湖北高二化学上学期作业设计（人教版选择性必修一第二章第三节 化学反应进行的方向）

《化学反应进行方向》作业设计 ——人教版高中化学选择性必修一第二章第三节 一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 【化学反应进行的方向】 学段学科 【高中】【化学】 适用年级 【高二】 教材版本 【人教版】 对应内容 【第二章第三节】 作业类型 【课后作业】 完成时长 总时长25分钟 设计者 【张亚萍】 2、 设计背景与意图 1. 课标与教材分析 · 课标要求：①能结合焓变、熵变判断化学反应进行的方向，能运用ΔG = ΔH－TΔS对反应的自发性进行简单分析②认识反应自发性只是反应发生的趋势，不能判断反应速率与限度③建立热力学角度认识化学反应的基本思路，能结合真实生产情境分析反应能否自发进行。 · 教材地位：在前面的学习中，学生已经知道了反应历程、反应速率和限度的问题，本节从反应趋势这一新视角，用焓变、熵变重新认识化学反应，把能量变化从单纯的热效应拓展到反应能否自发进行的判断依据。本节课可以建立热力学判断反应方向的思维模型，为后续电离、盐类水解、沉淀溶解平衡等可逆过程自发性分析提供理论工具；同时打通 “方向 — 速率 — 限度” 完整认识链条，让学生完整理解：一个化学反应，首先判断有没有自发趋势，再研究反应快慢，最后分析平衡限度，为后续水溶液中的离子平衡模块打下理论基础。 · 教学重点：理解焓、熵变的含义；知道焓判据、熵判据都有局限性，需要结合二者（复合判据）判断反应自发方向；能根据ΔH、ΔS定性判断温度对反应自发性的影响 · 教学难点：化学反应的方向与反应焓变、熵变的关系 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生已经学习了化学反应的焓变、化学反应速率、化学平衡等知识；能从能量角度认识放热、吸热反应；生活中见过水往低处流、冰块融化等自发进行的自然过程，具备一定感性经验，能够初步判断反应吸热或放热。 现有困惑 容易混淆反应自发性、反应速率、化学限度三个概念，误以为自发反应就一定能快速发生；对 “混乱度（熵）” 这个抽象概念难以直观理解；容易单独只用焓变或者熵变去判断反应方向，忽略单一判据的局限性。 差异分析 基础薄弱学生能记住焓变、熵变的简单结论，但不会结合温度综合判断反应方向；中等学生可以定性判断熵增熵减，但容易混淆概念；学有余力学生希望拓展简单计算，比如计算在什么温度下反应可以自发进行。 3. 设计意图（一段话讲清即可） 本作业紧扣课表要求，分层设置习题，帮助学生掌握反应自发性的判断方法，辨析易混淆概念；兼顾不同水平学生，诊断学习问题，构建完整的反应分析思维。 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 识记 / 复述 / 解释 / 辨别 反应自发进行的判据（焓判据、熵判据、ΔG=ΔH−TΔS） 变化观念与平衡思想 基础题正确率、判据概念辨析准确度 能力运用 B 运用 ΔG 判据（比较 ΔH、ΔS 正负与温度关系） 方法 / 策略解决 判断反应能否自发进行、求算自发温度范围 问题 证据推理与模型认知 计算过程完整性、温度范围推导准确性 思维发展 C 比较、概括、推理、评价、创新 用焓、熵、温度综合分析反应方向，形成 “单因素不可靠、综合判据才可靠” 的辩证思维 证据推理与模型认知、科学探究与创新意识 辨析说理严谨性、图表分析与推理过程 情感态度 D 认同 / 体验 热力学原理中 “能量最低、混乱度增大” 的自然规律及辩证唯物主义 文化 / 价值，形成 严谨求实、全面看问题 意识或习惯 科学态度与社会责任 答题严谨性、反思与课堂参与态度 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 设计意图 参考答案/评价要点 1 填空 知道吸热反应和放热反应与自发性之间的关系 A 回扣课本结论，让学生先建立 "放热易自发" 的直观印象 准确说出多数自发反应为放热，且知道部分吸热反应也能自发 2 填空 知道熵增和熵增与自发性之间的关系 A 回扣熵判据，强调 "熵增利于自发但不是唯一标准" 准确说出自发反应多为熵增，且知道熵减过程在一定条件下也能自发 3 填空+填表 掌握ΔG 的影响因素以及公式、能根据ΔG的大小判断自发反应所需的温度范围 B 把焓、熵、温度三个因素拢到一张表里，搭起综合判据框架 完整填写 ΔG 与 0 的大小关系，能判断四种组合 "能 / 不能 / 低温 / 高温" 自发 4 选择题 水结冰过程中 ΔH、ΔS 的符号 A+B 用生活实例辨析焓变、熵变符号 正确判断水结冰为放热（ΔH＜0）、熵减（ΔS＜0），选 D 5 选择题 能根据焓判据、熵判据以及符合判据判断反应的自发性 A+B+C 攻破 "放热且熵减就一定不能自发" 这种想当然的误区 能识别 A 选项错误，理解单一判据不可靠 6 选择题 判断哪个变化过程属于熵增 B 能比较反应前后气体物质的量多少， 练习看气体分子数变化判断熵增 7 选择题 能根据焓判据、熵判据判断反应的自发性，掌握自发性与反应速率的关联 A+B 澄清 "自发≠速率快"" 熵增≠一定自发 " 等误区能区分反应方向与反应速率，选 B 能区分反应方向与反应速率，选 B 8 选择题 