鲁科版 (2019)选择性必修1第1节 化学反应的方向精品教案设计
展开第二章第1节 化学反应的方问 教学设计
【教学目标】
知识与技能目标:
(1)通过介绍熵的概念,使学生知道化学反应存在熵变。
(2)通过分析反应的熵变与反应的方向,使学生了解反应熵变与反应方向有关,但不是唯一的影响因素。
过程与方法目标:
结合实际现象几相关化学知识理解化学反应进行的方向。
情感态度与价值观目标:
通过对本节内容的学习,初步树立起辩证唯物主义的世界观,激发探求未知知识的兴趣。
【教学过程】
环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
复习回顾 | 【提问】
1、什么是自发反应?请举例说明。
2、焓变时如何影响反应方向的? 【针对练习】 下列叙述正确的是 ( ) A.焓变为正的反应都是吸热反应 B.焓变为负的反应都能自发进行 C.焓变为正的反应不能自发进行 D.化学反应焓变直接决定反应方向 |
思考回答:在温度压强一定的条件下,不借助光、电等外部力量就能自动进行的反应称为自发反应。比如燃烧;△H<0有利于自反进行,但有些△H>0的反应也能自发进行。即焓变时判断反应方向的重要依据,但不是唯一依据。
答:A |
检查学生对上节课学习的知识的掌握情况,为本节课的引入做好铺垫。
检查学生对上节课知识的理解情况。 |
创设情境 | 【情景引入】 你已知道,硝酸铵溶于水是吸热过程,氢氧化钠溶于水是放热过程,而蔗糖溶于水热效应微乎其微。这也说明了焓变并不是决定反应方向的唯一依据。那么,你能说出这三个过程的共同点吗?
【问题指导】 同学们给出的两种说法差不多,而且都很好。但是请大家思考,这两种说法有什么不妥吗? |
小范围讨论: 1、它们溶于水都电离成阴、阳离子了。
2、它们都从块状固体,分散成了肉眼看不见的微粒。
思考回答: 蔗糖是非电解质,溶于水时不电离。
聆听 |
培养学生思考问题能力、语言表达能力。
学生给出的两个问题都是经过思考了的,但是很显然,第一个说法是错误的,蔗糖是非电解质,溶于水时是不电离的 。培养学生辨别问题的能力。
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【讲解】 同学们说的很好。 它们都是由不同微粒构成的,但是这些微粒本来是有序的、紧密的排列在一起的,但是溶于水后,都变成了混乱的了。 | |||
自主学习 | 【教师指导】 请同学们阅读教材,回答一下问题: 1、什么是熵?用什么表示? 2、不同物质的熵相同吗?同种物质的熵与什么有关?
3、什么是熵变?如何表示? | 阅读教材 回答: 1、熵是用来表示体系物理量的物理量,用S表示,S越大说明体系混乱度越大。 2、同一条件下,不同物质的S不同,同种物质的S与其聚集状态有关: S(g)>S(l)>S(s)。 3、熵变△S=S(反应产物)-S(反应物)。 △S>0表示熵增加,△S<0表示熵减小。 |
培养学生自主学习能力、信息提取能力、语言表达能力。 |
板书 | §2-1-2 反应熵变与反应方向 一、熵、熵变 1、熵:描述体系混乱度的物理量 2、S(g)>S(l)>S(s) 3、熵变: △S=S(反应产物)-S(反应物)。 △S>0即熵增加,△S<0即熵减小 | 理解
笔记 |
是知识系统化。 |
情境创设 | 【设疑】 我们下面从反应熵变即混乱度的角度考虑,熵变对反应方向会有何影响呢? 【展示图片】
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读图 思考 回答:熵增加是有利于自发进行的。 |
用图片启发学生,熵增加是有利于反应自发进行的。 理论联系实际,培养学生严谨的科学态度。 |
知识深化 | 【讲评】 同学们回答的对! 【讲解】 有很多的△S>0的反应在常温、常压下是能够自发进行的,如: 2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) △S=57.2J·mol-1·K-1 有些△S>0的反应在常温、常压下不能自发进行,但是在较高温度下就能自发进行了,如: CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △S=169.6J·mol-1·K-1 事实上,还有一些△S<0的反应在一定条件下也能自发进行,比如: 2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △S=-39.4J·mol-1·K-1
【设疑】 请同学们思考,这说明什么?
