高中化學選修4全冊教案--內部資料

新人教版選修〔4〕全冊教案 江蘇省啟東中學高二化學組：錢宏達 緒言 一學習目標：1學習化學原理的目的 2：化學反響原理所研究的范圍 3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化劑 二學習過程 1：學習化學反響原理的目的 1〕化學研究的核心問題是：化學反響 2〕化學中最具有創(chuàng)造性的工作是：設計和創(chuàng)造新的分子 3〕如何實現(xiàn)這個過程？ 通常是利用已發(fā)現(xiàn)的原理來進行設計并實現(xiàn)這個過程，所以我們必須對什么要清楚才能做到，對化學反響的原理的理解要清楚，我們才能知道化學反響是怎樣發(fā)生的，為什么有的反響快、有的反響慢，它遵循怎樣的規(guī)律，如何控制化學反響才能為人所用！這就是學習化學反響原理的目的。 2：化學反響原理所研究的范圍是 1〕化學反響與能量的問題 2〕化學反響的速率、方向及限度的問題 3〕水溶液中的離子反響的問題 4〕電化學的根底知識 3：根本概念 1〕什么是有效碰撞？ 引起分子間的化學反響的碰撞是有效碰撞，分子間的碰撞是發(fā)生化學反響的必要條件，有效碰撞是發(fā)生化學反響的充分條件，某一化學反響的速率大小與，單位時間內有效碰撞的次數(shù)有關 2〕什么是活化分子？ 具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子是活化分子，發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內反響物中活化分子的多少有關。 3〕什么是活化能？ 活化分子高出反響物分子平均能量的局部是活化能，如圖 活化分子的多少與該反響的活化能的大小有關， 活化能的大小是由反響物分子的性質決定，〔內因〕活化能越小那么一般分子成為活化分子越容易，那么活化分子越多，那么單位時間內有效碰撞越多，那么反響速率越快。 4〕什么是催化劑？催化劑是能改變化學反響的速率，但反響前后本身性質和質量都不改變的物質，催化劑作用:可以降低化學反響所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分數(shù),從而提高了有效碰撞的頻率.反響速率大幅提高. 5〕歸納總結：一個反響要發(fā)生一般要經(jīng)歷哪些過程？ 課堂思考題 1、 為什么可燃物有氧氣參與，還必須到達著火點才能燃燒？ 2、催化劑在我們技術改造和生產(chǎn)中，起關鍵作用，它主要作用是提高化學反響速率，試想一下為什么催化劑能提高反響速率？ 第一節(jié)化學反響與能量的變化〔第一課時〕 一學習目標: 反響熱,焓變 二學習過程 1:引 言:我們知道：一個化學反響過程中，除了生成了新物質外，還有 思考 1、你所知道的化學反響中有哪些是放熱反響？能作一個簡單的總結嗎？ 活潑金屬與水或酸的反響、酸堿中和反響、燃燒反響、多數(shù)化合反響 反響物具有的總能量 > 生成物具有的總能量 2、你所知道的化學反響中有哪些是吸熱反響？能作一個簡單的總結嗎？ 多數(shù)的分解反響、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反響、水煤氣的生成反響、炭與二氧化碳生成一氧化碳 反響物具有的總能量 < 生成物具有的總能量 當能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時： 我們知道：一個化學反響同時遵守質量守恒定律和能量守恒，那么一個反響中的質量與能量有沒有關系呢？ 有能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質為根底，二者密不可分，但以物質為主。 能量的多少那么以反響物和產(chǎn)物的質量為根底。那么化學反響中能量到底怎樣變化 2:反響熱,焓變 化學反響過程中為什么會有能量的變化？〔用學過的知識答復〕 化學反響的實質就是反響物分子中化學鍵斷裂，形成新的化學鍵，從新組合成生成物的分子的過程。舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量。而一般化學反響中，舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的，而這個差值就是反響中能量的變化。所以化學反響過程中會有能量的變化。 反響熱 焓變 化學反響過程中所釋放或吸收的能量，都可以熱量〔或換算成相應的熱量〕來表述，叫做反響熱，又稱為“焓變〞。符號： ΔH ，單位：kJ/mol 或 kJ?mol-1 ?H為“－〞 為放熱反響?H為“＋〞 為吸熱反響 思考:能量如何轉換的？能量從哪里轉移到哪里？體系的能量如何變化？升高是降低？環(huán)境的能量如何變化？升高還是降低？規(guī)定放熱反響的ΔH 為“－〞，是站在誰的角度？體系還是環(huán)境 放熱反響ΔH為“—〞或ΔH〈 0 吸熱反響ΔH為“+〞或ΔH 〉0 ?H＝E〔生成物的總能量〕－ E〔反響物的總能量〕 ?H＝E〔反響物的鍵能〕－ E〔生成物的鍵能〕 3:練習1)1molC與1molH2O(g)反響失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反響的反響熱為△H= kJ/mol。 2)拆開 lmol H—H鍵、lmol N－H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，那么1mol N2生成NH3的反響熱為 ，1mol H2生成NH3的反響熱為 。 3、H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 預測當生成2 mol HF和2 mol HCl時，哪個反響放出的熱量多？ 假設干化學鍵的鍵能〔 kJ/mol，25 ℃ 〕 1、以下說法正確的選項是 A、需要加熱方能發(fā)生的反響一定是吸熱反響 B、放熱的反響在常溫下一定很易發(fā)生 C、反響是放熱的還是吸熱的必須看反響物和生成物所具有的總能量的相對大小 D、吸熱反響在一定的條件下也能發(fā)生 ?2、反響C(石墨) → C(金剛石)是吸熱反響,由此可知 ?A、石墨比金剛石更穩(wěn)定 ?B、金剛石和石墨可以相互轉化 ?C、金剛石比石墨穩(wěn)定 ?D、金剛石和石墨不能相互轉化 第一節(jié)化學反響與能量的變化〔第二課時〕 一學習目標：書寫表示化學反響熱的化學方程式 二學習過程 1．