人教版高中化学选修4全册极品教案

1 最新更新 人教版高中化学选修 4 全册极品教案 2 第一章 第一节 化学反应与能量的变化 教学目标教学目标 知识与技能 1 使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式 2 认识化学反应过程的物质变化和能量变化 3 了解反应热和焓变的涵义 4 能正确认识 书写热化学方程式 过程与方法 1 通过对学习资料的查找与交流 培养学生获取信息 理解信息 并得出结论的能力以及语言表达能力 2 通过从化学键的角度分析化学反应 引导学生分析引起反应热 的本质 情感态度与价值观 培养学生从微观的角度理解化学问题 教学重点 教学重点 热化学方程式的书写和反应热与键能 教学难点 教学难点 反应热与键能 教学过程 教学过程 第一节 化学反应和能量变化 一 概念 1 化学反应及其能量变化 任何一个化学反应中 反应物所具有的总能量与生成物所具有的总 能量总不会相等的 在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化 2 放热反应和吸热反应 1 放热反应 即有热量放出的化学反应 其反应物的总能量大于 生成物的总能量 2 吸热反应 即吸收热量的化学反应 其反应物的总能量小于生 成物的总能量 3 化学反应中的能量变化示意图对于该 示意图 可理解为下列形 式 由能量守恒可得 能 量 反应过程反应过程 反应物 生成物 能 量 H0 反应物 生成物 3 反应物的总能量 生成物的总能量 热量 放热反应 应物的总能量 生成物的总能量 热量 吸热反应 4 热化学方程式的书写 1 热化学方程式必须标有热量变化 2 热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态 因为反应热 除跟物质的量有关外 还与反应物和生成物的聚集状态有关 3 热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量 因此 有时可用分数表示 但要注意反应热也发生相应变化 5 书写热化学方程式时明确以下问题 1 反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关 需要 注明 不注明的指 101kPa 和 25 时的数据 2 物质的聚集状态不同 反应吸收和放出的热量不同 因此要注 明反应物和生成物的聚集状态 3 热化学方程式中的热量数据 是与各化学计量数为物质的量时 相对应的 不是几个分子反应的热效应 因此式中化学计量数可以是整 数 也可以是分数 一般出现分数时是以某一反应物或生成物为 1mol 时其它物质才出现的 4 无论热化学方程式中化学计量数为多少 H 的单位总是 KJ mol 但 H 的数值与反应式中的系数有关 板书设计 板书设计 一 概念 1 化学反应及其能量变化 2 放热反应和吸热反应 1 放热反应 2 吸热反应 3 反应物的总能量 生成物的总能量 热量 放热反应 应物的总能量 生成物的总能量 热量 吸热反应 4 热化学方程式的书写 5 书写热化学方程式时明确以下问题 练习 练习 1 请解读下面的热化学方程式 1 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8 kJ mol 2 C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220 0 kJ mol 2 依据事实 写出下列热化学方程式 1 1mol 乙烷燃烧生成CO2 g 和 4H2O l 放出 1559 8 kJ 热量 2 1 克氢气燃烧生成液态水放出 142 9 kJ 热量 作业布置作业布置 课本 P5 2 3 4 4 教学反思 1 重点讲练热化学方程式的书写 2 重点图解化学反应热 第一章 第二节 燃烧热 能源 教学目标教学目标 知识与技能 1 掌握燃烧热 热中和热相关概念和计算 2 掌握热化学方程式的书写 3 了解能源的相关问题 