知道常温下可以自反的反应；区分自发反应与自发过程的区别 A+B+C 把判据用到具体反应上，学会分辨 能区分自发反应与自发过程 9 选择题 能根据方程式，利用综合判据判断反应的自发性 C 区分焓判据、熵判据各自适合解释什么 能识别中和反应为自发反应 10 选择题 汽车尾气催化反应说法错误的是（含 ΔG 计算、速率、断键、成键） B+C+D 工业情境综合考查判据计算与概念辨析 能算 ΔG 判断常温自发，能区分自发性与速率，能识别断键成键能量关系的错误 11 选择题 焦炭两个氧化反应的 ΔG–T 图像分析 C 训练读图像、推理反应主次与温度影响 能由斜率判断 L₁、L₂对应反应，能说出 983 K 为转折温度 12 填空题 甲烷制炭黑的允许温度范围（高温 / 低温、常温能否、范围） B+C 两个反应联立，求让①自发、②不自发的 "温度窗口"，综合运用 加强ΔG的应用，以及计算 5、 作业评价 本次作业围绕化学反应进行的方向核心内容，从四个维度对学生完成情况进行综合评价： 1. 知识理解（权重 20%）：评价学生对焓判据、熵判据、吉布斯自由能 ΔG 等基础概念的掌握程度。达到优秀水平的学生基础习题全部正确，概念理解精准；良好水平学生仅存在少量细节混淆；待改进学生对核心概念区分不清，基础题错误较多。 2. 能力运用（权重 30%）：重点评价学生运用ΔG=ΔH−TΔ公式进行计算、结合焓变与熵变判断反应自发性的能力。优秀学生解题方法选择恰当，解题过程完整清晰；良好学生解题思路基本正确，偶有计算失误；待改进学生解题方法不当，缺少必要解题步骤。 3. 思维发展（权重 30%）：关注学生的逻辑推理与辨析能力。优秀学生观点明确，能自主辨析 “自发反应与反应速率” 等典型误区，论证充分；良好学生答题表达清楚，但综合问题分析深度不足；待改进学生思路混乱，答题缺少推理依据。 4. 情感态度（权重 20%）：评价学生作业投入度与反思意识。优秀学生能够主动完成作业，积极思考难题，自主反思错题；良好学生态度端正，可按要求完成作业；待改进学生学习被动，面对难题容易放弃，订正反思不到位。 评价使用说明：根据学生作业实际表现，对应 A/B/C 三个等级打分，结合权重计算综合得分，用于课时作业的质性评价。 6、 试题详情 第一部分：基础知识填空： 1、 大多数 反应是可以自发进行的,有些 反应也可以自发进行（填“吸热”或“放热”），不能只根据放热或吸热来判断反应进行的方向 2、 自发进行的化学反应大多是 的过程，有些 的过程也能自发进行（填“熵增”或“熵减”）。不能只根据熵增、熵减来判断化学反应进行的方向。 3、ΔG=ΔH-TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与 有关。 ①当ΔG 0时，反应能自发进行 ②当ΔG 0时，反应处于平衡状态 ③当ΔG 0时，反应不能自发进行 类型 ΔH ΔS ΔG 反应的自发性 1 <0 >0 <0 一定 自发 2 >0 <0 >0 一定 自发 3 <0 <0 正负决 定于温度 温能自发 4 >0 >0 温能自发 第二部分：选择题： 4、水结冰过程中，其焓变和熵变正确的是(　　) A:ΔH＞0 ΔS＜0 B:ΔH＜0 ΔS＞0 C:ΔH＞0 ΔS＞0 D:ΔH＜0 ΔS＜0 5、下列叙述不正确的是(　　) A.混乱度减小的放热反应一定不能自发进行 B.在温度、压强一定条件下，自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行 C.碳酸氢钠加热可以分解，因为升高温度利于熵增的方向自发进行 D.水结冰的过程常温不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件可能自发进行 6、下列变化过程为熵增的是(　　) A.2NH4NO3(s)===2N2(g)+4H2O(g)+O2(g) B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) C.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) D.3O2(g)===2O3(g) 7、下列述正确的是(　　) A.能自发进行的反应，说明反应速率很快 B.一定条件下不能自发的反应，改变条件可能会发生 C.熵增的反应一定是可以自发的反应 D.焓变为正的反应都不能自发进行 8、下列反应常温下属于自发反应的是(　　) A.水分解变为氢气和氧气 B.氢氧化钠固体溶于水 C.稀硫酸与氢氧化钾溶液的反应 D.碳酸钙分解 9、下列自发反应可用焓判据来解释的是(　　) A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1 B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1 10、汽车催化转化装置中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、 ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法正确的是(　　) A．该反应常温常压下可以自发进行 B．该反应反应物断裂化学键所需能量大于生成物成键所需要的的总能量 C．