復習回憶 1〕、催化劑為什么能夠加快反響速度？ 2〕、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？ 3〕、化學反響中能量變化的主要原因？ 4〕、你了解“即熱飯盒嗎？知道是什么原理嗎？ 5〕、什么是反響熱〔焓變〕 2．引入 閱讀課本：例1與例2 與化學方程式相比，熱化學方程式有哪些不同？ 正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？ 3、熱化學方程式的書寫 1〕熱化學方程式定義：表示參加反響物質的量和反響熱的關系的化學方程式。 2〕正確書寫熱化學方程式應注意： 〔1〕書寫熱化學方程式要注明反響的溫度和壓強，〔為什么？〕而常溫、常壓可以不注明，即不注明那么是常溫、常壓。 〔2〕標出了反響物與生成物的狀態(tài)，〔為什么要標出？〕 〔3〕寫出了反響熱，還注明了“＋〞，“－〞 〔4〕方程式中的計量系數(shù)可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。 4．注意點： 反響物和生成物前的系數(shù)它代表了什么？在方程式中?H它表示了什么意義？ ?H的值與什么有關系？ 熱化學方程式中各物質前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，表示對應物質的物質的量。?H(KJ/mol)它表示每摩爾反響所放出的 熱量，?H的值與方程式中的計量系數(shù)有關，即對于相同的反響，當化學計量數(shù)不同時，其?H不同。 例題 第一節(jié)化學反響與能量的變化〔第三課時〕 一學習目標：燃燒熱，中和熱，能源 二學習過程 1、燃燒熱 什么是燃燒熱？是不是物質燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢？ 1〕定義：在25℃,101 kPa時，1 mol 物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱通?？捎蓪嶒灉y得。 2〕在理解物質燃燒熱的定義時，要注意以下幾點： ?①研究條件： 25℃ ,101 kPa ?②反響程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。 ?③燃燒物的物質的量：1 mol ?④研究內容：放出的熱量。〔ΔH<0，單位kJ/mol〕 ?⑤在未有特別說明的情況下，外界壓強一般指25℃ ,101 kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質中的以下元素完全轉變成對應的穩(wěn)定物。如: C→CO2(g)、H → H2O〔l〕、S → SO2 〔g〕 ［練習1］分析以下幾個熱化學方程式，哪個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的？為什么？ A.C〔s〕＋O2〔g〕===CO(g);ΔH=110.5 kJ/mol B.C〔s〕＋O2〔g〕===CO2(g);ΔH=－393.5 kJ/mol C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l);ΔH=－571.6 kJ/mol D.H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g);ΔH=－241.8 kJ/mol 你能根據(jù)題中信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學方程式嗎？ 由于計算燃燒熱時，可燃物質是以1 mol 作為標準來計算的，所以熱化學方程式的化學計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。 2、燃燒熱的計算及應用 ［例題］1.在101 kPa時，1 mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890.3 kJ的熱量，CH4的燃燒熱為多少？1000 L CH4〔標準狀況〕燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol，1000 L CH4〔標準狀況〕完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104 kJ 2.葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學方程式為：C6H12O6〔s〕＋6O2〔g〕===6CO2〔g〕＋6H2O〔l〕ΔH=－2 800 kJ/mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學方程式與它燃燒的熱化學方程式相同。計算100 g葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。 2、中和熱 1〕定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反響，生成1mol水時的反響熱叫做中和熱。 2〕中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；△H=-57.3kJ／mol。 3〕要點 ①條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。 ②反響物：〔強〕酸與〔強〕堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應。 ③生成1mol水，中和反響的實質是H+和OH-化合生成 H20，假設反響過程中有其他物質生成，這局部反響熱也不在中和熱內。 ④放出的熱量：57.3kJ/mol 例：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；△ H=-57.3kJ/mol ，求以下中和反響中放出的熱量。 〔1〕用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反響放出____________ kJ的熱量。 〔2〕用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反響，放出____________kJ的熱量。 3燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系 4、能源 1〕什么是能源？能源的作用？ 就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料〔煤、石油、天然氣〕、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。?能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟開展和科學技術水平。 2〕當今世界上重要的能源是什么？怎樣解決能源枯竭問題？節(jié)約能源的重要措施是什么？什么是新能源？化石燃料：煤、石油、天然氣解決的方法 ：開源節(jié)流；即開發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率。 措施：科學地控制燃燒反響，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。 新能源：太陽能、氫能、風能、地熱能、海洋能和生物能。 3〕相關思考題∶燃料充分燃燒的條件是什么?.燃料燃燒時,假設空氣過量或缺乏,會造 成什么后果?為什么固體燃料要粉碎后使用? 煤在直接燃燒時會產(chǎn)生SO2、氮氧化物及煙塵等，嚴重影響空氣質量且易導致酸雨、溫室效應等，從而使環(huán)境受到嚴重污染，故通過清潔煤技術〔如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等〕，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，勢在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發(fā)新的能源也是大勢所趨。 第一節(jié)化學反響與能量的變化〔第四課時〕 一學習目標：蓋斯定律及其應用 二學習過程 1．引入：如何測出這個反響的反響熱：C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol ① + ② = ③ ，那么 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 ΔH1=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol 2．蓋斯定律： 不管化學反響是分一步完成或分幾步完成，其反響熱是相同的?；瘜W反響的反響熱只與反響體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反響的途徑無關。 3．如何理解蓋斯定律？ 1〕請用自己的話描述一下蓋斯定律。 2〕蓋斯定律有哪些用途？ 4．例題 1〕同素異形體相互轉化但反響熱相當小而且轉化速率慢，有時還很不完全，測定反響熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學反響是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的〞。P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；ΔH = -2983.2 kJ/mol P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；ΔH = -738.5 kJ/mol 試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式 _________________________________。 3、298K，101kPa時，合成氨反響的熱化學方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H= -92.38kJ/mol。 在該溫度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在進行反響，測得反響放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么。 第二章 第一節(jié)化學反響速率教案 教學過程： 一、化學反響速率 1.定義：用單位時間內反響物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。 假設濃度用物質的量〔C〕來表示，單位為：mol/L，時間用t來表示，單位為：秒〔s〕或分〔min〕或小時〔h〕來表示，那么化學反響速率的數(shù)學表達式為： V == △C/ t 單位是：mol/〔L·s〕 或 mol/〔L·min〕 或 mol/〔L·h〕 化學反響速率是用單位時間內反響物或生成物的量變化來表示，通常用單位時間內反響物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示，其數(shù)學表達式可表示為 【例題】在2L的密閉容器中，參加1mol和3mol的H2和N2，發(fā)生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末時，測得容器中含有0.4mol的NH3，求該反響的化學反響速率。 