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    苏教版2022-2023高中化学专题2 化学反应速率与化学平衡第二单元化学反应的方向教案
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    高中化学苏教版选修4 化学反应原理第一单元 化学反应速率教学设计

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    这是一份高中化学苏教版选修4 化学反应原理第一单元 化学反应速率教学设计,共4页。教案主要包含了适用对象,适用阶段等内容,欢迎下载使用。

    《化学反应的方向》(第一课时)教学设计

    【学科】高中化学

    【教材】苏教版《化学反应原理

    【适用对象】全日制普通高中高学生

    【适用阶段】新课学习

    一、          教学目标:

    1知识与技能:知道自发反应的概念,知道熵变的概念,能用反应的焓变、熵变说明化学反应的方向。

    2、过程与方法:通过对化学反应能否自发进行的现象分析到理论探讨,培养探究分析问题的能力;通过自主学习、小组合作探究等方式,让学生主动建构知识,再由教师点拨进而加深对知识的理解。

    3情感态度与价值观:通过联系生产生活中的问题,认识化学反应原理在生产生活中的重要作用,提升对化学反应价值的认识。

    二、学情分析:

    学生已经详细学习了化学反应的热效应化学反应速率,具备了一定的化学反应原理的相关知识,这对学生理解、掌握本节内容设置了铺垫。本课时涉及到的概念,这是一个新的物理量,学生首次接触,教学中需注意直观性和适当的情景创设,让学生更易于理解。

    我校化学组在徐丹青特级教师的带领下,一直在实践先学后教的教学模式。经过一年多的高中学习,学生对先学后教的教学模式已基本熟悉,学生自主阅读,小组讨论,提出疑问,组间互助的条件已经基本成熟。这为采用先学后教教学模式来上本节课奠定了方法基础。

    三、          重点难点:

    焓变和熵变与化学反应方向的关系是本节的重难点。

    四、          教学活动

    环节一:通过先学(阅读、思考、讨论),体会化学反应是有方向性的。通过学生质疑,教师点拨,理解自发反应的定义。

    教师:今天的课题是化学反应的方向,请大家先阅读书本P42-44页内容,以四人为一小组思考讨论,完成以下学习任务:

    1  化学反应有方向性吗?

    2  你是如何理解自发反应的?

    3  自然界或生活中有哪些自发的过程?

    4  这些自发过程有什么共同点?

    5、联系自发过程的共同点,你能否找出化学反应自发与否的决定因素?

    学生分组自学,讨论。

    学生回答第一个问题:有。

    教师追问:你能举出例子来吗?

    学生回答:碳酸钙遇到盐酸可以反应,反之,氯化钙溶液中通入二氧化碳不会反应。

    教师发问:碳酸钙遇到盐酸,发生反应需要外界帮助吗?

    学生回答:不需要。

    师生归纳:无需外界帮助的反应,就是自发反应

    板书:自发反应,无需外界帮助。

    教师发问:对于第二个问题——你是如何理解自发反应的,同学们有什么疑问吗?

    学生提出问题:这个无需外界帮助一定指在常温常压下吗?

    其他学生回答:不是,在一定的温度和压强下。

    教师追问:那么温度和压强的改变算不算外界的帮助?

    学生回答:不是外界的帮助。

    归纳板书:在一定的温度和压强下。

    巩固练习:判断下列反应是否自发

    1)水分解成H2O2

    2)绿色植物的光合作用

    3)氢气燃烧

    4)镁带燃烧

    学生思考后回答。

    学生质疑:镁带燃烧,氢气与氧气需点燃才反应,怎么解释这是自发反应呢?

    教师归纳:以氢气和氧气点燃反应为例,该反应自发是指氢气和氧气混合在一起有自发生成水的趋势.但并不代表氢气和氧气混合,就能快速生成水,也就是说反应是否自发,是不考虑反应的速率的。在通常情况下,若把氢气和氧气混合在一起,他们有反应生成水的趋势,但反应的速率非常慢,我们根本觉察不到它们的反应. 如果升高温度到800摄氏度度,该反应即以爆炸的方式瞬间完成; 如果选择合适的催化剂如用钯作催化剂,在常温常压下,氢气和氧气以较快的速率化合成水;升温和催化剂加快了反应的速率。

    所以我们要正确理解自发反应,第一,温度和压强的改变不属于外界帮助。第二,把化学反应能自发不等同于反应能快速发生。

    环节二:通过对自然现象的观察,以及动手操作,总结出焓变与自发反应之间的关系。

    学生回答问题3水由高处流向低处,石头从山上滚下,苹果从树上落下等等。

    学生回答问题4自发过程发生后,水、石头、苹果的势能降低。能量降低,体系稳定。能量越低越稳定。

    教师追问:甲烷分子是什么空间构型?

