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

教学设计

一、教学内容分析

本节课选自人教版化学选择性必修第一册第二章第三节。学生在前面已经学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率与反应限度，本节进一步讨论一个更基本的问题：化学反应能否自发进行、向什么方向进行。教材先借助瀑布落水、水往低处流、滴墨入水等生活情景引出自发过程与自发反应的概念，再从能量角度提出焓判据，从混乱度角度引入熵这一新的物理量并建立熵判据，最后将两个判据统一为复合判据ΔG＝ΔH−TΔS，形成判断化学反应方向的完整思维模型。

本节内容较为抽象，熵的概念学生首次接触，教材通过扑克牌洗牌、教室秩序等类比活动将不可见的混乱度变化直观化。教学中以例题精讲与课堂练习为载体设计信息增量：例题1训练运用焓判据判断放热、吸热反应的自发倾向，例题2训练依据物质状态与气体物质的量变化判断ΔS符号，例题3以汽车尾气转化反应为背景，示范统一单位、代入ΔG＝ΔH−TΔS计算、依据符号下结论的完整流程。本节课在方法论上引导学生从单一判据走向综合判断，培养用数据说话的证据推理意识，并为后续学习奠定方法基础。

二、学情分析

1.知识基础

学生已经详细学习了化学反应的热效应，能够书写热化学方程式，会判断ΔH的正负，理解放热反应与吸热反应的键能本质；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相关知识。同时学生已经学习和掌握了一定的物理与化学知识，只要采用正确合理的教学策略，就能理解、掌握本节内容。尤其值得注意的是，本课时涉及的熵是一个学生首次接触的新物理量，缺乏直观经验，一定要注意教学的直观性和适当的情景创设。

2.能力基础

经过一年多的高中学习，学生大部分已初步养成科学探究的学习习惯，具备根据实验现象和生活事实归纳规律的初步能力，能够由学生自主搜集资料、

自主分析资料、自主探究总结得出知识要点；但仍需要教师进行必要的指导和解疑。学生能够依据ΔH符号对反应的热效应进行分类讨论，但依据两个物理量综合判断反应方向的能力尚未形成，对定量计算ΔG并作出判断的完整流程需要示范与训练。

3.认知基础

学生容易形成放热反应一定自发进行的思维定势，忽视吸热反应也可能自发的事实；对混乱度的量化理解存在困难，常把熵简单等同于混乱而不理解其是描述体系状态的物理量；对焓变与熵变判断结果出现矛盾的情形缺乏心理预期。教学中需要通过铝热反应等实例制造认知冲突，再引出复合判据，帮助学生完成从单一判据到综合判断的认知进阶。

三、教学目标

1.宏观辨识与微观探析

通过瀑布落水、水往低处流、滴墨入水等宏观现象认识自发过程的方向性；能从分子运动的微观角度解释墨水扩散、冰融化等过程中体系混乱度增大的本质，建立宏观现象与微观粒子无序化程度之间的关联。

2.变化观念与平衡思想

认识化学反应有确定的方向，方向由焓变与熵变共同决定；理解ΔG＝ΔH−TΔS中温度对反应方向的影响，知道同一反应在不同温度下可能得出不同的自发性结论，形成任何判据都有适用范围的变化观念。

3.证据推理与模型认知

能依据给定的ΔH、ΔS数据，运用焓判据、熵判据和复合判据推理反应能否自发进行，建立一算ΔG、二比正负、三下结论的判断模型；能结合复合判据四象限示意图，归纳ΔH与ΔS四种组合下反应自发性与温度的关系。

4.科学探究与创新意识

通过洗扑克牌、回顾滴墨入水等课堂活动收集证据、归纳规律，体会从生活经验抽象出化学规律的探究过程；能对自发反应一定是熵增反应吗等问题提出假设，并设计实例加以验证。

5.科学态度与社会责任

结合汽车尾气转化反应自发性与实际治理的讨论，认识化学在治理大气污染中的应用价值，树立绿色化学观念；在判断反应方向的讨论与练习中养成严谨求实、用数据说话的科学态度。

四、教学重难点

重点：焓减和熵增与化学反应方向的关系；运用ΔG＝ΔH−TΔS复合判据判断化学反应的方向。

难点：熵的概念的建立；温度对ΔG数值及反应方向的影响。

五、教学方法

情景创设法：以瀑布图片与《墨韵》滴墨入水视频创设情境，引出自发过程概念；

问题引导法：以三组递进问题串驱动新知探究，制造认知冲突推动思维进阶；

类比归纳法：以扑克牌洗牌、教室秩序变化类比体系混乱度的变化，突破熵的概念难点；

例题精讲法：通过三道例题分层示范焓判据、熵判据与复合判据的运用规范；

小组讨论法：围绕四象限组合与巩固练习组织小组讨论、互评订正。

六、教学资源

教材文本资源：本节正文、思考与讨论栏目；多媒体资源：瀑布与水往低处流图片、《墨韵》滴墨入水视频；课堂活动器材：扑克牌一副；自制复合判据四象限示意图1张（图1）。本节课图片使用数量为1张，符合不超过5张的要求。

七、教学过程