解： N2 + 3H2 2NH3 起始量〔mol〕： 1 3 0 2s末量〔mol〕： 1-0.2 3-0.6 0.4 變化量〔mol〕： 0.2 0.6 0.4 那么 VN2==0.2/2×2==0.05 mol/〔L·s〕 VH2==0.6/2×2==0.15 mol/〔L·s〕 VNH3==0.4/2×2==0.1 mol/〔L·s〕 【明確】理解化學反響速率的表示方法時應注意的幾個問題： 1.上述化學反響速率是平均速率，而不是瞬時速率。 2.無論濃度的變化是增加還是減少，一般都取正值，所以化學反響速率一般為正值。 3.對于同一個反響來說，用不同的物質來表示該反響的速率時，其數(shù)值不同，但每種物質都可以用來表示該反響的快慢。 4.在同一個反響中，各物質的反響速率之比等于方程式中的系數(shù)比。即： VN2 ：VH2 ： VNH3 ==== 1 ：3 ：2 5.對于在一個容器中的一般反響 aA + bB == cC + dD來說有： VA ：VB ：VC ：VD === △CA ：△CB ：△CC ：△CD === △nA ：△nB ：△nC ：△nD ==== a ：b ：c ：d 6.用化學反響速率來比擬不同反響進行得快慢或同一反響在不同條件下反響的快慢時，應選擇同一物質來比擬。例如： 可逆反響A〔g〕+ B〔g〕 C〔g〕+ D〔g〕 ，在四種不同情況下的反響速率如下，其中反響進行得最快的是〔 B 〕 A. VA==0.15mol/L·min B. VB==0.6 mol/L·min C. VC==0.4 mol/L·min D.VD==0.01 mol/L·s 對化學反響速率要注意以下幾個問題： 1、物質濃度是物質的量濃度以mol/L為單位，時間單位通常可用s、min、h表示，因此反響速率的與常見單位一般為mol/(l·s)、mol/(l·mon)或mol/(l·h)。 2、化學反響速率可用反響體系中一種反響物或生成物濃度的變化來表示，一般是以最容易測定的一種物質表示之，且應標明是什么物質的反響速率。 3、用不同的物質表示同一時間的反響速率時其數(shù)值可能不同，但表達的意義是相同的，各物質表示的反響速率的數(shù)值有相互關系，彼此可以根據(jù)化學方程式中的各化學計量數(shù)進行換算： 對于反響來說，那么有。 4、一般說在反響過程中都不是等速進行的，因此某一時間內的反響速率實際上是這一段時間內的平均速率。 二、外界條件對化學反響速率的影響： 〔一〕在其它條件不變的情況下，濃度對化學反響速率的影響 【表征性抽象】當其它條件不變時，增加反響物的濃度，可以增大反響的速率。 【原理性抽象】為什么增大反響物的濃度會影響反響速率呢？ 〔明確〕當增加反響物的濃度時，活化分子的數(shù)量增加，有效碰撞的頻率增大，導致反響速率增大。 【對結論的再理解】1.一個反響的速率主要取決于反響物的濃度，與產(chǎn)物的濃度關系不大 2.對于可逆反響aA +bB cC + dD來說，正反響的速率只取決于A、B兩種物質的濃度，與C、D兩種物質的濃度關系不大。而逆反響的速率只取決于C、D兩種物質的濃度，與A、B兩種物質的濃度關系不大。增加A或B的濃度只可以使正反響的速率增大，不會影響逆反響的速率。3.固體和純液體的濃度是一個常數(shù)，所以增加這些物質的量，不會影響反響的速率。 【應用】1.用飽和食鹽水代替水制乙炔，以減緩太快的反響速率。 2. 制Fe〔OH〕2時，通過降低NaOH溶液的含氧量〔給溶液加熱〕來降低Fe〔OH〕2被氧化的速率。 〔二〕在其它條件不變的情況下，壓強對化學反響速率的影響 【提出問題】壓強是怎樣對化學反響速率進行影響的？ 【收集事實】途徑：已有的實驗知識 〔提出以下幾個實驗〕比照 1. 10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸10毫升反響的實驗。 2. CaO固體與SiO2固體在高溫下反響生成CaSiO3。 3. SO2 與O2在一密閉容器內反響生成SO3。 〔討論〕給上述三個反響的容器加壓，三個反響的反響物的濃度是怎樣變化的？ 【事實的處理】列表比擬 編號 反響物的狀態(tài) 加壓后反響物濃度變化 加壓后反響的速率變化 1 2 3 【表征性抽象】對于有氣體參加的反響來說，當溫度一定時，增大體系的壓力，反響速率會加大。 【原理性抽象】為什么增大壓強會影響有氣體參加的化學反響的速率？ 〔明確〕1.一定量氣體的體積與其所受的壓強成正比。這就是說，如果氣體的壓強增大到原來的2倍，氣體的體積就縮小到原來的一半，單位體積內的分子數(shù)就增多到原來的2倍，即體系中各個物質的濃度都增加，所以化學反響速率增大。相反，減小壓強，氣體的體積就擴大，濃度減小，因而反響速率減小。 2.如果參加反響的物質是固體、液體或溶液時，由于改變壓強對它們的體積改變很小，因而它們的濃度改變也很小，可以認為壓強與它們的反響速率無關。 【結論的再理解】1.壓強對反響速率的影響是通過改變濃度而影響反響速率的。我們在分析壓強對反響速率的影響時，應最終落實到濃度上，將壓強問題轉化為濃度問題。 2. 對于那些反響物和生成物都有氣體參加的可逆反響來說，增大體系的壓強，反響物和生成物的濃度都增加，所以，正反響的速率和逆反響的速率都增大。 〔三〕在其它條件不變的情況下，溫度對化學反響速率的影響 【提出問題】溫度是怎樣對化學反響速率進行影響的？ 【收集事實】途徑：1.觀察演示實驗。 2. 回憶過去已有的化學知識和所掌握的實驗事實。 『演示實驗』10ml同濃度的Na2S2O3溶液分別在不同溫度下與0.1摩/升的硫酸10毫升反響的比照實驗 『復習回憶』1. Cu與濃硫酸在常溫條件下和在加熱條件下反響情況的比照。 2. Mg條分別與冷水和沸水的反響情況的比照。 【實驗事實的處理】1.化學用語化〔寫方程式〕 〔1〕 Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O 或 S2O32- + 2H+ == SO2 + S↓+ H2O 〔2〕Cu + 2H2SO4〔濃〕=== CuSO4 +2 SO2↑+2 H2O 〔3 〕Mg +2H2O === Mg〔OH〕2 + 2H2↑ 2. 