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《化学反应进行的方向》化学教案

时间:2020-01-14 16:11:59 化学教案 我要投稿

《化学反应进行的方向》化学教案

  《化学反应进行的方向》需要运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断,以下是《化学反应进行的方向》化学教案,欢迎阅览!

《化学反应进行的方向》化学教案

  一、教学目标

  1、理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据;能用焓变和熵变说明化学反应的方向。

  2、通过已有知识及日常生活中的见闻,构建化学反应方向的判据;学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工,构建新知识。

  3、通过本节内容的学习,学生能够感受到事物的发展、变化常常受多种因素的制约,要全面分析问题。

  二、教学重难点

  【重点】焓减和熵增与化学反应方向的关系。

  【难点】焓减和熵增与化学反应方向的关系。

  三、教学过程

  环节一:新课导入

  环节二:新课讲授

  1、焓判据

  【提出问题】根据生活经验,举例我们见过的在一定条件下不需外力作用就能自发进行的过程,即自发过程。

  【学生回答】水由高处往低处流,自由落体,电流由电位高的地方向电位低的地方流,等等都是自发过程。

  【提出问题】从能量变化的角度思考这些自发过程的体系中具有怎样共同的特点?

  【学生回答】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者释放热量。

  【提出问题】从中你能得到什么结论?

  【学生回答】在化学反应过程中放热反应通常是容易发生的。

  【提出问题】常见的可自发进行的放热反应还有很多,试举例说明?

  【学生回答】铁器暴露于潮湿的空气中会生锈,酸碱中和反应、镁条燃烧反应、白磷自燃。

  【教师讲解】放热反应(△H<0)过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,科学家由此提出一条经验规律,即用焓变来判断反应进行的方向,这就是所谓的焓判据。

  【提出问题】有没有这样的“逆过程”,墨水中的小碳粒自发地聚集在一起,成为一滴墨水,其余部分又变成清水,你从中能得到什么结论?

  【学生回答】一个反应如果是自发过程,那么它的逆反应是非自发过程。

  【提出问题】既然反应有着向能量降低方向进行的趋势,焓减小有利于反应自发,那么是不是自发过程都是放热的呢?

  【学生回答】烧杯外壁温度很低,证明反应是吸热的.,从中可以看出,有些吸热反应也是可以自发进行的。

  【提出问题】只根据焓变来判断反应进行的方向可以吗?

  【学生回答】不可以,不够全面,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。

  2、熵判据

  【提出问题】墨水的扩散、气体的散逸、香水的挥发等过程都是自发的,它们与焓变有关吗?是什么因素决定这些过程能自发进行?(阅读课本37页相关内容)

  【学生回答】这些过程都无明显的热量变化,与能量状态的高低无关,受另一种能够推动体系变化的因素的影响,即体系有从“有序”自发地转变为“无序”的倾向。

  【提出问题】自主阅读教材,思考这是什么判据方式,依据的原理是什么?

  【学生回答】熵判据:体系有自发地向混乱度增加方向转变的倾向,即熵增加原理(△S>0)。

  【提出问题】如何理解“熵”的含义?

  【学生回答】用来量度体系混乱度的物理量,即表示体系的不规则或无序状态。

  【提出问题】比较不同状态的同一物质熵值的大小?

  【提出问题】体系有自发地向混乱度增加(熵增)的方向转变的倾向,这是自然界的普遍规律,那么是不是所有熵减的反应都不能自发进行呢?

  【学生回答】—10℃的液态水就会自动结冰成为固态,这是熵减的过程,但它是放热的。

  【提出问题】只根据熵变来判断反应进行的方向可以吗?

  【学生回答】只根据熵变来判断反应进行的方向也是不全面的。

  【提出问题】焓变和熵变都与反应的自发性有关,又都不能独立地作为自发性的判据,那么要判断反应进行的方向应该怎么办呢?

  【学生回答】可以综合考虑体系的焓变和熵变。在一定条件下,一个化学反应能否自发进行,既与反应焓变有关,又与反应熵变有关。

  【分组讨论】发生离子反应的条件之一是生成气体。试利用上面讲的熵判据加以解释?

  【学生回答】由于反应中生成气体是熵增大的过程,所以增大了反应的自发性,使反应能得以发生。

  【分组讨论】利用理论知识有时可以使看似不能发生的反应得以进行,你能尝试解释浓硫酸与食盐、钠与KCl反应的原理吗?

  【学生回答】用浓硫酸与食盐固体反应制取HCl气体,对复分解反应来说看似矛盾,但生成了HCl气体,是熵增大的过程,HCl脱离反应体系,使得反应得以正常进行。在熔融态,用金属钠与KCl反应制取钾,把反应温度控制在金属钾的沸点以上,使钾以气体形式产生,即是熵增大的过程,又是减少生成物浓度平衡向正反应方向移动,因此利用理论知识有时可以使看似不能发生的反应得以进行。

  【提出问题】判断反应进行的方向时,有哪些注意事项,试举例说明?

  【学生回答】第一,在讨论过程的方向问题时,我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果。

  例如,用水泵可以把水从低水位升至高水位;用高温可以使稳定的石灰石分解;高温高压可以使石墨转化为金刚石。但是,实现后者的先决条件是要向体系中输人能量,该过程的本质仍然是非自发性的。

  第二,大量事实告诉我们,过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。

  例如,涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件,其发生腐蚀过程的自发性是相同的,但是只有后者可以实现;装在气球中的气体和打开阀门后的气球中的气体一样,都有自发地进人大气并与之混合均匀的自发性,但是只有后者可以实现。

  环节三:巩固提升

  【提出问题】阅读科学视野,说一说当焓变和熵变出现相反的方向时,反应是自发的还是非自发的?该怎样结合起来?

  【学生回答】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<0反应自发进行

  △G=△H—T△S=0反应达到平衡

  △G=△H—T△S>0反应逆向进行

  【提出问题】焓变和熵变满足什么条件时一定能自发进行和一定不能自发进行?

  【学生回答】放热、熵增的反应一定能自发进行;吸热、熵减的反应一定不能自发进行。

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