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视频标签：化学反应的方向,限度与速率
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视频课题：（鲁科版）化学《化学反应原理(选修４)》第二章第1节化学反应的方向限度与速率-四川
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（鲁科版）化学《化学反应原理(选修４)》第二章 第1节 化学反应的方向-四川外语学院附属外国语学校
第二章 化学反应的方向、限度与速率
第一节 化学反应的方向
一、教材分析与学情分析
《普通高中课程标准实验教科书（鲁科版）》化学《化学反应原理(选修４)》第二章 第1节 化学反应的方向一节内容介绍了“焓判据、熵判据及自由能（△G=△H-T△S）”知识，有一定难度。教材将本节内容安排在学生学习了必修部分《化学反应的快慢和限度》和选修部分《化学反应的热效应》之后进行教学。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。学生已经学习了“化学反应的热效应”；初步学习了“化学反应快慢和反应限度”，具备了一定的化学反应原理的相关知识，同时已经学习和掌握了一定的物理和化学知识，采用正确合理的教学策略和学习策略，学生就能理解、掌握本节的内容。
二、教学目标：
1、知识与技能：
（1）理解判断化学反应方向的焓判据及熵判据； （2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向； （3）能用自由能判据判断化学反应的方向。 2、过程与方法：
通过学生已有知识及日常生活中的见闻，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：
（1）激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点。
（2）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。
（3）兴趣阅读《生命是什么》体会科学原理与生命变化之间的联系。
三、教学重难点
焓判据、熵判据、自由能判据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
【引入】与人握手，为什么会感到热量变化？热传递，为自发过程。以及生活中其他的自发过程：高山流水、自由落体等，它们的共同特点是：高能状态转化为低能状态。 【过渡】化学上也有很多可自发进行的反应，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)（铁生锈） △H=-824 kJ/mol （4）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol 【提问】这些自发反应的共同点是什么？ 【生】都是放热反应（△H<0） 【追问】是否放热反应都可自发进行？
【投影】19世纪的化学家曾认为：△H<0 反应自发进行； △H>0 反应不自发进行。 【投影】“证明”：科学研究中，要证明一个假设成立， 就是证明凡符合假设的所有情况都能得出结论，即列举大量支持假设的实例。
“证伪”：要证明一个假设不成立，只需举出一个反例即可。 【实验】小苏打NaHCO3和盐酸反应，观察现象。 【结论】 NaHCO3和盐酸为可自发进行的吸热反应。
【思考】为什么19世纪化学家曾认为△H<0的反应就可自发进行？ 【板书】△H<0 利于反应自发进行
【投影】常见的△H>0却可自发进行的反应： (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】这些反应的共同点是什么？ 【生】产生了气体
【过渡】为什么产生气体可以？是什么因素“推动”了△H>0的反应自发进行？ 【投影】新的物理量——熵S 1、定义：描述体系混乱度的状态函数 符号：S 单位：J/（mol·K） 2、大小判据：
（1）混乱度越大，熵值越大； （2）物质的存在状态：S(g) > S(l) > S(s)； （3）物质的量：物质的量越大，熵值越大； （4）同一条件下：不同物质，熵值不同。
【比较】生活中常见的自发过程，体系前后混乱度和熵值怎么变化？ 1、
打开活塞后_______________________________ 2、一盒火柴散落出来__________________________
3、红墨水滴到水中后__________________________
【师】从生活中的大多数实例可知，自发过程总是向着混乱度增大的方向进行，混乱度增大，体系的熵值增大△S>0，这是自然界常见的熵增原理。 【投影】熵增“推动”反应进行的实例 （1）NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑ △H >0
（2）教材P25“学与问”：为什么发生离子反应的条件之一是生成气体？
（3）金属K的制备：Na（l）+KCl（l）⇌K（g）+NaCl（l），此反应为什么Na能还原K ？ 【提问】是否熵增（ △S>0 ）的反应就能自发进行？
【生证伪】碳酸钙分解，水分解等都是熵增（ △S>0 ）的反应，但不能够自发进行。 【板书】 △S>0 利于反应自发进行
【过渡】焓判据和熵判据综合判断反应的自发性——吉布斯自由能变△G 【师】通过研究实践，△G= △H -T△S，通过以上对△H 和△S的讨论可知：
H2 O2
△H＜0 △S>0都利于反应的自发进行，此时△G<0，反应自发进行；而△H>0 △S<0都不利于反应的自发进行，此时△G>0，反应不自发进行；而当△G=0时，反应达到平衡。 【生讨论】△H＜0 △S<0和△H>0 △S>0情况下反应自发进行的条件。 【课堂实践】判断下列反应的进行趋势
（1）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl (s) △H＜0△S<0 ，△G= △H -T△S 低温利于反应的进行
（2）NH4Cl(s) =NH3(g)+HCl(g)△H>0 △S>0，△G= △H -T△S 高温利于反应的进行，所以该反应需加热
（3）汽车尾气（含烃类、CO、NO等）是城市主要污染源之一,治理的办法？
2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H＜0 △S < 0，△G= △H -T△S 低温利于反应的进行，低温降低了反应速率，所以治理方法之一：汽车排气管上装催化转化器。 【说明贴士】1、反应可行性和反应现实性的区别；2、对反应以上的讨论，仅限于没有外界干扰时的密闭容器。人为的干预，可以改变反应进行的方向。 【总结】本堂课学到了什么
【兴趣阅读】《生命是什么》[奥] 薛定谔著 【板书设计】
第二章 化学反应的方向、限度与速率
第一节 化学反应的方向
1、△H<0 利于反应自发进行 2、△S>0 利于反应自发进行
3、吉布斯自由能变（△G）与反应的自发性 △G= △H -T△S △G<0 反应自发进行 △G>0 反应不自发进行 △G=0 反应达到平衡
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