表格化 〔1〕同濃度的Na2S2O3溶液在不同溫度下與0.1摩/升的硫酸10毫升反響的比照表 編 號 0.1mol/L的 Na2S2O3 0.1mol/L的 H2SO4 反響溫度 〔℃〕 反響中出現(xiàn)渾濁的時間 〔秒〕 1 10ml 10ml 冷水 2 10ml 10ml 熱水 (2〕Cu與濃硫酸在常溫條件下和在加熱條件下反響情況比照表 編號 Cu與濃硫酸在常溫條件下反響 Cu與濃硫酸在加熱條件下反響 1 2 〔3〕Mg條分別與冷水和沸水的反響情況比照表 編號 Mg條與冷水反響 Mg條與熱水反響 1 2 【表征性抽象】在其它條件不變的情況下，升高溫度，化學反響要加快。經(jīng)過實驗測定，溫度每升高10℃，反響速率通常要增大到原來的2~4倍。 【原理性抽象】為什么升高溫度會使反響速率加快？ 〔明確〕當反響物濃度一定時，分子總數(shù)一定，升高溫度，反響物分子的能量增高，是活化分子的百分比增大，因而活化分子數(shù)量增多，有效碰撞頻率增大，所以，反響速率加大。 【對結論的再理解】對于可逆反響來說，升高體系的溫度，反響物和生成物中的活化分子數(shù)都增加，所以，正反響的速率和逆反響的速率都增大。 【應用】1.在實驗室進行化學反響時，常常通過給反響物加熱來增大反響的速率。 2. 合成氨工業(yè)中，是在500℃的條件下進行反響，以加快反響進行的速度。 3. 為防止食品變質，我們將食品放入冰箱中保存，以降低食品變質的速率。 〔四〕催化劑對化學反響速率的影響 【提出問題】催化劑是怎樣影響化學反響速率的？ 【收集事實】途徑：1.觀察演示實驗。2.回憶已有知識 〔演示實驗〕過氧化氫分解的比照實驗 〔復習回憶〕用KClO3制氧氣的實驗 【實驗事實的處理】1.寫化學方程式 〔1〕 2H2O2 == 2H2O + O2↑ 〔2〕 2KClO3 == 2KCl +3O2↑ 2. 列表比照 〔1〕過氧化氫分解實驗的比照表 編號 無催化劑時的反響情況 有催化劑時的反響情況 1 2 〔2〕用KClO3制氧氣實驗的比照表 編號 無催化劑時的反響情況 有催化劑時的反響情況 1 2 【表征性抽象】催化劑能加快化學反響速率。 【原理性抽象】為什么催化劑能加快化學反響速率？ 〔明確〕當溫度和反響物濃度一定時，使用催化劑可使反響途徑發(fā)生改變，從而降低了反響的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的數(shù)目增多，有效碰撞頻率增大，故 化學反響速率加大。 【對結論的再認識】1.催化劑改變化學反響速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑，不改變反響的結果。例： 〔1〕在加熱條件下： 2Cu + O2 == 2CuO 2CuO +2 CH3CH2OH == 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O 〔2〕氮的氧化物破壞臭氧： NO + O3 == NO2 + O2 NO2 + O ==NO + O2 2. 能加快反響速率的催化劑叫正催化劑；能減慢化學反響速率的催化劑叫負催化劑。 3. 對可逆反響而言，正催化劑使正、逆反響速率都加快，且加快的程度相同。相反，負催化劑使正、逆反響速率都減小，且減小的程度相同。 【應用】催化劑在現(xiàn)代化學和化工生產(chǎn)中占有極為重要的地位。大約85%的反響需要催化劑。尤其是現(xiàn)代大型化工業(yè)、石油工業(yè)中，很多反響還必須使用性能良好的催化劑。例；接觸法制硫酸工業(yè)。 【課堂練習】1.要使在容積恒定的密閉容器中進行的可逆反響2A〔氣〕+B〔固〕== 2C〔氣〕+Q〔Q＞0〕的正反響速率顯著加快，可采用的措施是〔不考慮固、氣態(tài)間的接觸面積〕〔 〕 A．降溫 B.參加B C.增大體積使壓強減小 D.參加A 2.把除去氧化膜的鎂條放入一定濃度的稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn)H2的生成速度V隨時間t變化如圖。其中t1——t2速度變化的原因是___________________ ；t2——t3速度變化的原因是_________________________________。 V t 1 t 2 t 3 【實驗事實的處理】1.寫化學方程式或離子方程式 〔1.〕 Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O 或 S2O32- + 2H+ == SO2 + S↓+ H2O 〔2.〕 2Mg + O2 ===2MgO 〔3.〕 CaC2 + H2O === C2H2↑+ Ca〔OH〕2 2. 列表比照 〔1〕不同濃度的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸反響的比照實驗表 編號 Na2S2O3溶液 水 硫 酸 出現(xiàn)渾濁的時間〔秒〕 1 10ml 0 10ml 2 5ml 5ml 10ml 〔2〕.鎂條分別在空氣中和純氧中燃燒的情況比照表 編號 鎂條與空氣反響 鎂條與純氧氣反響 現(xiàn)象 速率 〔3〕電石分別在水中和飽和食鹽水中反響的情況比照表 編號 電石與水的反響 電石與飽和食鹽水的反響 現(xiàn)象 速率 第三節(jié) 化學平衡〔第一課時〕 教學目標 1．使學生建立化學平衡的觀點，并通過分析化學平衡的建立，增強學生的歸納和形象思維能力。 2．使學生理解化學平衡的特征，從而使學生樹立對立統(tǒng)一的辯證唯物主義觀點。 教學重點 化學平衡的建立和特征。 教學難點 化學平衡觀點的建立。 教學過程 [引言]： 化學反響速率討論的是化學反響快慢的問題，但是在化學研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學反響進行的快慢是不夠的，因為我們既希望反響物盡可能快地轉化為生成物，同時又希望反響物盡可能多地轉化為生成物。例如在合成氨工業(yè)中，除了需要考慮如何使N2和H2盡快地轉變成NH3外，還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉變?yōu)镹H3，后者所說的就是化學反響進行的程度問題——化學平衡。 一、 可逆反響與不可逆反響〔閱讀教材27頁理解可逆反響的概念〕 1、可逆反響的概念：在 下，既可以向 進行，同時，又可以向 進行的反響。 