过程与方法 通过阅读 比较 分析培养学生综合分析问题的能力 情感态度与价值观 1 认识能源是人类生存和发展的重要基础 2 知道节约能源 提高能量利用效率的实际意义 教学重点教学重点 燃烧热和热化学方程式的书写 教学难点教学难点 燃烧热和热化学方程式的书写 教学过程教学过程 复习引入 复习引入 回忆反应热 焓变的知识 一 燃烧热 定义 一 反应热 1 概念 2 放热反应和吸热反应的比较 二 热化学方程式 1 概念 2 表示意义 不仅表明了化学反应中的物质变化 也表明了化学 反应中的能量变化 例如 H 241 8kJ mol 5 表示 1mol 气态 H2与 1 2 mol 气态 O2反应生成 1mol 水蒸气 放出 241 8kJ 的热量 三 燃烧热 1 概念 2 注意 必须以 1mol 可燃物燃烧为标准 可燃物必须完全燃烧 生成稳定化合物 例如 1mol 碳燃烧生成 CO 时放出的热不是燃烧热 CO 不稳定 可继续燃烧生成 CO2 C 的燃烧热为 393 5kJ mol 而不是 110 5kJ mol 3 表示的意义 例如 C 的燃烧热为 393 5kJ mol 表示在 101kPa 时 1molC 完全燃烧放出 393 5kJ 的热量 4 燃料充分燃烧的两个条件 1 要有足够的空气 2 燃料与空气要有足够大的接触面 四 中和热 1 概念 2 注意 必须以生成 1mol 水为标准 中和反应对象为稀溶液 强 酸与强碱中和时生成 1mol H2O 均放热 57 3kJ 弱酸或弱碱电离要吸收热 量 所以它们参加中和反应时的中和热小于 57 3kJ mol 3 中和热的表示 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 二 能源 使用化石燃料的利弊及新能源的开发 1 重要的化石燃料 煤 石油 天然气 2 煤作燃料的利弊问题 3 新能源的开发 板书并小结 一 燃烧热 二 能源 作业 1 下列反应既属于氧化还原反应 又是吸热反应的是 A 铝片与稀盐酸的反应 B Ba OH 2 8H2O 与 NH4Cl 的反应 C 灼热的碳与 CO2的反应 D 甲烷在氧气中的燃烧反应 2 下列燃料中 不属于化石燃料的是 A 煤 B 石油 C 天然气 D 水煤气 3 实验测得 25 101kPa 时 1molC 完全燃烧放出 393 5 kJ 的热量 写 出 C 燃烧的热化学方程式 6 4 实验测得 25 101kPa 时 1molH2完全燃烧放出 285 8 kJ 的热量 写 出 H2燃烧的热化学方程式 6 在 1 01 105Pa 时 4g 氢气在 O2中完全燃烧生成液态水 放出 572KJ 的热量 则 H2的燃烧热为 表示氢气燃烧的热 化学方程式为 7 第一章 第三节 化学反应热的计算 教学目标教学目标 知识与技能 在质量守恒定律和能量守恒定律的基础上理解 掌握盖斯 定律 并学会应用盖斯定律进行化学反应热的计算 进一 步巩固对化学反应本质的理解 过程与方法 通过分析 归纳 从能量守恒定律角度理解盖斯定律 情 感态度与价值观 学习从不同的角度观察 分析 认识事 物 教学重点 难点教学重点 难点 利用盖斯定律进行化学反应热的计算 教学过程 教学过程 一 引入一 引入 与旧知识 燃烧热 相衔接 减少学生的陌生感 且为学生设计测 定 C s 1 2O2 g CO g H1 做好知识与理解的铺垫 1 下列数据表示燃烧热吗 为什么 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol 已知 H2O g H2O l H2 44kJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l H H1 H2 285 8kJ mol 2 如何测出这个反应的反应热 C s 1 2O2 g CO g H1 思考并回答 能直接测出吗 如何测 若不能直接测出 怎么办 C s 1 2O2 g CO g H1 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol 则 H1 H2 H3 所以 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 为什么可以这样计算 应用了什么原理 二 盖斯定律二 盖斯定律 不管化学反应是分一步完成或分几步完成 其反应热是相同的 换 句话说 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关 而与反应 的途径无关 这就是盖斯定律 讲述盖斯的生平事迹 三 对盖斯定律的理解与分析三 对盖斯定律的理解与分析 请观察思考 H H1 H2之间有何关系 H H1 H2 根据能量守恒定律引导学生理解盖斯定律 四 应用盖斯定律计算反应热四 应用盖斯定律计算反应热 8 石墨能直接变成金刚石吗 例 1 写出石墨变成金刚石的热化学方程式 25 101kPa 时 说明 1 可以在书中查找需要的数据 2 并告诉大家你设计的理由 学生 查阅燃烧热数据 设计方案 C 石墨 s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol C 金刚石 s O2 g CO2 g H2 395 0kJ mol 所以 得 C 石墨 s C 金刚石 s H 1 5kJ mol 这个热化学方程式说明了什么 石墨不会自动变成金刚石 石墨与金刚石的能量相差不远 过渡 你知道火箭的燃料是什么吗 例 2 某次发射火箭 用 N2H4 肼 在 NO2中燃烧 生成 N2 液态 H2O 已知 N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 534kJ mol N2H4 g O2 g N2 g 2H2O l H2 534kJ mol 请写出发射火箭反应的热化学方程式 先确定反应物与生成物 再对两个已知方程式的反应热进行处理 H 2 H2 H1 534kJ mol 2 N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 534kJ mol 你能设计出合理的路线吗 总结归纳盖斯定律 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态 有关 而与反应的途径无关 板书设计 板书设计 第三章 第一节 化学反应热的计算 一 盖斯定律 二 应用盖斯定律计算反应热 1 内容 2 理解 3 盖斯定律的意义 小结 课后作业课后作业 按照盖斯定律 结合下述反应方程式 回答问题 已知 1 NH3 g HCl g NH4Cl s H1 176kJ mol 2 NH3 g H2O l NH3 H2O aq H2 35 1kJ mol 3 HCl g H2O l HCl aq H3 72 3kJ mol 4 NH3 aq HCl aq NH4Cl aq H4 52 3kJ mol 5 NH4Cl s 2H2O l NH4Cl aq H5 则第 5 个方程式中的反应热 H 是 根据盖斯定律和上述反应方程式得 4 3 2 1 5 即 Q 16 3kJ mol 教学反思 教学反思 盖斯定律是第一章的一大重点 应用其计算化学反应热既是 9 重点又是难点 必须多讲多练 及时巩固 10 第二章 第一节 化学反应速率 教学目标教学目标 知识与技能 化学反应速率的概念和表示方式 以及相关计算 过程与方法 通过使学生初步学会用化学反应速率图表获取信息 培养学 生获取信息的能力 归纳知识和总结知识的能力 情感态度与价值观 通过本节学习联系实际 培养学生的环保意识 教学重点教学重点 化学反应速率的概念和计算 教学难点教学难点 化学反应速率的表示方式 教学过程教学过程 引言引言 不同的化学反应进行的快慢不一样 有的反应进行得很快 瞬间 就能完成 例如氢气与氧气混合遇火发生瀑炸 酸碱的中和反应等 有 的反应进行得很慢 例如 石油的形成要经过几百万年甚至更长的时间 板书 板书 一 化学反应速率 演示实验演示实验 2 1 2 1 引导学生观察 两支试管中都有气泡产生 