    学生回答:正四面体。

    教师继续追问:为何甲烷为正四面体构型而不是平面四边形呢?

    学生思考。

    学生活动:教师提供给学生四个扎在一起的气球,学生随意地甩动,观察气球以怎样的空间构型存在。

    学生得出结论:总是以正四面体形式存在。

    师生归纳:甲烷呈正四面体构型是能量最低,最稳定的一种排列方式。

    学生回答问题5能量降低,反应需要放出热量。

    教师追问:还记得哪些反应是放热反应吗?

    学生回答:金属与酸反应,酸碱中和,生石灰与水等化合反应,燃料燃烧等。

    教师继续追问1这些反应自发吗?

    学生回答:自发。

    教师继续追问2我们可以利用什么来判断反应是否自发?

    学生回答:焓变。

    板书:焓判据,焓变小于0,有利于反应自发。

    环节三:通过质疑——吸热反应就一定不自发吗?利用两个自发的吸热反应实验,引出熵、熵变的概念,继而得出熵变与自发反应的关系。

    教师提问:到这里,同学们有产生什么疑问吗?

    学生问:放热反应一定自发吗?即吸热反应一定非自发吗?

    学生讨论。

    生分组实验1

    往试管中加入约2毫升盐酸,用电子温度计测量溶液温度,然后加入碳酸氢钠溶液,观察现象,并观察电子温度计显示屏温度的变化。

    分组实验2

    在气球皮里分别加入氯化铵和氢氧化钡固体,扎紧小气球口,用手混合均匀固体,观察现象并感受气球外壁温度的变化。

    请学生描述实验现象,并判断反应是否自发。

    实验1现象:有气泡产生,是自发反应。温度下降,反应吸热。

    实验2现象:气球变大,反应自发,气球皮感觉冰凉,反应吸热。

    师生归纳:两个都是吸热反应,都自发。自发反应未必都是放热的。

    教师追问1那么到底是什么原因让这两个吸热反应自发呢?我们看看这两个反应除了自发和吸热外还有什么共同点?

    学生回答:都放出气体。

    教师追问2从微观的角度来看,固体、液体、气体,微粒的排列是怎样的?

    学生回答:从有规则到较有规则,到无规则,体系越来越混乱了。

    教师追问3我们可以用什么物理量来衡量一个体系的混乱度?

    学生回答:

    板书:熵,用S表示。熵的变化,即熵变,用S表示。从有序到混乱,熵增,S>0,反之,小于0.

    学生完成书45页问题解决的第一题并回答。

    教师:我们再来看这些自发的过程。

    图片:一滴墨水滴入烧杯水中,扩散开来;香水瓶的盖子打开,人们会闻到香味;下课了,同学们自发地从位置上离开。

    教师提问:这些自发过程都有什么共同特点?

    学生回答:体系的混乱度增加,都是熵增的过程。

    教师追问1反过来,有没有可能让墨水自动与水分离,让跑出香水瓶的分子自动回到瓶子?学生回答:不可能。

    教师追问2再看刚才这两个我们实验过的吸热的自发反应,现在你知道它们为什么可以自发了吗?

    学生回答:因为生成了气体,熵增加了。

    师生归纳:熵增有利于反应自发。这是自发反应的又一个判据。

    板书:熵判据,熵变大于0,有利于反应自发。

    教师阐述:就像能量最低原理一样,体系有自发向混乱度增加的方向变化的倾向,这也是自然界的普遍规律。

    巩固练习:请用熵的理论来解释以下化学现象?

    1、为什么可以用金属钠来制备金属钾?

    2、为什么碳还原二氧化硅得到是一氧化碳,而不是二氧化碳。

    学生讨论后回答:

    1、钠的金属活动性弱于钾,按理说反应是不能发生的,但控制好温度,使钾为气态,钠为液态(沸点钾低于钠),由于熵值增大,拉动了反应的发生。

    2、生成1摩尔硅,可以生成1二氧化碳,2摩尔一氧化碳,所以,生成CO熵增更大,更容易拉动反应。

    环节四:小结焓变和熵变是决定反应是否自发的两个因素,通过课后活动深入理解熵、熵变。

    教师小结:今天这节课,我们理解了一个新的概念:自发反应。认识了一个新的物理量熵,并找到了决定自发反应的两个因素,焓变和熵变。知道了体系能量降低,混乱度增大是有利于反应自发的。

    课后活动:请你以一天的活动为线索,观察并分析哪些现象产生熵增?你克服了哪些熵增?这些克服熵增的过程,给你带来了什么感受和启发?

     

    五、          板书设计

     

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