内容正文:
2.2.1化学反应的方向与限度
(第1课时 )
一、核心素养发展目标
1.证据推理与模型认知:了解用焓变和熵变判断反应能否自发进行,能够发现焓判据与熵判据的局限性,进而综合考虑焓变和熵变与 反应方向的关系,形成模型、证据,能据此判断化学反应能否自发进行。
2.科学态度与社会责任:根据焓变、熵变及综合判断三个判据的发展过程,理解科学知识的曲折发展历程,增强对化学反应自发性研究重要意义的认知。
二、教学重难点
重点:1.熵变与焓变对化学反应方向的影响;
2.自发反应的判断。
难点:自发反应的判断。
三、教学方法
探究法、总结归纳法、分组讨论法等
4、 教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入
提问:自然界中有许多现象是可以自发进行的,请结合自己的生活经验,举例说明。
结合生活中的现象,回答问题
结合自然生活中的现象,启发学生思考
教授新课
以自然界中的现象为例,讲解自发过程和非自发过程的区别和判断依据
聆听,做笔记
通过各种举例,让学生理解自发和非自发过程,从而为接下来的自发反应教学打下基础。
讲解:化学反应具有方向性。在一定条件下,可将化学反应分为自发和非自发反应。请学生思考学过的化学反应中有哪些是自发反应,哪些是非自发反应。
聆听、思考、回答问题
通过讲解知识点,再让学生回忆学过的化学反应,逐步帮助学生理解该知识。
练习:课本P55“观察思考”
思考:自发反应与焓变之间有何关系?
自发反应,ΔH<0
通过练习与提问,让学生能自行总结出知识点,培养学生的归纳总结能力。
判断:放热反应可以自发进行,而吸热反应则不能自发进行。
思考,回答
通过对该问题的思考,培养学生的辩证思维
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
教授新课
播放视频:Ba(OH)2•8H2O(s)与 NH4Cl(s)反应
讲解:该反应在常温下可以发生反应,该反应是吸热反应。
思考:能否直接用焓变来判断反应是否自发进行?
回答问题
通过引导,让学生认识到焓变是判断反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
阅读课本P56“观察思考”
思考:物质的状态对反应是否自发进行有什么影响?
思考回答
通过思考,引出熵的概念。
讲解熵的定义、影响因素、熵变。完成P56学以致用。
聆听,做练习
通过引导,让学生认识到熵变变是判断反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。判断反应是否自发,必须综合考虑反应的焓变和熵变。
讲解:1876年,吉布斯提出自由能变化ΔG,并认为化学反应总是向着自由能减小(ΔG<0)的方向进行,直至达到平衡。
利用ΔG=ΔH-TΔS来判断化学反应进行的方向。
师生共同完成利用
ΔG=ΔH-TΔS来判断化学反应进行的方向的规律总结。
通过合作总结ΔG=ΔH-TΔS的应用规律,让学生能够理解并学会判断化学反应的方向。
课堂小结
师生共同完成
巩固本节课所学的知识
5、 板书设计
6、 课堂练习
1、下列关于焓变和熵变的说法正确的是( )
A.化学反应的焓变与反应的方向有关,化学反应的熵变与反应的方向无关
B.化学反应的焓变直接决定了化学反应的方向,化学反应的熵变不能决定化学反应的方向
C.焓变为负的反应都能自发进行,熵变为正的反应也都能自发进行
D. 化学反应的焓变和熵变都不是决定化学反应能否自发进行的唯一因素
2、下列说法正确的是( )
A.ΔH < 0的反应均是自发反应
B.ΔS为负值的反应均不能自发进行
C.冰在室温下自动融化成水,是熵增的重要结果
D.高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程
3、下列反应中,在高温下不能自发进行的是( )
A. CO(g)==C(s)+1/2O2(g)
B. 2N2O5( g ) ==4NO2 ( g ) + O2 ( g )
C. ( NH4) 2CO3( s ) ==NH4HCO3( s ) +NH3 ( g )
D.MgCO3( s ) == MgO ( s ) + CO2( g )
4.灰锡结构松散,不能用于制造器皿;而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0℃、100kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应,焓变和熵变分别为ΔH = - 2 1 8 0 . 9 J·m o l - 1 ,Δ S = - 6 . 6 1 J·m o l - 1·K - 1 ( )
A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡
C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡
5、下列关于焓判据和熵判据的说法中,不正确的是( )
A.放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)
ΔH=-444.3 kJ·mol-1 ΔS=-280.1 J·mol-1·K-1在常温、常压下能自发进行
C.在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行,但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行
D.放热过程(ΔH<0)或熵增加(ΔS>0)的过程一定是自发的
6、下列内容与结论相对应的是( )
选项
内容
结论
A
H2O(g)变成H2O(l)
ΔS>0
B
硝酸铵溶于水可自发进行
因为该反应的ΔS>0
C
一个反应的ΔH>0,ΔS>0
反应一定不能自发进行
D
H2(g)+F2(g)===2HF(g) 的ΔH=-271 kJ·mol-1ΔS=8 J·mol-1·K-1
反应在任意温度下都不能自发进行
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