《化学反应进行的方向》教学设计\一、课程分析：1 .教材的地位与作用本节为人教版化学选修4第二章第四节《化学反应进行的方向》。
主要介绍了“焓判据、熵判据及自由能变化（△G=△H-T△S）”知识，有一定难度。
教材从学生已有的知识和生活经验出发，分四个层次就化学反应的方向进行了介绍。
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；以生活现象为例，说明混乱度（熵）增加是自然界的普遍规律，也是化学反应自发进行的一种倾向——熵判据。
第二，用实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面的。
第三，要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。
第四，简单介绍了自由能判据的结论性内容。
2. 教学目标知识与技能:（1）通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性(2)通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念(3)通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。
过程与方法:通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生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式，构建新知识情感态度价值观:通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学与日常生活是息息相关的3．教学重难点重点：熵判据难点：焓减与熵增与化学反应方向的关系二、教学方法：教师教法：创设情境、问题引导、重点讲解学生学法：思考交流、分析讨论、习题检测三、学生学情：本节内容是在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学平衡等知识之后，以知识介绍的方式呈现出来，让学生了解决定反应进行方向的因素不是单一的焓变，熵变也是决定因素之一。
四、教学过程：【一、情景创设，导入新课】提问：同学们知道二十一世纪的第三金属是指哪种金属吗？你知道它的用途吗？钛这种金属是如何被发现，又是怎样制备出来的呢？科学家们遇到了怎样的困难呢？（TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) TiCl4＋2Mg＝2MgC12＋Ti）第一步科学家们就被难住了。
这个反应在任何温度下都不反应，但是其逆向反应，四氯化钛与氧气却能在一定温度下反应生成二氧化钛，这是工业生产二氧化钛的一种方法。
也就是说，这个反应根本不能按照科学家欲设的方向进行。
这在科学研究中是很常见的，在同学们的学习中是否也遇到过类似的情况呢？例如：CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl、Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu以上两个反应的正向在常温常压下都能自动发生，而逆向反应在相同条件下却不能自动进行。
也就说化学反应存在方向性。
【设计意图】通过金红石无法直接制取钛，激发学生的学习兴趣，引出反应进行方向。
教师：再看2H2和O2的反应，在常温常压下我们看不到现象，但是这个反应的正向具有发生反应的可能性，因为如果等上千年万年我们就能看到微量的水生成。
而其逆向，水在常温常压下却不能自动分解成氢气和氧气，除非在电能的帮助下反应才能发生。
【设计意图】引出自发反应，非自发反应定义。
【二、问题引导，突出重点】教师：在一定温度和压强下，化学反应向着怎样的方向自发进行呢？这个问题的解决有助于帮助我们找到TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)不能自发进行的原因。
教师：自然界中有很多现象都具有方向性，例如：你认为在一定温度和压强下，化学反应向着怎样的方向自发进行呢？[学生活动]观察大屏幕上图片水总是自发的从高处向低处流，热向着温度降低的方向传导……总结出可能是向着放热的方向自发进行【板书】一、焓判据：自发过程的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释放热量)，教师：在一定温度和压强下，化学反应一定不能向着吸热的方向自发进行吗？学生回忆、寻找反例证：2NH4Cl(s)与Ba(OH)2·8H2O(s)的反应是吸热的，但是常温自发，说明化学反应有可能向着吸热的方向自发进行。
教师补充证据：NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)△H=37.3kJ/mol 现场演示该实验，证明此反应的确是吸热反应，但常温自发。
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H=178.2kJ/mol 吸热反应常温不自发，高温下能够自发进行C(S ，石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=126.1kJ/mol由此说明焓变是影响反应方向的因素但不是唯一因素，还有什么因素在影响反应的方向呢？学生：观察大屏幕上视频;①固体溶解：食盐、氢氧化钠、蔗糖自动溶于水，相反的过程却不可能出现。
②墨水滴入水中自动扩散，二则却不能自动分离。
③气体扩散：二氧化氮与空气自动混合【设计意图】通过实例引出熵和熵判据【板书】二、熵判据：1.熵：是描述体系混乱度的物理量。
符号：S 单位：J•mol-1•K-1 。
体系的混乱度越低，熵值越小；体系的混乱度越高，熵值越大。
2、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。
