判断化学反应方向的依据教学探微教案式

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1、发表于中教参2010年11月第11期总第327期《判断化学反应方向的依据》教学探微浙江省衢州高级中学吴晓妮一、课题提出苏教版《化学反应原理》中“判断化学反应方向的依据”，涉及到吉布斯自由能变化、焓变、熵变知识，要求学生全面了解决定化学反应方向的因素不是单一的焓判据或熵判据，而需将两者有机结合。本课内容的教学设计以能源问题切入，设疑（电解水获得氢能源有无现实意义？），由浅入深，分三层次向学生介绍主体知识：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；第二，以常温下存在自发的吸热反应为例，说明

2、熵增是自然界的普遍规律，是化学反应自发进行的另一种倾向——熵判据；第三，用实例说明单独运用上述判据中的任一种都不是全面的，需综合考虑焓变和熵变的复合判据——自由能公式；最后用本课所学知识证明电解水获取氢能源的可行性及前景。以“解决一个问题”为主线将本课知识点串起来，前后呼应，充分体现“从生活中学习化学，从化学走向社会”的新课程理念。[引入]在煤、石油日益枯竭的今天，21世纪最有前途的新能源可能是什么？[生]氢能。[问]很好，目前氢气的主要来源是什么？[生]电解水。[副板书]2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)(设计意图：以能源问题导入新

3、课，激发学生的兴趣，为所学知识的应用作好铺垫)[讲解]实际上该法所耗能量比燃烧所得氢气放出的更多，故该法只在专门途径使用，如推进太空火箭或航天器维持燃料电池。[设疑]水占地球表面71%，是极丰富资源。有无不耗电能生产氢气的方法？[争先恐后答]催化剂！[引导]不错！但在着手寻找催化剂或其他有效方法之前，须清楚：撤去电解这个外界帮助，该反应有无自动向右进行的可能性，也即有无向右自发反应的能力。[设疑]何为自发反应？[PPT]如图1所示的一些常见现象即为自发过程。（依次呈现图片）(设计意图：在学生已有知识及生活经验上构建新知识,引导学生从旧知识中

4、寻找新的生长点，培养学生类比归纳的能力。)[讲解]若这些过程为化学反应，则称自发反应。二、教学设计[板书]一、自发反应定义：一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应。[问]请例举学过的自发反应？[学生]2Na+2H2O==2NaOH+H2Fe+CuSO4==FeSO4+CuNaOH+HCl==NaCl+H2OCaO+H2O==Ca(OH)2……[讲解]以其中Fe+CuSO4=FeSO4+Cu为例，若将铁直接浸入硫酸铜，自发反应过程中会有热能散出；而若将其设计成原电池，则在自发反应过程中会对外输出电能。[PPT1]5[讲解]自发反应的这种本

5、领正是我们对它感兴趣的原因。（设计意图：传递给学生第一印象，自发反应的特征-------对外做功)[PPT2]与大家所举例子一样，下列反应一定条件下也能自发进行，请从能量变化角度分析它们的共同特征2Na(S)+Cl2(g)=2NaCl(s)；△H=-822KJ.mol-1H2(g)+F2(g)==2HF(g)；△H=-546.6KJ.mol-14Fe(S)+3O2(g)==2Fe2O3(S)；△H=-1648.4KJ.mol-1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)；△H=-2217.5KJ.mol-1[思考、回答]△

6、H＜0，是放热反应，体系能量降低。(设计意图：激活学生原有知识，并将问题引向深入，引导学生总结出自发反应的第一个特征：反应倾向于朝着放热的方向进行）[讲解]19世纪，化学家就发现绝大多数自发反应都是放热反应，且放出热量越多，体系能量降得越低，反应越完全。能量降低是自发反应的一个特征，故可用焓变作为判断反应是否自发的依据，即焓变判据。[板书]]二、自发反应的特征1、焓变判据（△H＜0)；反应倾向于朝着放热的方向进行。[设疑]△H＞0的反应就一定不能自发进行吗？[实验探究]取适量Ba(OH)2.8H2O(S)和NH4Cl(S)在锥形瓶中混合并振

7、荡，置于附有水的木板上。[现象]有刺激性气体产生，锥形瓶与木板间结冰，牢牢粘在一起。[问]在常温下列两反应也能自发进行，它们也是吸热反应，说明了什么？[PPT3][资料]常温下能自发进行的吸热反应：2NH4Cl(S)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+CaCl2(S)+2H2O(l)；△H＞02N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)；△H＞0（设计意图：制造矛盾，引发质疑和探究，激发学习的热情）[生]焓判据不够全面，还存在其他因素。[演示]一盒火柴散落后呈无序状态；一滴墨水在水中慢慢扩散；浓溴水滴在试管底部，红棕色蒸汽慢慢升起……[

8、设问]这些变化的共同特征是什么？[生]物质粒子排布从集中趋向分散，从有序过渡为无序[继续设问]固体氢氧化钠、硝酸钾、氯化钠、蔗糖都能自动溶解于水。已知溶解过程有吸热也有放热，那么