2.3 化学反应的方向 教学设计-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

年级

高二年级

学科

化学

教师

课题

第三节  化学反应的方向

教学

目标

化学观念

通过具体实例认识自发过程与自发反应，能从能量和混乱度两个视角理解化学反应方向的决定因素，建立“焓判据、熵判据、复合判据”的判据体系。

科学思维

经历“提出问题—分析实例—归纳判据—应用判据”的探究过程，体会单一判据的局限性与复合判据的科学严谨性，发展证据推理能力。

科学探究与创新意识

通过Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应的演示实验，观察现象、记录证据，认识吸热反应也能自发进行，培养实证意识。

科学态度与社会责任

结合水往低处流、汽车尾气处理等真实情境，感受化学反应方向的研究对生产生活的指导价值，养成用科学视角看待自然现象的态度。

教学

重难点

1．重点：焓判据、熵判据和复合判据对化学反应方向的判断。

2．难点：ΔH、ΔS及温度对化学反应方向的综合影响，运用ΔG＝ΔH－TΔS定量判断反应方向。

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

教师：播放“高山流水”实景图片。请大家结合生活经验思考：水总是从高处流向低处，电流总是从高电位流向低电位，铁器在潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化——这些过程有什么共同特点？它们能自发地向相反方向进行吗？

教师：化学变化与这些自然过程一样，也存在方向问题。例如，室温下一瓶敞口的白酒，酒精会自动挥发；甲烷在空气中点燃后自动燃烧。那么，如何判断一个化学反应在给定条件下能否自发进行呢？这就是我们这节课要研究的问题——第三节  化学反应的方向。

观看图片，联系生活经验思考、讨论，初步体会“自发过程”的含义。带着“化学反应的方向由什么决定”的问题进入新课。

新课讲授  一、自发过程与自发反应

教师：归纳知识点。

1．自发过程：在一定条件下，不需要借助外力就能自动进行的过程。

特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外部做功或释放热量）；在密闭条件下，体系还有从有序自发地转变为无序的倾向。

观察图1，认识到水自发地由高处流向低处，是由高能状态趋向低能状态的过程。

2．自发反应：在给定的一组条件下，一个化学反应可以自发进行到显著程度，就称为自发反应。如钢铁的锈蚀、甲烷的燃烧等。

3．非自发反应：在给定条件下，需要借助外力（外界做功）才能进行的反应。

4．自发反应与非自发反应的关系：条件改变时，非自发反应可能转变为自发反应。例如，石灰石在常温常压下分解是非自发的，而在高温下分解却能进行。

教师：投影“水往低处流”示意图（如图1），请同学们观察并回答：图中的过程为什么能自发进行？其逆过程为什么不能自发进行？

图1  自发过程示意

教师：提问：自发反应不需要任何条件就能自动进行吗？

教师：提示并总结：氢气与氧气混合，常温下长久放置并无明显变化，但点燃后即发生剧烈反应。可见某些自发反应也需要在一定条件（如点燃、加热）引发后才能进行，“自发”不等于“不需要任何条件”。同理，非自发反应在一定条件下也可能发生。自发过程具有方向性：一定条件下正方向自发，逆方向必然不自发。

思考、讨论“自发反应是否不需要任何条件”，结合氢气与氧气反应的实例认识到：自发反应的发生可能需要引发条件，非自发反应在一定条件下也可能发生。

新课讲授  二、化学反应方向的焓判据

教师：酸碱中和反应、镁条的燃烧、甲烷的燃烧等反应，在给定条件下都能自发进行。请大家观察下列热化学方程式，找出它们的共同特点。

H+(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1

C(s)＋O2(g)＝CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

学生回答后教师归纳：这些反应都是放热反应。放热反应进行时体系能量降低，能量越低体系越稳定，因此放热反应（ΔH＜0）具有自发进行的倾向。这一经验规律就是焓判据。

教师：投影放热反应能量变化示意图（如图2），帮助学生从能量角度理解焓判据。

观察一组热化学方程式，归纳出它们都是放热反应的共同特点，理解放热反应具有自发进行的倾向。

观察演示实验，用手触摸烧杯外壁感受温度变化，记录实验现象，得出“Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应且能自发进行”

图2  放热反应的能量变化示意

教师：提问：吸热反应是不是一定不能自发进行？

教师：演示实验：将Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体在烧杯中混合搅拌，让学生用手触摸烧杯外壁感受温度变化。

实验现象：混合搅拌后，烧杯外壁温度明显降低，甚至能使烧杯底与蘸水的木片冻结在一起，说明该反应是吸热反应，而且该反应在常温下能自发进行。

归纳：①多数放热反应能自发进行，如燃烧反应、中和反应等；②有些吸热反应也可以自发进行，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应、室温下冰的融化（ΔH＞0）等。

结论：ΔH＜0有利于反应自发进行，但自发反应不一定是ΔH＜0的反应。焓变是影响化学反应方向的一个因素，但不是唯一因素，只根据焓变判断反应方向是不全面的。

的结论。

结合实例认识到：只依据焓变判断反应方向是不全面的。

新课讲授  三、化学反应方向的熵判据

教师：设问：一副按花色和点数整齐排列的扑克牌，随手洗牌后会变得杂乱；打开一瓶香水，香味会自发地扩散到整个房间；下课后整齐的教室很快变得嘈杂无序。这些看似不相干的事件之间有什么共同规律？

学生回答后教师指出：这些过程都是由有序趋向于无序，即在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向。无序体系比有序体系“更加稳定”，可以采取更多的存在方式。这种推动体系变化的因素就是“熵”。

教师：投影“有序与无序”对比示意图（如图3），引导学生直观感受混乱度的变化。

图3  体系由有序趋向无序（混乱度增大）

结合洗牌、香水扩散、教室喧哗等实例，归纳出“体系有从有序自发转变为无序的倾向”。

观察图3，直观认识混乱度的变化，理解熵的含义及同种物质不同聚集状态熵值的大小关系。

思考“自发反应是否一定是熵增反应”，结合铝热反应的实例认识到只