在用来判断过程的方向时就称为熵判据。
【大屏幕展示】标准状况下1mol下列物质的熵S(Jmol-1K-1)CH4O2H2H2O(l) HNO3(l) Br2(l) 石墨金刚石Fe NaCl 186.15 205.03 130 69.9 156 152 5.7 2.4 27.3 72.1教师：请分析哪类物质的熵较高，哪类物质的熵较低？并解释。
学生：气体物质的熵较大，因为分子间间距大，作用力小，分子在一定体积内做自由运动。
而固体中微粒之间距离小，相互作用力强，它们排列是有序的。
教师：请推测同一种物质固、液、气三态，熵值的大小。
学生：同一种物质固、液、气三态，熵值逐渐变大。
教师：提供数据加以证明教师：你能找到吸热反应自发进行的原因了吗？教师：大量事实证明化学反应趋向于向着熵增的方向自发进行，但是我们还需要思考，化学反应一定不能向着熵减的方向自发进行吗？如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=-39.4 Jmol-1K-1【设计意图】 1通过问题的分析引导学生，得出熵判据是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素，得出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，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变——自由能变化教师：历史上有一位美国化学家——吉布斯，他发现在一定温度、压强下：△H-T△S<0时反应自发，△H-T△S〉0时反应非自发，同学们认为△H-T△S=0时是一种什么情形？[教师活动]多媒体投影——恒压下温度与反应方向的关系类型△H △S △G及反应方向反应实例1 －，焓减＋，熵增－，任何温度下均自发，2 +,焓增－，熵减＋，任何温度均不自发，3 +,焓增＋，熵增 +，常温不自发，－，高温自发4 －，焓减－，熵减－，常温自发＋，高温不自发【设计意图】通过学生阅读课本内容，弄清自由能变化与过程方向性的关系，培养学生的自学能力。
[学生活动]阅读第35页最后一段，了解在讨论过程的方向问题时需要注意的问题【设计意图】通过学生对本部分内容的了解，帮学生树立应全面看问题的思想。
【问题解决】已知：在298K、100KPa时，该反应的 2NO(g)+ 2CO(g) = N2 (g)+ 2CO 2(g),△H=-746.8kJ•mol-1，△S=-197.5 J•mol-1•K-1 。
则：△G = △H - T△S=-687.9 kJ•mol-1﹤0 因此室温下反应能自发进行。
但是，该反应的速率极慢，需要使用催化剂来加速反应。
【设计意图】通过本部分教学既为学生解决了问题，有使学生体会到化学与生活的密切联系，激发学生学习化学的兴趣。
【三、归纳总结，知识升华】焓判据和熵判据的应用：1.由能量判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容易自发进行；2.由熵判据知∶许多熵增加（△S﹥0）的过程是自发的；3.很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个判据兼顾。
由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（体系自由能变化：△G = △H - T△S）将更适合于所有的反应过程；4.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的速率；5.在讨论过程的方向时，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； 6.反应的自发性也受外界条件的影响。
【四、学以致用，提升能力】随堂练习及作业布置1.知道了某过程有自发性之后，则（）A.可判断出过程的方向B.可确定过程是否一定会发生C.可预测过程完成的快慢D.可判断过程的热效应2.下列过程是非自发的是（）A.水由高处向低处流；B.天然气的燃烧；C.铁在潮湿空气中生锈；D.室温下水结成冰五、板书设计：一、焓判据:焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
若ΔH＜0，正向反应能自发进行；若ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
二、熵判据:1.熵：是描述体系混乱度的物理量。
符号：S 单位：J•mol-1•K-1 。
体系的混乱度越低，熵值越小；体系的混乱度越高，熵值越大。
2.熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。
在用来判断过程的方向时就称为熵判据。
三、复合判据: 自由能变化（△G）单位：KJ/mol△G = △H - T△S△G<0 反应能自发进行；△G=0 反应达到平衡状态；△G>0 反应不能自发进行六、教学反思：本教学设计以新课程理念为指导，坚持“自主探究、合作交流”，整个教学设计分为“情景创设导入新课”、“问题引导突出重点”、“归纳总结知识升华”“学以致用提升能力”四个层次，实现了不断引导学生由易到难，由浅入深，循序渐进。
通过回忆、思考、讨论、探究等活动，让学生学习的主体地位真正得到了回归，课堂真正成了学生自主学习的“学堂”；课堂上老师没有滔滔的讲，只是适时恰当地点拨和引导，因而老师在课堂上的表现得更轻松，更灵活，更游刃有余。
从整节课的实施过程来看，在很大程度上克服了以往老师对新课内容的不断重复、学生“惯于听”而“疏于思”，学习效率低下的普遍性问题。
使学生通过阅读、思考、讨论等环节，基本掌握了知识内容，学生对本节课也普遍表示满意，使我真正体会到了课程改革的魅力所在！当然，由于本轮新课改的实践在我省还处于起步阶段，所以本教学设计与课改新理念还有相当差距。