2.3 《化学反应的方向》（教案）2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

形成天才的决定性因素是勤奋。 课题：2.3化学反应的方向 学科：化学 年级：高二 备课人： 1、 [本课地位] 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，在科学视野栏目中给出了吉布斯自由能的判定式。本节内容第一次出现在新教材中，主要介绍了“自发反应、焓判据、熵判据”的知识，对高中学生来说，有一定难度。对于熵及“熵增原理”内容较抽象、学生学习时陌生感较强。因此在教学中通过引入实际生活中相应的现象，为学生提供认知的感性材料，以利于学生对熵变和熵增原理进行探讨。在科学方法上，作为高二理科生对常见的科学方法有一定程度的认识，对科学探究的一般过程也有一定的体验。 2、 【学情分析】 目前学生已经详细学习了“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，只要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。尤其值得注意的是本课时涉及到“熵”的概念，这是一个新的物理量学生首次接触。一定要注意教学的直观性和适当的情景创设。经过一年的高中学习，学生大部分已初步养成了科学探究的学习习惯，具备了进行科学探究的基本能力。由学生自主搜集资料，自主分析资料，自主探究总结升华得出知识要点的条件已经基本成熟；但仍然需要教师进行必要的指导和解疑。 3、 [教学目标和核心素养] 1.结合学过的化学反应实例,了解自发反应和非自发反应的含义。 2.通过“有序”和“无序”的对比,了解熵和熵变的意义。 3.初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响,能用焓变和熵变解释化学反应的方向,培养证据推理与模型认知能力。 【教学重难点】 重点：自发反应和非自发反应，焓变和熵变、复合判据对化学反应方向的影响 难点：焓变和熵变、复合判据对化学反应方向的影响 【教学方法】讨论法、探究法、讲授法、谈话法 四、教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 导 入 新 课 4min ①如何表示化学反应进行的快慢？②如何表示化学反应的限度？③那么如何判断化学反应进行的方向？ 学完本节我们一起来揭晓答案。 提出问题 思考并回答问题 引发学生的学习状态，调动学生思维 新 知 探 究 29min 思考时间： 自然界中水总是从高处往低处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；墨水扩散；食盐溶解于水；火柴棒散落等。 一、自发过程与自发反应 自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。 自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。 交流--思考：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主要原因吗？它们有何共同特点？ 共同特点：△H < 0 即放热反应 从能量角度分析它们为什么可以自发进行？ 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定 △H < 0 有利于反应自发进行 二、化学反应进行方向的判据 1、能量判据（焓判据）∶ 自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ﹤0） 即△H＜0的反应有自发进行的倾向 温馨提醒： （1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要看具体条件； （2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。 （3）反应焓变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素 【随堂检测】 1、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 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=+74.9kJ/mol D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol 思考时间:是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？ 结论：△H <0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0 2、 熵判据 （一）熵 a、定义：熵是衡量体系混乱度大小的物理量 b、符号：S c、常用单位：J/(mol·K) d、影响熵大小的因素： 混乱度越大→体系越无序→熵值越大 ①与物质的量的关系 物质的量越大→粒子数越多→熵值越大 ②对于同一物质，当物质的量相同时， S(g)>S(l)>S(s) ③不同物质熵值的关系： I、物质组成越复杂→熵值越大 II、对于原子种类相同的物质：分子中原子数越多→熵值越大 (二)熵变 （1）定义：发生化学反应时物质熵的变化成为熵变，符号为ΔS （2）计算公式：ΔS=生成物总熵-反应物总熵 （三）熵判据——又称熵增原理 体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向。(即熵增的方向△S＞0) △S越大，越有利于反应自发进行 判一判： 1、根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零。 (1)水蒸气冷凝成水 (2)硫酸铜溶于水 (3)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) (4) 2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) (5)2H2(g) + O2(g) ＝2H2O (l) 2、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. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g) 思考与交流：自发反应一定是熵增加的反应吗？ 思考：化学反应是否能够自发进行的最终判断依据是什么呢？ 正确判断一个化学反应是否能够自发进行 必须综合考虑体系的焓变和熵变 （四）复合判据（自由能判据） 研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是△G = △H - T△S 反应进行方向的判断方法： △G = △H - T△S ＜ 0 反应能自发进行 △G = △H - T△S ＞0 反应不能自发进行 △G = △H - T△S ＝0 反应达到平衡状态 判一判：判断下列反应什么条件下能自发进行？ (1) 钠与水反应 (2) NH3(g)+HCl(g) =NH4Cl(s) (3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) (4) 2CO(g)=2C(s)+O2(g) 上述过程有何共同点？ 提问学生预习情况 提出问题 分析讲解 共同特点：△H < 0 即放热反应 放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定 △H < 0 有利于反应自发进行 播放PPT中习题，提问学生回答问题 列举出一些吸热的自发反应，从而得出结论：△H <0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0 提问：你能发现这些看似不相干的事件之间的联系吗？ 分析讲解影响熵大小的因素 引导学生总结熵变和熵判据 及时练习 提出问题，对比焓判据及列举出的化学反应进行分析 综合考虑体系的焓变和熵变，得出复合判据 回答：有明显的自发性 学生根据导学案回答自发反应的定义 领悟、记忆 回答问题，并做出解释 理解记忆，焓变只是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。 回答：有序→混乱 领悟、记忆 讨论回答 学生回答 得出结论：熵变是反应能否自发进行的一个因素, 但不是唯一因素。 整理导学案，记忆 互相讨论，思考回答问题，并进行相应的分析讲解 学生自行总结 提出问题，引发思考，让学生快速进入学习状态。 通过列举常见的自发反应方程式，分析方程式的共同特点，使学生能用焓变解释化学反应的方向，培养证据推理与模型认知能力。 应用生活中的一些实际例子，便于学生理解熵及熵增的含义 及时练习，加深学生对知识的理解和运用 检测学生对本节课的掌握情况，培养学生独立解决问题的能力 培养学生知识归纳的能力，使知识形成系统化 课 堂 检 测 3min 1、下列说法不正确的是（ ） A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关 2、25℃和1.01×105Pa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。 布置试题，限定时间作答，积极引导，纠正错误，精确知识点。 学生阅读试题，给出答案，并逐一分析原因。 检查学习效果，巩固知识，提高能力，促进学生对本节课的高效学习。 课 堂 小 结 2min 化学反应进行方向的判据： 1. 焓判据 2. 熵判据 3. 复合判据：△G △G =△H－T △ S; △G ＜0 反应能自发进行 △G =△H－T △ S ;△G ＞0 反应不能自发进行 通过板书回顾知识点 学生总结交流 通过系统回顾让学生了解重点内容 课后作业2min 练习册科学素养综合练 板 书 设 计 2.3化学反应的方向 一、自发过程与自发反应 自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。 自发反应：在一定条件下不需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。 二、化学反应进行方向的判据： 1.焓判据 2.熵判据 3. 复合判据：△G △G =△H－T △ S; △G ＜0 反应能自发进行 △G =△H－T △ S ;△G ＞0 反应不能自发进行 通过板书了解本节课的重点内容 方便学生回顾课堂，有直观的感受 学科网（北京）股份有限公司 $