金属电化学教案.doc

第四节 金属的电化学腐蚀与防护
尼尔基第一中学
科目
化学
教师
李想
时间
2014.12.29
课题
选修4 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
教

材

分

析
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，在科学视野栏目中给出了自由能的判定式。
学

生

分

析
本节内容第一次出现在新教材中，主要介绍了“自发反应、焓判据、熵判据”的知识，对高中学生来说，有一定难度。对于熵及“熵增原理”内容较抽象、学生学习时陌生感较强。因此在教学中通过引入实际生活中相应的现象，为学生提供认知的感性材料，以利于学生对熵变和熵增原理进行探讨。在科学方法上，作为高二理科生对常见的科学方法有一定程度的认识，对科学探究的一般过程也有一定的体验。
教

学

目

标
知识与技能：
1、了解自发过程和自发反应;
2、通过“有序”和“无序”的对比，理解熵增的概念;
3、初步了：解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向;
过程与方法
利用已知事实，学生讨论得出焓变与熵变与化学反应进行方向的关系
情感态度与价值观：
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。
重
、
难
点
焓减和熵增与化学反应方向的关系

【教学过程设计】
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入课题
[图片展示] 展示生活中被腐蚀的金属图片

[介绍] 金属曾是人类文明发展的标志，如青铜器时代、铁器时代。在现代社会中，钢铁等金属材料的产量和质量仍是反应国民经济发展水平的重要指标。那我们先来看下列几幅图片。现代的人们已经对随处可见的金属腐蚀现象早已习以为常。但是金属腐蚀造成的直接损失时相当巨大的。全球每一分半钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。目前我国由于金属材料所带来的腐蚀损失每年大约5000亿元人民币。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。飞机坠毁，钢铁桥梁突然断塌、混凝土工程出现渗漏溶蚀、裂缝、钢筋断裂，输电塔杆倒塌。那金属的腐蚀是不可避免的么？不是，是可以预防的。所以本节课我们来学习金属的电化学腐蚀与防护。请大家齐读一下学习目标。
[板书] 第四节 金属的电化学腐蚀和防护
［设疑］那么究竟什么是金属的腐蚀，金属的腐蚀又包含哪些种类呢？你又能否举出具体的例子呢？请大家仔细阅读教材P84下半部分的前四段。
［展示］一张高山流水的风景图片。
引出自发过程的定义。
[板书]一、自发过程与自发反应

[讨论]根据生活经验，请列举你熟知的自发过程。
［评价小结］刚才同学们列举的自发过程中有物理过程，也有化学过程。
［设疑］现在就请同学们以自由落体及电流的产生为例，说说物理自发过程中能量变化情况。

聆听、领会

齐读学习目标。

思考、回答
1. 高山流水、自由落体运动、墨水扩散、铁器在潮湿的环境下生锈。

2. 自由落体是由重力势能高的地方掉落到重力势能低的地方。
电子有电势能高的地方移向电势能低的地方。

开门见山，直入本节课题，明确本节课学习目标。

利用自然界的美丽景色创造良好情景，以引起学生的注意，激发学生的学习兴趣

引导学生打开近知区，希望能由此及彼，从已知到未知，加强学生获得知识的成就感。

探究焓变对化学反应自发进行方向的影响

1. 焓判据
［推进新课］那自发进行的化学过程是不是也是和物理过程一样，都是由能量高的状态转变为能量低的状态呢？
[板书]判断化学反应进行的方向的依据

[思考]从教材中列举的五个反应中找出自发反应的共同点。（教材P34）
［教师小结］通过以前的学习我们知道△H叫做焓变。那△H＜0的反应，具有自发进行的倾向。我们就叫做焓判据。
[板书]1.焓判据 △H＜0（焓减）
[思考]是不是所有自发进行的化学反应都是放热的？举例说明。（教材P34）
【过渡】所以，显然只根据焓判据来判断化学反应进行的方向是不全面的，那还需要用哪些因素来判断呢？

思考回答
△H＜0，为放热反应，能量由高到低。

阅读课本，思考得出结论

自然过渡，引入新知。

引出矛盾，为提出熵判据做铺垫

让学生明确焓变不是影响化学反应方向的唯一因素，还有其他因素。
探究熵变对化学反应自发进行方向的影响
2.熵判据
[思考]仔细阅读教材P35第一段，找出书中5个有关自发过程的例子。
①②两个过程是自发过程么？它们的热效应又是怎么样的呢？是什么因素决定它们的过程能自发进行？
[设疑]火柴散落到地时会怎样？扑克牌经过多次洗牌后会怎样？下课铃一响教室会怎么样?你能发现这些看似不相干的事件的联系么？
[过渡]德国化学家克劳修斯提出了一个概念用来量度这种混乱度的叫做熵。
[展示]1mol不同物质的熵值。
同一物质不同状态的熵值。
你能得到什么结论？
[探究]根据三个自发过程的熵值的变化特点，你能得到什么结论？
1. 冰——液态水——水蒸气 2.氯化钠晶体溶于水 3.自发进行的吸热反应。
[板书]2.熵判据 △S＞0（熵增）
[小结]为了解释这样一类与能量状态高低无关的过程的自发性，人们提出在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的强项。也就是说熵值增大，有利于化学反应的进行。

思考，回答
1. 是自发过程。
2. 气体的扩散既不吸热也不放热，硝酸铵的溶解为吸热反应

思考、回答
变散乱了

思考，领悟熵的含义

思考并得出熵值大小的比较的结论。

熵值均增大。

通过一系列的问题，逐渐进入理论核心，由此及彼，降低了学生了解较深理论的门槛，学生容易体验获得知识的愉悦，激发了学生的求知欲。

让学生明确熵变也是影响化学反应方向的一个因素。

[学与问]发生离子反应的条件之一是生成气体。试用上面讲的熵判据加以解释，由此，你对理论的指导作用是否有新的体会？（见课本35页）

[思考]自发反应一定是熵增加的反应么？

[总结]综上所述,体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行,焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向
思考后回答：是熵变，该反应是熵增的反应。

思考，回答。
不是，比如说-10℃时。液态水变为冰。

使学生体会化学反应方向受多种因素的影响
明确熵变如何影响化学反应的方向。

引出矛盾，为以后做铺垫。

让学生学会客观地、全面地分析问题

过渡：要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变，即“焓减，熵增”。我们把这个叫做复合判据。有兴趣的同学课后阅读课本36页“科学探究”，了解相关的知识

思考、作答

实际运用中加深学生理解如何运用焓判据、熵判据判断化学反应方向。

反思总结:
课后作业：
完善导学案内容，完成巩固练习及《优化设计》第二章第四节内容。

板
书
设
计
第四节 化学反应进行的方向
一、 自发过程与自发反应
二、 判断化学反应进行的方向的依据
1.焓判据：DH＜0
2 熵判据：△S＞0