该反应常温下进行的速率很快 D．汽车尾气中的NO是酸性氧化物，能与人体内血红蛋白结合 11、焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)；反应②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示(假设ΔH、ΔS不随温度变化)。下列说法错误的是(　　) A．反应②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0 B．983 K是两个反应主次趋势变化的转折点 C．L1对应反应① D．当温度低于983 K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主 第三部分：填空题 12、已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生两个反应：①CH4(g)===C(s)+2H2(g)，②2CH4(g)===C2H2(g)+3H2(g)。某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围，在图书馆查到了如下数据： 反应①的ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1 反应②的ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1，ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1 请帮助这位同学解答如下问题： (1)反应②在　　　　(填“高温”或“低温”)下自发进行。  (2)反应①在常温下　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。  (3)求算制取炭黑的允许温度范围：　　　　　　　　　　。  7、 答案与解析 1、 【答案】放热、吸热、 2、 【答案】熵增、熵减 3、 温度 、 ＜、＝、大于、能、不能、低温、高温 4、 【答案】D 【解析】水结冰是放热、熵减的过程 5、 【答案】A 【解析】A.混乱度减小的放热反应有可能自发进行，如氨气与氯化氢结合成氯化铵6、【答案】A 【解析】反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)有气体参与反应，但反应前后气体分子数没有变化，熵没有增加，B错误；C、D项反应中均有气体参与反应，反应后气体分子数减少，变化过程为熵减，错误。 7、【答案】B 【解析】A.自发进行的反应，速率不一定快，例如：常温在空气中铁生锈是自发的，但速率很慢，A错误；B.氢气和氧气在常温下很难反应，但是点燃可以很快发生反应，因此B正确；C和D不能用单一判据直接判断反应的自发性，均错误 8、【答案】C 【解析】自发反应首先是化学反应，B 是物理溶解，不符合要求，A常温下需要点燃才能发生反应，D高温下碳酸钙会分解，均错误 9、【答案】C 【解析】从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，有使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。 10、【答案】A 【解析】A.常温下，ΔH－TΔS＝－113 kJ·mol－1－298 K×[－145 J·mol－1·K－1]×10－3 kJ·J－1＜0，故常温下该反应可自发进行，B.反应物断裂化学键所需能量大于生成物成键所需要的的总能量时，是吸热反应，与题目不符，B错误;C常温下可以自发不代表速率快，高温和催化剂可以加快速率，C错误;D.NO不是酸性氧化物,的D错误 11、【答案】　C 解析　根据化学方程式可知，反应②的ΔS<0，则-TΔS>0，根据273 K时，ΔG=ΔH-TΔS<0，所以ΔH<0，A正确；ΔG越小，说明反应能够发生的趋势越大，983 K时两反应的ΔG相等，之后两反应的ΔG大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，B正确；反应①的ΔS>0，根据ΔG=ΔH-TΔS，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，L1对应反应②，C错误；当温度低于983 K时，L1的ΔG更小，所以过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主，D正确。 12、答案　(1)小于　大于　(2)T＜1 240 K 解析　(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，ΔH＞0，则2CO(g)CO2(g)＋C(s)为放热反应，ΔH＜0，且该反应ΔS＜0，则当T＜980 K时，ΔH－TΔS＜0，T＞980 K时，ΔH－TΔS＞0。 (2)由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有ΔH－TΔS＜0，即－94.0 kJ·mol－1－T×(－75.8×10－3 kJ·mol－1·K－1)＜0，则T＜≈1 240 K。 学科网（北京）股份有限公司 $