2.2.1化学反应的方向与限度（第1课时）教学设计 2025-2026学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

专题二 化学反应速率与化学平衡状态 第二单元 化学反应的方向与限度 第1课时 化学反应的方向 集备时间： 编写：高二化学备课组 上课时间： 上课班级： 一、教材分析 化学反应的方向是化学教材中的一个重要章节，它涉及自发反应和非自发反应的概念，以及判断反应方向的理论依据。教材通常会从能量和混乱度（熵）两个角度进行分析，引入焓判据和熵判据，并阐述它们如何共同影响化学反应的自发性。此外，教材还会探讨自由能判据ΔG=ΔH-TΔS的应用，使学生能够综合判断化学反应的方向。通过理论讲解与实例分析相结合的方式，教材旨在帮助学生深入理解化学反应方向的原理，并培养他们的逻辑思维和问题解决能力。 二、学情分析 化学反应的方向对于学生而言是一个较为抽象的概念，学生往往对自发反应和非自发反应有一定的直观感受，但在深入理解其背后的能量和混乱度（熵）原理时，可能会感到困惑。部分学生在应用焓判据、熵判据以及自由能判据ΔG=ΔH-TΔS时，容易混淆不同判据的适用范围和判断标准。因此，在教学过程中，教师需要采用直观的教学方法，如动画演示、实验观察等，帮助学生建立清晰的概念框架，并通过大量实例分析和练习，提高学生的理解和应用能力，使他们能够准确判断化学反应的方向。 三、核心素养发展目标 1.了解判断化学反应进行方向的三个判据，构建判断化学反应自发性的思维方法模型。 2.能结合具体事例说明反应自发进行的方向性，增强对化学反应自发性研究重要意义的认识。 四、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。 五、教学方法 探究法、总结归纳法、分组讨论法等 六、教学过程 【导入】为什么冰置于室温下会慢慢融化？美丽的瀑布为何总是从高处落向低处？ 【展示】相关图片 【讲解】自然界的一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。 自发过程 自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。例如：水总是自发地从高处流向低处，而相反的过程却不能自发进行。 特点 ①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。 ②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 【展示】水沸腾、水电解的图片 【讲解】非自发过程 在一定条件下，需要持续借助外力才能进行的过程。 自发过程的判断 (1)根据条件判断：不是看是否需要条件，而是看是否需要持续施加外力(如加热等)。 (2)根据其逆向过程是否自发判断：若逆向过程自发，则正向过程一定不自发；若逆向过程不自发，则正向过程一定自发。 【讲解】与自然界中的许多变化一样，化学反应具有方向性。 自发反应 (1)定义：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。 (2)自发反应的特征 ①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 ②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。 ③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 【问】下列反应在一定条件下都能自发进行，你知道这些反应能自发进行的可能原因吗？ 【生】独立完成，小组讨论 【讲解】在恒压下，有些自发进行的化学反应是放热的（ΔH＜0）。放热反应过程中体系能量降低。 【展示】氢氧化钡和氯化铵晶体的反应视频 【问】该反应能自发进行的可能原因是什么？ 【讲解】氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应是一个吸热反应，该反应在常温下就能自发进行。 考察化学反应能否自发进行，不能直接用放热（ΔH＜0）或吸热（ΔH＞0）作为判断依据。 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。 【问】分析下列过程能自发进行的可能原因： 1. 硝酸铵的溶解 【生】硝酸铵溶解前，晶体中硝酸根离子与铵根离子规则排列； 溶于水后形成水合离子，无序地分散在溶液中，即体系的混乱度增大。 【问】2、2. 碳酸钙的分解 CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) 3. 氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应 2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=2NH3(g)＋BaCl2(s)＋10H2O(l) 【生】碳酸钙分解成二氧化碳气体， 氯化铵晶体与氢氧化钡晶体反应生成氨气，气体的产生会导致体系的混乱度增大。 【讲解】研究表明，一些自发进行的化学反应有趋于体系混乱度增大的倾向。 熵 ①熵是衡量一个体系混乱度的物理量。符号：S。 ②影响熵值的因素：构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度越大，熵越大。 熵变：反应前后体系熵的变化，符号：ΔS。 如果发生变化后体系的混乱度增大，那么该过程的ΔS＞0；反之，ΔS＜0。 【强化巩固】判断下列过程的熵变大于零，还是小于零。 【生】独立完成。 【讲解】熵变与化学反应进行方向的关系 ①ΔS>0体系的混乱度增大，有利于反应自发进行，但自发反应不一定ΔS>0。 ②ΔS<0体系的混乱度减小，不利于反应自发进行，但有些ΔS<0的化学反应也能自发进行。如：氢气在氧气中点燃生成水、氨气与氯化氢反应生成氯化铵固体等 ③熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。 【展示】干冰升华、镁条燃烧、钾入水、生成氯化银的图片 【生】完成四歌变化过程的能否自发、焓变、熵变。 【讲解】体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行，焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向。 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。 在等温、等压条件的封闭体系中， ΔG=ΔH-TΔS T为热力学温度，为正值 ΔG＜0一定能自发进行 ΔG=0达到平衡状态 ΔG＞0一定不能自发进行 规律总结 ΔH ΔS 反应的自发性 ＜0 ＞0 ΔH－TΔS＜0，一定能自发进行 ＞0 ＜0 ΔH－TΔS＞0，一定不能自发进行 ＜0 ＜0 在较低温度下能自发进行 ＞0 ＞0 在较高温度下能自发进行 【强化巩固】 某反应2AB(g)C(g)＋3D(g)在高温时能正向自发进行，其逆反应在低温时能正向自发进行，则该反应的正反应的ΔH、ΔS应为(　　) A．ΔH＜0、ΔS＞0 B．ΔH＜0、ΔS＜0 C．ΔH＞0、ΔS＞0 D．ΔH＞0、ΔS＜0 【生】C 【课堂小结】师生共同完成。 1、 化学反应进行的方向-影响因素 二、复合判据，对于一个化学反应能否自发进行： ΔH－TΔS 【课堂练习】 1、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 答案　D 2、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 答案　B 七、教学反思 2 学科网（北京）股份有限公司 $$