但大理石与盐酸反应迅 速 有大量气泡产生 而与醋酸反应较缓 只有少量气泡产生 板书 板书 化学反应速率 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的 增加来表示 单位 mol L min 或 mol L s 投影 投影 例题 某一化学反应 A B 2C 在 2min 钟内 A 的浓度由 2mol L 减小到 1mol L C 浓度由 0 5mol L 增加到 2 5mol L 则在这两分钟内 A 的化学反应速率为 0 5mol L min C 的化学反应速率为 1mol L min 讨论 分析得结论 讨论 分析得结论 在同一段时间内 同一个化学反应中各物质的反应速率是成比例的 在 2 升密闭容器中发生的可反应 A 2B2C A 的物质的量B 的物质的量C 的物质是量 t 0min3mol1mol0 t 1min2 8mol0 6mol0 4mol 反应速 率 0 1mol L min0 2mol L min0 2mol L min VA VB VC 1 2 3 为方程式中的系数比 讲述 讲述 不同的化学反应 具有不同的反应速率 这说明 参加反应的物质 的性质是决定化学反应速率的重要因素 但由于受其它条件的影响 同 一化学反应在不同条件下可能会有不同的化学反应速率 因此 我们可 以通过改变反应条件来改变化学反应的速率 改变化学反应速率在实践中有很重要的意义 例如 我们可以根据 11 生产和生活的需要 采取适当的措施加快某些和产过程 如使炼钢 合 成树脂或合成橡胶的反应加快等 也可以根据需要减慢某些反应速率 如使钢铁生锈 塑料和橡胶老化的反应速率减慢 下面我们来探讨浓度 压强 主要对有气体参加的反应 温度 催化剂等条件对化学反应速率 的影响 反馈练习 反馈练习 1 反应 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g 在 10 升密闭容器中进行 半 分钟后 水蒸气的物质的量增加了 0 45mol 则此反应的平均速率 X 反 v 应物的消耗速率或生成物的生成速率 可表示为 A v NH3 0 01mol L B v NO 0 001mol L C v O2 0 001mol L D vH2O 0 045mol L 2 某温度时 在 2L 容器中 X Y Z 三种 物质的物质的量随时间的变化曲线如右图 所示 由图中数据分析 该反应的化学方 程式为 反应开始至 2min Z 的平均反应速率为 作业 作业 1 可逆反应 2A g 3B g 2C g D g 在四种不同条件下有以下 4 种 反应速率 则该反应在不同条件下反应速率最快的是 A v A 0 5mol L s B v B 0 6mol L s C v C 0 35mol L s D v D 0 4mol L s 2 将等物质的量的 A B 混合于 2L 的密闭容器中 发生如下反应 3A g B g xC g 2D g 经 5min 后 测得 D 的浓度为 0 5mol L c A c B 3 5 C 的平均反应速率为 0 1mol L min 试求 1 此时 A 的浓度及反应开始前容器中 A B 的物质的量 2 B 的平均反应速率 3 x 的值 教学反思 教学反思 化学反应速率是学习化学平衡的基础 在教学中以一些实例 入手 使学生对本章所学内容有一个整体感知 在教学中应充分发挥学 生的能动性 通过自学得出化学反应速率的概念 单位 表达式等基础 知识 最后提醒学生应注意的几个问题 增强学生运用知识的灵活性 12 13 第二章第二章 第二节 影响化学反应速率的因素 教学目标教学目标 知识与技能 1 认识浓度 压强 温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 了 解改变化学反应速率的意义 2 能初步运用有效碰撞 活化分子等概念解释浓度 压强 温度等 条件对化学反应速率的影响 过程与方法 运用浓度 压强 温度和催化剂等条件比较反应速率大小 情感 