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聆听
思考
了解
思考 小范围讨论 回答: 这说明熵增加有利于反应自发进行,但是熵减小的反应有时也可以自发进行,熵变(△S)也只是一个与反应能否自发进行有关的因素,但不是唯一因素。 |
介绍熵变对反应方向的影响,并通过举例构成思想冲突:并不是所有的△S>0的反应在任何条件下都能自发进行,也并不是所有△S<0的反应不能自发进行。
意在培养学生辩证的唯物主义思想。
锻炼学生的思考、分析问题能力和语言表达能力。 |
板书 | 二、熵变对反应方向的影响 △S>0有利于反应自发进行 △S<0不利于反应自发进行 △S影响反应方向,但不是唯一因素 | 聆听
笔记 |
使所学知识系统化。 |
学生练习 | 【针对练习】 下列过程中△S<0的是 ( ) A.H2O(l)=H2O(g) B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) D.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) |
读题 解答:C |
针对性练习巩固。 |
课堂小结 | 【教师指导】 请同学们回顾本节课,尝试复述所学内容,并交流共享你的收获。 | 思考 讨论、交流 回答: 这节课学习了一个描述体系混乱度的物理量——熵。了解了熵增加有利于反应自发进行,熵减小不利于反应自发进行。但是熵变也不是决定反应方向的唯一因素。 |
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拓展延伸
| 【设疑】 通过前两节课的学习,我们已经知道,焓变和熵变都不是觉得反应方向的唯一因素。请同学们思考,既然△H>0不利于反应自发进行,为什么还有些能够自发进行?还有△S<0不利于自发进行,为什么有些能够自发进行? 【讲评】 回答的很好。化学反应能否在一定条件下自发进行,既与焓变有关,由于熵变有关,我们不能只考虑单一因素。 下节课,我们将一起探讨:到底什么因素决定了反应方向,请大家提前预习。 |
思考 小范围讨论 回答:△H>0(不利于自发)时有可能△S>0(有利于自发),△S<0(不利于自发)时有可能△H<0(有利于自发)。
聆听 |
整合两节课的学习内容,让学生前后联系,使知识完整、系统。
通过学生的讨论回答,让学生知道思考问题要考虑大局、考虑全面,培养学生思考、解决问题的能力。
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化学反应方向的判断依据
1.焓判据
(1)焓变(ΔH)只与反应体系的始态和终态有关,与反应进行的途径无关。
(2)焓变(ΔH)是决定反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
(3)ΔH<0时,反应有自发进行的倾向。
2.熵判据
(1)对于确定的化学反应,在一定条件下,具有确定的熵变。
(2)熵变(ΔS)只与反应体系的始态和终态有关,与反应进行的途径无关。
(3)熵变(ΔS)是决定反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
(4)熵增加(ΔS>0)有利于反应的自发进行。
3.复合判据ΔH-TΔS
(1)放热和熵增加都对ΔH-TΔS<0有所贡献,因此放热的熵增加反应一定能自发进行,吸热的熵减小反应一定不能自发进行。
(2)当反应的焓变和熵变的影响相反时,如果二者相差悬殊,某一因素可能占主导地位,若二者相差不大时,温度有可能对反应的方向起决定性作用。
用大爆炸宇宙学来观测事实
大爆炸宇宙学是现代宇宙学中最有影响的一种学说,与其它宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。
这一从冷到热,从密到稀的过程如同一次规模很大的爆发。
根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。
温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。
大爆炸模型能统一说明以下几个观测事实:
1、大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的,因而任何天体的年龄都应比自温度至今天这一段时间为短,即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。
2、观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释,那么红移就是宇宙膨胀的反映。
3、在各种不同天体上,氦丰度相当大,而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么又如此多的氦。而根据大爆炸理论,早期温度很高,产生氦的效率也很高,则可以说明这一事实。
4、根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等,可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言今天的宇宙已经很冷,只有绝对温度几度。1965年,果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射,温度大约为3K。这一结果无论在定性上或者定量上都与大爆炸理论的预言相符。但是,在星系的起源和各向同性分布等方面,大爆炸宇宙学还存在一些未解决的困难问题。
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