文档内容
第二章 《化学平衡》教学设计
第三节
化学反应的方向
课题： 2.3 化学反应的方向 课时 1 授课年级 高二
（1）理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；
课标
（2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
要求
《化学反应的方向》一节内容介绍了“焓判据、熵判据及自由能
（△G=△H-T△S）”知识，有一定难度。教材将本节内容安排在学生
学习了必修部分《化学反应的快慢和限度》和选修部分《化学反应的
热效应》之后进行教学。目的是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。
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
教材 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
分析 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。
本课时是本节教学的第二课时主要进行探究反应熵变与反应方
向关系的内容教学。希望通过通过创设情境让学生在学习中亲身经历
从现实生活中发现和提出问题并解决问题的过程，引导学生主动探究
反应熵变与反应方向之间的内在关系。
知识与技能：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。
教学
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。
目标
教学 重点: 焓减和熵增与化学反应方向的关系
重、 难点：熵的概念。
难点
核心 宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识物质的多样性，并对物质进行分类；能从元素和
原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念；能从宏
素养 观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。变化观念与平衡思想：能认识物质是运动和变化的，知道化学变化需要一定的条件，并遵
循一定规律；认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；认识化学变化有一定
限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的
假设，通过分析推理加以证实或证伪；建立观点、结论和证据之间的逻辑关系；知道可以通过
分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型；能运用模型
解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
目前，学生已经详细学习了“化学反应的热效应”；初步学习了
“化学反应快慢和反应限度”，具备了一定的化学反应原理的相关知
识，同时已经学习和掌握了一定的物理和化学知识，只要采用正确合
理的教学策略和学习策略，学生就能理解、掌握本节的内容。尤其值
得注意的是本课时涉及到“熵”的概念，这是一个新的物理量学生首
学情
次接触。一定要注意教学的直观性和适当的情景创设。
分析
经过一年的高中学习，学生大部分已初步养成了科学探究的学习
习惯，具备了进行科学探究的基本能力。由学生自主搜集资料，自主
分析资料，自主探究总结升华得出知识要点的条件已经基本成熟；但
仍然需要教师进行必要的指导和解疑
教学过程
教学 设计意
教学活动
环节 图
【导入1】1.根据图片，判断两自然现象是否是自发的《瀑布》《水往低处流》
【学生】观看图片，思考回答，瀑布是自发反应、水往低处流不是自发反应
回顾旧
【导入2】播放视频“墨韵”。联想小时候“滴墨入水”游戏。引发思考：1.墨滴在
知，预
水中的扩散能否自发进行? 2.游戏时水会变热吗? 3.是什么原因使这个焓变极不明显的 习新
知，通
游戏过程能自发进行?
过提问
【学生1】看视频思考。 的方式
反馈评
【预习1】阅读课本相关内容，思考讨论下列问题：
环 价学生
节 1.什么是熵?什么是熵变? 的预习
一 化 情况。
、 学 2.什么样的过程是熵增过程?
事
情
3.所有的自发反应都是熵增过程吗? 请从理论和实例两个角度说明。
故
景
情 【学生】学生自学知识(用时3分钟)， 分组讨论上述问题(2分钟) , 展示学习结果。
导
境
入【过渡】通过预习，我们来说说自发过程的具体含义和特点 通过实
例帮助
【学生1】①含义：在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。
学生理
【学生2】③特点;
解混乱
a．体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。
度。使
b．在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。
抽象知
【教师】⒉焓变与化学反应进行方向的关系 识具体
活 ①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 化直观
动 ②有些吸热反应也可以自发进行，如：2N 2 O 5 (g)⇌ 4NO 2 (g)＋O 2 (g) ΔH＝＋56．7 化。培
一 kJ·mol－1。 养学生
、 结论：只用焓判据判断反应是否自发不全面。 运用基
⒊．熵变与反应的方向 本概念
判 (1)熵、熵变的概念 分析问
断
题解决
化
问题的
学
能力。
反
应
进
行
的
方
向
(2)熵值大小
①体系的熵值：体系的混乱度越大，体系的熵值就越大。
②同一物质的熵值：S(g) >S(l) >S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。
(3)熵判据：体系有自发地向混乱度增加(即熵增，ΔS>0)的方向转变的倾向，因此可用
熵变来判断反应进行的方向。
(4)熵变与化学反应进行方向的关系
①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)，如2KClO=====2KCl＋
3
3O↑；CaCO ＋2HCl===CaCl ＋HO＋CO↑等。
2 3 2 2 2
②有些熵减的反应也可以自发进行，如
Ca(OH) (aq)＋CO(g)===CaCO (s)＋HO(l)。
2 2 3 2
结论：只用熵判据判断反应是否自发不全面。
4．自由能与化学反应的方向
(1)自由能
符号为ΔG，单位为kJ/mol。
(2)自由能变化与焓变、熵变的关系：ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，
环 还与温度有关。
节 (3)反应方向与自由能的关系
二 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。
、 ①当ΔG<0时，反应自发进行；
②当ΔG>0时，反不能自发进行。
氧【过渡】通过了解熵增，我们初步认识到熵增的特点，那么怎么样根据它判断化学反
应进行的方向呢？
培养学
【讲解】1．自发过程
生独立
思考的
(1)含义
精神和