如： 注意：1、 2、 3、 2、不可逆反響：能進行到底的反響 如：H2的燃燒： 酸堿中和： 生成沉淀的發(fā)應： 生成氣體的反響： 一些氧化復原反響： 二、化學平衡狀態(tài) 思考1：對于不可逆反響存在化學平衡嗎？化學平衡的研究對象是什么？ 思考2：什么是化學平衡?化學平衡是如何建立的?下面我們就來討論這一問題。 1、化學平衡的建立 類比：溶解平衡的建立：〔以蔗糖為例〕 開始時： 平衡時： 結論：。 那么對于可逆反響來說，又是怎樣的情形呢?我們以CO和H2O (g)的反響為例來說明化學平衡的建立過程。 CO + H2O (g) CO2 + H2 開始濃度 0．01 0．01 0 0 一段時間后0．005 0．005 0．005 0．005 如圖： 歸納： 反響開始： 反響過程中： 一定時間后： 思考：當可逆反響到達平衡狀態(tài)時，反響是否停止了? 2、化學平衡的定義： 在 下的 反響里，正反響和逆反響速率 ，反響混合物中各組分的 或 保持不變的狀態(tài)。 3、化學平衡的特征： (1)條件： (2)對象： (3) 等： (4) 動： (5) 定： 4、應用： 例1、可逆反響2NO22NO + O2在密閉容器中反響，到達平衡狀態(tài)的標志是( ) ①單位時間內生成n mol O2 的同時生成2n mol NO2 ②單位時間內生成n mol O2的同時，生成2n mol NO ③用NO2 、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反響速率的比為2∶2∶1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)l A．① ④ ⑥ B．② ③ ⑤ C．① ③ ④ D．① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 反響練習： 1、可以說明密閉容器中可逆反響P〔g〕 + Q〔g〕 R〔g〕 + S〔g〕在恒溫下已達平衡的是〔 〕 A.容器內壓強不隨時間變化 B.P和S生成速率相等 C.R和S的生成速率相等 D.P、Q、R、S的物質的量相等 2、以下方法中可以證明A(s) + 2B2(g)  2C2(g) +D2(g) 已經(jīng)到達平衡狀態(tài)的是______________________. ⑴、單位時間內生成了2molC2的同時也生成了1molA ⑵、一個B — B鍵的斷裂的同時有一個C — C鍵的生成 ⑶、反響速率v(B2)=v(C2)=1/2v(D2) ⑷、C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1 ⑸、溫度、體積一定時，[B2]、[C2]、[D2]濃度不再變化 ⑹、溫度、體積一定時，容器內的壓強不再變化 ⑺、條件一定時，混合氣體的平均相對分子質量不再變化 ⑻、溫度、體積一定時，混合氣體的密度不再變化 ⑼、百分組成 B2% = C2% = D2% 3、在一定溫度下，可逆反響：A2(氣)+B2(氣) 2AB(氣)到達平衡的標志是( ) (A) A2、B2、AB的濃度不再變化 (B) 容器中的壓強不再隨時間變化 (C) 單位時間內生成n mol的A2同時生成2n mol的AB (D) A2、B2、AB的濃度之比為1:1:2 4、在1大氣壓390℃時，可逆反響：2NO2 2NO+O2到達平衡，此時平衡混合氣體的密度是相同條件下H2密度的19.6倍，求NO2的分解率。 第三節(jié) 化學平衡〔第二課時〕 教學目標： 正確理解濃度、溫度對化學平衡的影響，并能利用勒夏特列原理加以解釋。 教學重點： 理解濃度、溫度對化學平衡的影響。 教學難點： 勒夏特列原理的歸納總結。 教 學 過 程 【引入】： 我們知道：不同溫度下物質的溶解度不同。那么對于t0時到達溶解平衡狀態(tài)的飽和溶液，當升高或降低溫度至t1時： 假設：溶解度增大，固體溶質繼續(xù)溶解，那么V〔溶解〕 V〔結晶〕 溶解度減小，固體溶質析出，那么V〔溶解〕 V〔結晶〕 那么溶解平衡狀態(tài)被打破，繼而建立一種新的溶解平衡，也就是說： 條件改變，溶解平衡移動。 那么： 化學平衡是否也只有在一定條件下才能保持？當條件〔濃度、壓強、溫度等〕改變時，平衡狀態(tài)是否也會發(fā)生移動？ 【實驗探究一】：探究濃度變化對化學平衡的影響 實驗原理：在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡： Cr2O72－ + H2O 2CrO42－ + 2H+ K2Cr2O7為橙色，K2CrO4為黃色。 實驗步驟：①取兩支試管各參加5ml0.1mol/L K2Cr2O7溶液，然后按下表步驟操作，觀察并記錄溶液顏色的變化。 步驟 滴加3~~10滴濃H2SO4 滴加10~~20滴6 mol/LNaOH K2Cr2O7溶液 實驗結論： 【實驗探究二】：探究濃度變化對化學平衡的影響 實驗原理：Fe3＋ ＋3SCN－ Fe〔SCN〕3 〔紅色〕 實驗步驟：向盛有5 ml0.005mol/L FeCl3溶液的試管中參加5 ml0.01mol/L KSCN溶液，溶液顯紅色。 〔1〕將上述溶液均分置于兩支試管中；向其中一支試管中參加飽和FeCl3溶液4滴，充分振蕩，觀察溶液顏色變化；向另一支試管滴加4滴1 mol/L KSCN溶液，觀察溶液顏色變化。 〔2〕向上述兩支試管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液3~~5滴，觀察現(xiàn)象，填寫下表。 編號 1 2 步驟〔1〕 滴加飽和FeCl3溶液 滴加1 mol/L KSCN溶液 現(xiàn)象 步驟〔2〕 滴加NaOH溶液 滴加NaOH溶液 現(xiàn)象 結論 【思考與交流】 1、 上述兩個實驗中，化學平衡狀態(tài)是否發(fā)生了改變？你是如何判斷的？ 2、從中你能否推知影響化學平衡狀態(tài)的因素？ 小結： 〔1〕濃度對化學平衡的影響的規(guī)律 在其他條件不變的情況下，增大反響物濃度或減小生成物濃度，都可以使平衡向著 移動；增大生成物濃度或減小反響物濃度，都可以使平衡向著 移動。 