态度与价值观 1 通过实验培养学生严谨的科学态度 知道科学研究的一般方法 2 通过目前催化剂研究的遗憾 激发学生投身科学的激情 教学重点教学重点 外界条件对化学反应速率的影响 教学难点教学难点 有效碰撞 教学过程 教学过程 板书 板书 一 浓度对化学反应速率的影响 实验并引导学生观察 实验并引导学生观察 大理石与 1mol L 的盐酸反应迅速 有大量气泡产生 而与 0 1mol L 的盐酸反应较缓 只有少量气泡产生 引导学生分析并板书 引导学生分析并板书 当其它条件不变时 增加反应物的浓度 可以增大化学反应速率 引导学生阅读教材后分析讲解引导学生阅读教材后分析讲解 能量高于分子平均能量的分子 属于活化分子 活化分子在具有合 适的取向相互碰撞后 才能使旧键断裂 发生化学反应 这样的碰撞叫 做有效碰撞 在其他条件不变时 对某一反应来说 活化分子在反应物 中所占的百分数目是一定的 因此 单位体积内活化分子数目与单位体 积内反应物分子的总数成正比 也就是和反应物的浓度成正比 增大反 应物的浓度 单位体积内的分子数增多 活化分子数也相应增多 单位 时间内的有效碰撞次数也相应增多 化学反应速率就增大 板书 板书 二 压强对化学反应速率的影响 阅读 分析 阅读 分析 对于气体来说 当温度一定时 一定量气体的体积与其所受的压强 成反比 这就是说 如果气体的压强增大到原来的 2 倍 气体的体积就 缩小到原来的 1 2 单位体积内的分子数就增大到原来的 2 倍 所以 增 大压强 就是增加单位体积内反应物和生成物的物质的量 即增大了浓 度 因而可以增大化学反应速率 相反 减小压强 气体的体积就扩大 浓度就减小 因而化学反应 速率也减小 如果参加反应的物质是固体 液体或溶液时 由于改变压强对它们 14 体积的影响很小 因而对它们浓度改变的影响也很小 可以认为改变压 强对它们的反应速率无影响 板书 板书 三 温度对化学反应速率的影响 实验并引导学生观察 实验并引导学生观察 给加入 1mol L 盐酸的试管加热后 反应速率明显加快了 这说明温度 的变化也可以使反应的化学反应速率发生改变 引导学生分析并讲解引导学生分析并讲解 在浓度一定时 升高温度 反应物分子的能量增加 使一部分原来 能量较低的分子变成活化分子 从而增加了反应物分子中活化分子的百 分数 使有效碰撞次数增多 因而使化学反应速率增大 当然 由于温 度升高 会使分子的运动加快 这样单位时间里反应物分子间的碰撞次 数增加 反应也会相应地加快 但不是反应加快的主要原因 而前者是 反应加快的主要原因 温度每升高温度每升高 10 10 化学反应速率通常增大到原来的 化学反应速率通常增大到原来的 2 2 4 4 倍 倍 有很多在常温或高温时进行得很快的化学反应 在低温下则进行得 较慢 这就是人们使用电冰箱保存食物的原因 板书 板书 四 催化剂对化学反应速率的影响 引导学生观察 引导学生观察 在 H2O2中加入 MnO2粉末时 立即有大量气泡产生 而在没有加 MnO2 粉末的试管中只有小量气泡出现 可见催化剂 MnO2使 H2O2分解的反应加 快了 阅读 分析并讲述 阅读 分析并讲述 催化剂能够增大化学反应速率的原因 是它能够降低反应所需的能 量 这样就使更多的反应物分子成为活化分子 大大增加单位体积内反 应物分子中活化分子所占的百分数 从而成千成万倍增大了化学反应速 率 许多实验成绩和事实证明 对于同一个化学反应来说 条件不同时 反应速率会发生变化 除了浓度 对于有气体参加的反应 改变压强相 当于改变浓度 压强 催化剂等能够改变化学反应速率外 反应物颗粒 的大小 溶剂的性质等 也会对化学反应速率产生影响 在适当条件下 人们还可以利用光 超声波 甚至磁场来改变某个反应的速率 讨论讨论 采用哪些方法可以增大 Fe 与盐酸反应的化学反应速率 在这些 方法中 哪些是由于增加了活化分子在反应物中的百分数所造成的 增加盐酸的浓度 升高温度 增大铁与盐酸反应的接触面积等 1 2 3 练习 练习 1 根据化学反应 A B 2C 填写下表中的空白 ABC 反应开始时浓度 mol