在温度和压强一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。 利用理
论知识
(2)特点
解决实
①具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯 际问题
定不能自发。 的习惯
和能力
②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。
③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。
2．判断化学反应自发性的方法
焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行
<0 >0 能自发进行
>0 <0 不能自发进行
巩固与
<0 <0 取决于温度，低温自发 评价，
发现问
>0 >0 取决于温度，高温自发
题，调
控课
堂，提
【对应训练1】对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是（ ） 高效
率。检
A. 在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
测与评
价，发
B. 温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
现问
C. 反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 题，调
控课
D. 固体的溶解过程与焓变有关
堂，提
高效
率。
【答案】 AB
分析：△H-T△S<0，常温、常压下反应能自发进行，所以焓变和熵变是一定温度下
化学反应能否自发进行的复合判据，所以A正确，C不正确。放热反应的焓变小于
零，熵增加反应熵变大于零，都对△H-T△S<0做出贡献。显然，放热的熵增加反应
一定能自发进行，所以B正确。固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的
过程，所以D不正确。
答案：AB。
【对应训练2】2. 如果一个反应△H－T△S值为零，则此反应（ ）
A. 能自发进行 B. 是放热反应
C. 不进行 D. 处于平衡状态
【答案】D
△H-T△S=0只能证明在平衡状态
所以D项正确，A和B不正确；平衡是动态平衡。
正逆反应谜率相等，但反应速率不是，不能说“反应不进行”，C不正确，答案选D。
活
活1．（易）教材作业
2．已知：Mg(s)+Cl2(g)==MgCl2(s) △H(298K) =－642 kJ·mol－1，试判断下
列说法正确的是（ ）
A. 在任何温度下，正向反应是自发的
B. 在任何温度下，正向反应是不自发的
C. 高温下，正向反应是自发的；低温下，正向反应不自发
D. 高温下，正向反应是不自发的；低温下，正向反应自发
【答案】D
【解析】Mg(s)+Cl₂(g)=MgCl₂(s)△H(298K)=−642kJ，则正向反应.△S<0,
⋅mol⁻¹△H<0,
，所以高温下，正向反应。△G=△H−T△S>0 -T△S>0是非自发的，低温下，
正向反应。
△G=△H−T△S<0-T△S<0自发 ,则ABC错误, D正确;
故选 :D。
3. 以下自发过程可用能量判据来解释的是（ ）
A．硝酸铵自发地溶于水
B．两种理想气体自发混合时热效应为0
C．(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ·mol－1 及时巩
固、消
D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol－1
化所
【答案】D 学，促
进掌握
硝酸铵的溶解过程是熵值增加的过程，主要是熵判据， A项错误； 两理想气体
必备知
混合时焓变为0， 所以只能用熵判据， 因此B项错误； C项为吸热的熵增反应， 识，评
根据 价教学
效果，
△G=△H−T⋅△S
为后期
可知， 熵判据有利自发反应， 焓判据不利自发反应， 即不能用能量判据； D 优化教
环 中反应是放热反应， 且是熵值减小的， 所以应该用能量判据， 答案选D。 学方案节 提供依
四 据，培
、 4．碳铵「（NH4）2CO3」在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法中正确的 养分析
课 是（ ） 问题和
后 A. 碳铵分解是因为生成易挥发的气体，使体系的熵增大 解决问
巩 B. 碳铵分解是因为外界给予了能量 题等关
作
固 C. 碳铵分解是吸热反应，根据能量判断不能自发分解 键能
业
D. 碳酸盐都不稳定，都能自发分解 力。
设
【答案】A
计
A、碳铵自发分解， 是因为体系由于氨气和二氧化碳气体的生成而使熵增大，
故A正确；
B、碳铵在室温下就能自发地分解，不需要外界给予了能量， 故B错误；
C、有些吸热反应也可自发，而焓变不是自发反应的唯一因素， 应根据
△H−T△S
进行判断反应是否自发进行， 故C错误；
D、有的碳酸盐稳定，不能自发分解， 如I₂₃
Na₂CO₃
受热不分解， 故D错误；
故选A。
5．下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是（ ）
A. △H＞0，△S＜0 B. △H＜0，△S＞0
C. △H＞0，△S＞0 D. △H＜0，△S＜0
【答案】C
冰融化为水的过程需要吸收热量，
△H>0;
固体变为液体的过程是熵增大的过程；
△S>0;
故选: C。
6.（难）在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)⇌cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度
(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是( )
A．ΔH<0 ΔS>0 B．ΔH>0 ΔS<0
C．ΔH>0 ΔS>0 D．ΔH<0 ΔS<0
【答案】 A
由曲线图可知， 增大压强， C%减少， 即增大压强平衡向逆反应方向移动，
所以逆反应为气体体积减小的反应，即
m+n0, 则2CO(g)=CO₂(g)+C(s) 为放
热反应， 温度低于980K时以CO₂为主为主，说明反应自发向右进行，则当T<980K
时△H−T△S<0;T>980K时△H− T△S>0, 该反应不能自发进行；
(2)由题给信息，要使反应能自发进行， 须有△H−T△S<0, 即
−94.0kJ⋅mol⁻¹−T×(−75.8J⋅mol−1⋅K⁻¹×10⁻³kJ⋅J⁻1)<0, 则T<1.24×10³K。
课堂
总结
1.熵：描述体系混乱程度的物理量。符号： S
规律：体系的混乱程度越大，熵越大。
同一种物质熵的大小关系：气态大于液态大于固态
在相同状态下同一种物质，物质的量越大熵越大。
2.反应熵变：反应产物总熵与反应物总熵之差。
板书
符号: △S 单位: J:mol⋅K
设计
产生气体的反应或气体的物质的量增大的反应，都是熵增反应。3.总结：熵增加有利于反应自发进行。
本课采用了主自探究学习方式，联系生活和生产实际创设问题情景调动学生的学习积极性
和主动性。通过实验活动、讨论、分析数据及多角度对问题的分析，在做中学，在做中想，使
学生能更好地构建新知识，理解概念和发展思维能力并能体验探究学习的快乐
教学
反思