〔2〕用v-t圖表示化學平衡的移動： V′正 V正 v v V′逆 V正 例： V逆 V逆 t t ①舊的化學平衡 ②增大反響物的濃度 請同學們用v-t圖表示以下平衡的移動： ③減少反響物的濃度 ④增大生成物的濃度 ⑤減少生成物的濃度 說明：〔1〕 〔2〕 〔3〕 〔4〕 【實驗探究三】：溫度對化學平衡的影響〔閱讀教材30頁實驗2-7〕 實驗原理： 實驗步驟： 實驗現(xiàn)象： 結論： v-t圖表示： 化學反響速率、化學平衡、平衡移動三者之間的關系 以一般反響：mA〔氣〕+n B〔氣〕= p C〔氣〕+qD〔氣〕+Q〔千焦〕通式為例來討論濃度，溫度，壓強，催化劑等對三者的影響極其規(guī)律。 反響特征 改變條件 v—t圖象 改變條件瞬間 到達平衡前 平衡移動方向 到達新平衡 v正 v逆 v正與v逆的關系 A轉化率 B轉化率 Q＞0 升高溫度 ↑ ↑ < ← ↓ ↓ 降低溫度 Q < 0 升高溫度 ↑ ↑ > → ↑ ↑ 降低溫度 m+n<p+q 參加惰性氣體 V不變 — — = — — — V變大 ↓ ↓ > → ↑ ↑ V變小 增大壓強 減小壓強 m+n=p+q 參加惰性氣體 V不變 — — = — — — V變大 ↓ ↓ = — — — V變小 增大壓強 減小壓強 m+n>p+q 參加惰性氣體 V不變 — — = — — — V變大 ↓ ↓ < ← ↓ ↓ V變小 增大壓強 減小壓強 注:用“=〞表示相等 “↑〞表示升高或增加 “↓〞表示降低或減少 “—〞表示無關或不變 “V〞表示體積 “v〞表示速率 反響練習： 化學平衡常數(shù) 【學習目標】： 1、化學平衡常數(shù)的概念 2、運用化學平衡常數(shù)對化學反響進行的程度判斷 3、運用化學平衡常數(shù)進行計算，轉化率的計算 【學習過程】： ［引言］當一個可逆反響到達化學平衡狀態(tài)時，反響物和生成物的濃度之間有怎樣的定量關系，請完成44頁［問題解決］，你能得出什么結論？ 一、化學平衡常數(shù) 1、定義：在一定溫度下，當一個可逆反響到達平衡狀態(tài)時，生成物濃度以系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積與反響物濃度以系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反響的化學平衡常數(shù)〔簡稱平衡常數(shù)〕 2、表達式：對于一般的可逆反響，mA〔g〕+ nB〔g〕pC〔g〕+ qD〔g〕 當在一定溫度下到達平衡時，K==cp(C)·cq(D)/cm(A)·cn(B) 閱讀45頁表2-7，你能得出什么結論？ 3、平衡常數(shù)的意義： 〔1〕平衡常數(shù)的大小反映了化學反響進行的 程度 〔也叫 反響的限度 〕。 K值越大，表示反響進行得 越完全 ，反響物轉化率 越大 ； K值越小，表示反響進行得 越不完全 ，反響物轉化率 越小 。 〔2〕判斷正在進行的可逆是否平衡及反響向何方向進行： 對于可逆反響：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的溫度下的任意時刻，反響物的濃度和生成物的濃度有如下關系：Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫該反響的濃度商。 Qc＜K ，反響向 正反響方向 進行 Qc＝K ，反響處于平衡狀態(tài) Qc＞K ，反響向 逆反響方向 進行 〔3〕利用Ｋ可判斷反響的熱效應 假設升高溫度，Ｋ值增大，那么正反響為 吸熱 反響(填“吸熱〞或“放熱〞)。 假設升高溫度，Ｋ值減小，那么正反響為 放熱 反響(填“吸熱〞或“放熱〞)。 閱讀45頁表2-8、2-9，你能得出哪些結論？ 二、使用平衡常數(shù)應注意的幾個問題： １、化學平衡常數(shù)只與 有關，與反響物或生成物的濃度無關。 2、在平衡常數(shù)表達式中：水(液態(tài))的濃度、固體物質的濃度不寫 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，K=c(CO)·c(H2)/c(H2O) Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)，K=c(CO2)/c(CO) 3、化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關 例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)為K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)為K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常數(shù)為K3； 寫出K1和K2的關系式： K1=K22 。 寫出K2和K3的關系式： K2·K3=1 。 寫出K1和K3的關系式： K1·K32=1 。 三、某個指定反響物的轉化率=×100% 或者=×100% 或者=×100% 轉化率越大，反響越完全！ 四、有關化學平衡常數(shù)的計算：閱讀46頁例1和例2。完成47頁問題解決。 【課堂練習】： 化學反響進行的方向 【教學目標】 1、 了解反響的自發(fā)性與反響過程中能量變化及熵值變化的關系； 2、 能夠用熵增原理判斷化學反響進行的方向。 【教學重難點】 能夠用熵增原理判斷化學反響進行的方向 【教學過程設計】 〖引入〗水往低處流，而不會自發(fā)的向上流；一般在室溫下，冰塊會融化，鐵器在潮濕空氣中會生銹，甲烷與氧氣的混合氣體遇明火就燃燒，這些過程都是自發(fā)的。這些不用借助于外力就可以自動進行的自發(fā)過程的共同特點是，體系會對外部做功或釋放熱量，即體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。那是否就意味著放熱反響自發(fā)進行，吸熱反響就是非自發(fā)進行呢？ 〖副板書〗在25℃和1．01×105Pa時， 2N2O5(g)== 4NO2(g)+O2(g) ?H=56．7 kJ／mol (NH4)2CO3(s)== NH4 HCO3(s)+NH3(g) ?H=74．