳铵分解是因为外界给予了能量

C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解 D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。

6、下列反应中，在高温下不能自发进行的是（A.(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)C.MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s)D.CO(g)＝C(s)＋1/2O2

7、我们主要从三个方面讨论一个化学反应的原理，其中不属于这三个方面的是（A、反应进行的方向

B、反应的快慢 C、反应进行的限度

D、反应物的多少

8、下列说法错误的是

（A、NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程

B、同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时熵值最小

C、借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态））））））

D、由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于所有的过程。

9、下列过程属于熵增加的是

（）A、一定条件下，水由气态变液态。B、高温高压条件下使石墨转化为金刚石 C、2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）D、散落的火柴的无序排列

10、下列说法不正确的是

（）A、体系有序性越高，熵值就越低

B、自发过程将导致体系的熵增大 C、吸热反应不可以自发进行

D、同种物质气态时熵值最大

11、以下自发进行反应可用能量判据来解释的是

（A、硝酸铵自发地溶于水

B、2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）

△H=+56.7kJ·mol-C、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);△H=+74.9 kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=－571.6 KJ/mol

12、判断下列反应的熵值增加的是 A、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)B、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)C、(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)D、Cu(s)+Cl2(g)=CuCl2(s)

13、已知在等温条件下，化学反应方向的判据为： △H-T△S<0反应能正向自发进行 △H-T△S=O 反应达平衡状态 △H-T△S 反应能逆向自发进行

（其中△H为焓变，△S为熵变，T为热力学温标，单位为K）设反应A（s）==D（g）+E（g）△H-T△S=（-4500+11T）J/mol 要防止反应发生，温度必须

A、高于400K

B、低于136K C、高于136K而且低于409K

D、低于409K 参考答案：

1、自身能量趋于最低

各有序变为无序

能量判据和熵判据 自然界中的水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流 碳酸铵的分解：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)

2、D △H为负放热，使体系能量降低。

3、由题意可推得C(石墨、s)= C(金刚石、s)△H=－1.90 kJ/mol故选A、C

4、A

5、A

6、A熵增 B熵增C熵增D熵减 故选D

7、D

8、A

9、CD

10、C

11、D

12、C

13、A）

第五篇：高三化学教案：工业化学及化学反应进行的方向

高三化学教案：工业化学及化学反应进行的方向

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本文题目：高三化学教案：工业化学及化学反应进行的方向

3.2 化学平衡

(7工业化学)

【归纳与整理】

一、工业化学------合成氨的工业

1.原料气的准备

思考 怎样以空气、水和煤为原料，制备硝酸铵。写出有关化学反应方程式。

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

2.合成氨工业条件的选择

请根据反应特点：N2 + 3H2 2NH3(△H0)，说明合成氨工业选择合适条件的依据。

改变条件 化学反应速率 化学平衡 生产措施

浓度

压强

温度

催化剂

总结合成氨的条件：______________________________________。

3.合成氨反应达平衡时平衡混合物中NH3所占的体积分数[ n(N2): n(H2)= 1 : 3 ]

压强(MPa)

温度(℃)0.1 10 20 30 60 100

200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8

300 2.2 52.0 64.2 71 84.2 92.6

400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8

500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5

600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4

*根据上表中的有关数据，计算在500℃、20MPa条件下合成氨反应达到平衡时，N2的转化率为_________;列出由NH3的体积分数(a %)计算N2的转化率的一般表达式_________。

二、化学反应进行的方向

1.自发过程

(1)含义：在一定条件下不借助外部力量就能自动进行的过程。

(2)特点： ① 体系趋向于从 状态转变为 状态。

② 在密闭条件下，体系趋向于从 状态转变为 状态。

2.化学反应方向的判据

(1)焓判据

① 用 判断反应进行的方向。

② 焓减原理：自发反应的H 0，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。

(2)熵判据

① 用 判断反应进行的方向。自发反应的S 0

② 熵：描述体系 的物理量，用符号S表示

③ 熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。大多数熵增加反应都能自发进行，且反应的熵增加越多，体系混乱度增加越多，反应越完全。产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值(△S 0)，为熵增加反应。

④ 熵的大小：在同一条件下，不同物质的熵不同;同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序为：气态 液态 固态

(3)焓判断和熵判断的复合判据(自由能变化):

△ G=△HT △S H-T0 反应

H-TS = 0 反应

H-T0 反应

在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向H-T0 的方向进行，直至达到平衡状态。

【例1】化学工业在国民经济中占有极其重要的地位，江苏省是国内最早的硫酸生产基地之一。

(1)硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有(填写序号)。

A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V2O5作催化剂

C.接触室中不使用很高的温度 D.净化后炉气中要有过量的空气

E.接触氧化在常温下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3

(2)在537℃时，往容积可变的密闭容器中充入2molSO2(g)、1molO2(g)，此时容器的体积为200L，压强为1.01105Pa。向容器中加入固体催化剂，并保持恒温恒压，发生反应：

2SO2 + O2 2SO3，达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下列问题：

①从理论上看，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大。但工业上二氧化硫催化氧化采用常压而不用高压，主要的原因是。

②保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molSO3，并加入固体催化剂，则平衡时SO2的体积分数是，此时平衡混合气体的体积是。

③温度仍保持537℃，容器的体积保持200L不变。充入amol SO2和bmolO2，并加入固体催化剂，反应达到平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01105Pa。若a:b=2:1，则a=。

(3)硫酸工业的尾气中含有少量的SO2，常加氨水吸收后再加硫酸回收SO2，同时得到化肥硫酸铵，硫酸铵溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为。

【基本练习】

化学反应进行的方向

1.下列过程是非自发的是

A.水由高处向低处流 B.天然气的燃烧

C.铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰

2.自发进行的反应一定是

A.吸热反应 B.放热反应

C.熵增加反应 D.熵增加或者放热反应

3.下列说法正确的是

A.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的

B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变

C.自发反应在恰当条件下才能实现

D.自发反应在任何条件下都能实现

4.250℃和1.01105Pa时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol，自发进行的原因是

A.是吸热反应 B.是放热反应

C.是熵减少的反应 D.熵增大效应大于能量效应

5.以下自发反应可用能量判据来解释的是

A.硝酸铵自发地溶于水

B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6 kJ/mol

C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H= +74.9 kJ/mol D.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)△H= +56.7kJ/mol

6.下列反应中，熵减小的是

A.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)

C.2CO(g)=2C(s)+O2(g)D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)

工业化学

1.乙酸蒸气能形成二聚分子：2CH3COOH(g)(CH3COOH)2(g)，△H0。现欲测定乙酸的式量，应采取的措施是

A.高温低压 B.低温高压 C.低温低压 D.高温高压

2.有平衡体系CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)，△H0。为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是

A.高温、高压 B.适宜温度、高压、催化剂

C.低温、低压 D.低温、高压、催化剂

3.将物质的量之比为1:3的N2和H2混合，在一定条件下进行合成氨反应 N2 + 3H2 2NH3，请说明采取下列措施，对化学平衡所产生的影响。

(1)使用催化剂_____________________;

(2)及时分离出NH3_______________________;

(3)等温等容条件下充入少量的稀有气体___________________________;

(4)等温等压条件下充入少量的稀有气体___________________________。

参考答案

1【解析】D

2【解析】D 3【解析】C

4【解析】D

5【解析】B

6【解析】C

工业化学

1【解析】A

2【解析】B

3【解析】(1)逆向移动

平衡正向移动不移动不影响(2)(3)(4)