9 kJ／mol 〖分析〗不難看出，上述兩個反響都是吸熱反響，顯然只根據(jù)反響熱〔焓變〕來判斷反響進行的方向是不全面的。那么究竟如何來判斷反響的自發(fā)性呢？ 科學家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量趨于“最低〞和由“有序〞變?yōu)椤盁o序〞的自然現(xiàn)象，提出了互相關聯(lián)的能量判據(jù)和熵判據(jù)，為最終解決反響自發(fā)性問題提供了必要的依據(jù)。 〖講解〗除自發(fā)的化學反響外，還有一類自發(fā)過程，例如放在同一密閉容器中的氣體或液體物質(也包括能夠揮發(fā)的固態(tài)物質)的蒸汽，不需要外界的任何作用，氣態(tài)物質會通過分子的擴散自發(fā)地形成均勻混合物。這種現(xiàn)象可以推廣到相互接觸的固體物質體系，經(jīng)過長期放置后，人們能夠找到通過擴散而進入的另一種固體中的原子或分子(這種現(xiàn)象可以作為純物質難以保存的最本質的解釋)。又如把硝酸銨溶于水雖然要吸熱，它卻能夠自發(fā)地向水中擴散。為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的上下無關的過程的自發(fā)性，人們提出在自然界還存在著另一種能夠推動體系變化的因素，即在密閉條件下，體系有由有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序的傾向。因為與有序體系相比，無序體系“更加穩(wěn)定〞，可以采取更多的存在方式。以撲克牌為例，經(jīng)過屢次的洗牌之后，嚴格按照花色和序號排列的時機與花色序號毫無規(guī)律的混亂排列的時機相比，大概要相差幾十個數(shù)量級?？茖W家把這種因素稱作熵。 〖板書〗熵： 1、概念：描述體系混亂度的物理量 2、符號：S 3、單位：J?mol-1?K-1 4、熵判據(jù)：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導致體系的熵增大，這個原理也叫做熵增原理。在用來判斷過程的方向時，就稱為熵判據(jù)。 5、同一物質的熵與其聚集狀態(tài)有關：S〔g〕>S〔l〕>S〔s〕 6、熵變〔?S〕：?S==反響物總熵—生成物總熵 7、反響進行方向的判斷方法： ?H—T?S<0 反響能自發(fā)進行 ?H—T?S=0 反響到達平衡狀態(tài) ?H—T?S>0 反響不能自發(fā)進行 〖講解〗在溫度、壓強一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個化學反響的方向。放熱反響的焓變小于零，熵增加反響的熵變大于零，都對?H—T?S<0有所奉獻，因此放熱和熵增加有利于反響自發(fā)進行。 〖補充習題〗 第三章 第一節(jié)：電離平衡 教學目標： 1． 掌握弱電解質的電離平衡。 2． 了解電離平衡常數(shù)的概念。 3． 了解影響電離平衡的因素 重點、難點： 外界條件對電離平衡的影響，電離平衡常數(shù)。 課時安排：共2課時〔此為第二課時〕。 教學方法：類比、推理等教學方法結合使用。 教學準備：習題及知識的總結、擴展可制作PPT或使用紙板。 教學過程： 今天學習的內容是：“電離平衡〞知識。 1．弱電解質電離過程〔用圖像分析建立〕 2．當 那么弱電解質電離處于平衡狀態(tài)，叫“電離平衡〞，此時溶液中的電解質分子數(shù)、離子數(shù)保持恒定，各自濃度保持恒定。 3．與化學平衡比擬 〔1〕電離平衡是動態(tài)平衡：即弱電解質分子電離成離子過程和離子結合成弱電解質分子過程仍在進行，只是其速率相等。 〔2〕此平衡也是有條件的平衡：當條件改變，平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡，即平衡發(fā)生移動。 〔3〕影響電離平衡的因素 A．內因的主導因素。 B．外國有： ①溫度：電離過程是一個吸熱過程，所以，升高溫度，平衡向電離方向移動。 ②濃度： 問題討論：在的平衡體系中： ①參加： ②參加： ③參加：各離子分子濃度如何變化：、、、溶液如何變化？〔“變高〞，“變低〞，“不變〞〕 〔4〕電離平衡常數(shù) 〔ⅱ〕一元弱酸： 〔3〕一元弱堿 ①電離平衡常數(shù)化是溫度函數(shù)，溫度不變K不變。 ②值越大，該弱電解質較易電離，其對應的弱酸弱堿較強；值越小，該弱電解質越難電離，其對應的弱酸弱堿越弱；即值大小可判斷弱電解質相對強弱。 ③多元弱酸是分步電離的，一級電離程度較大，產(chǎn)生，對二級、三級電離產(chǎn)生抑制作用。如： 隨堂練習 總結、擴展 1．化學平衡知識與電離平衡知識對照比擬。 2．一元弱酸弱堿中與的求法： 弱電酸中濃度：〔酸為弱酸物質的量濃度〕 弱堿中濃度：〔堿為弱堿物質的量濃度〕 3．討論中存在哪些微粒？〔包括溶劑〕 4．擴展 難溶電解質在水溶液中存在著電離平衡。在常溫下，溶液中各離子濃度以它們的系數(shù)為方次的乘積是一個常數(shù)，該常數(shù)叫溶度各〔〕。例如 溶液中各離子濃度〔加上其方次〕的乘積大于、等于溶度積時出現(xiàn)沉淀，反之沉淀溶解。 〔1〕某溶液中，如需生成沉淀，應調整溶液的使之大于 。 〔2〕要使0.2mol/L 溶液中的沉淀較為完全〔使?jié)舛冉档椭猎瓉淼那Х种弧?，那么應向溶液里參加溶液，使溶液? 。 布置作業(yè) P60一、填空題：2．3．4． P61四、 板書設計 第二課時 一、電解質，非電解質 1．定義：在水溶液中或熔融狀態(tài)下，能導電的化合物叫電解質。 ［思考］①，在水溶液中，不導電，它屬于非電解質嗎？為什么？ ②溶于水能導電，那么氨氣是電解質嗎？為什么？ ③共價化合物在液態(tài)時，能否導電？為什么？ 2．電解質導電實質，電解質溶液導電能力強弱的原因是什么？ 二、強電解質，弱電解質 1．區(qū)分電解質強弱的依據(jù)： 電解質在溶液中“電離能力〞的大小。 2．電離方程式： 電離方程式書寫也不同 〔1〕強電解質： 〔2〕弱電解質： 3．強弱電解質與結構關系。 〔1〕強電解質結構：強堿，鹽等離子化合物〔低價金屬氧化物〕； 強酸，極性共價化合物； 〔2〕弱電解質結構：弱酸，弱堿具有極性共價位的共價化合物。 三、