L 2 72 50 2min 后的浓度 mol L 2 3 15 2min 后的浓度 mol L 化学反应速率 mol L min 2 取 amolA 和 bmolB 置于 v 升容器内 发生可逆反应 aA g bB g cC g dD g 1min 后 测得容器内 A 的浓度为 xmol L 这时 B 的浓 度为 C 的浓度为 这段时间内反应的 平均速率若以物质 A 的浓度变化来表示 应为 要加快该反应的速率 可采取的方法有 作业作业 1 设 C CO2 2CO Q1 反应速率为 1 N2 3H2 2NH3 Q2 反应速率为 2 对于上述反应 当温 度升高时 1和 2的变化情况为 A A 同时增大 B 同时减小 C 1增大 2减小 D 1减小 2增大 2 把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中 产生 H2的 速率可由如图 2 1 1 表示 在下列因素中 盐酸的浓度 镁条的表 面积 溶液的温度 氯离子的浓度 影响反应速率的因素是 C A B C D 3 在密闭容器中发生 2SO2 O2 2SO3反应 现控制下列三种不同的条 件 在 400 时 10molSO2与 5molO2反应 在 400 时 20molSO2与 5molO2反应 在 300 时 10molSO2与 5molO2反应 问 开始时 正反应速率最快的是 正反应速率最慢的是 教学反思 教学反思 让学生亲自动手做实验 学生对实验现象印象深 结论记忆 深 教学效果大大提高 16 第二章 第三节 化学平衡 教学目标教学目标 知识与技能 1 建立化学平衡的观点 2 理解浓度 压强 温度等外界条件对化学平衡的影响规 律 能用化学移动原理解释一些化学移动问题 过程与方法 通过做蔗糖晶体结晶的实验 引导学生分析 认识可逆过 程与平衡状态的建立及特征 培养学生利用实验探究 分 析 解决问题的能力 情感态度与价值观 培养学生透过现象看本质的科学态度与科学素养 教学重点 难点 教学重点 难点 化学平衡观点的建立和特征 浓度 压强 温度对化学平衡的影响 等效平衡 课时安排课时安排 2 课时 教学过程教学过程 第一课时 引言引言 在化不学研究和化工生产中 只考虑化学反应速率是不够的 还需 要考虑化学反应所能达到的最大限度 例如 在合成氨的工业中 除了 需要考虑使 N2和 H2尽可能快地转变为 NH3外 还需要考虑使 N2和 H2尽可 能考虑多地转变为 NH3 这就涉及到化学反应进行的程度问题 化学平 衡 化学平衡主要是研究可逆反应规律的 如反应进行的程度以及各种 条件对反应进行程度的影响等 问 问 请同学们认真观察自己小组的实验成果 你们发现了什么 引导分析 引导分析 一定温度下 当把适量蔗糖晶体溶解在水里时 一方面 蔗 糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水里去 另一方面 溶解在水里的蔗糖 分子不断地在未溶液的蔗糖表面聚集为晶体 当这两个相反过程的速率 相等时 蔗糖的溶解达到最大限度 形成蔗糖的饱和溶液 此时 我们 说达到溶解平衡状态 在溶解平衡状态 溶解和结晶过程并没有停止 只是速率相等罢了 因此 溶解平衡状态是一种动态平衡状态 板书 板书 一 化学平衡 投影 投影 800 下 容积为 1L 的密闭容器里 在有催化剂存在条件下发生 的可逆反应 CO H2O g CO2 H2 起始时各物质的物质的量 mol 平衡时各物质的物质的量 mol 编号 COH2OCO2H2COH2OCO2H2 1 0 010 01000 0050 0050 0050 005 2 000 010 010 0050 0050 0050 0005 3 0 x 0 01 xx0 01 x 0 01 x 0 0050 0050 0050 005 17 分析分析 1 t 0 时 V CO V H2O 最大值 V CO2 V H2 0 随着反应的进行 正 反应速率 V CO 或 V H2O 不断减小 逆反应速率 V CO2 或 V H2 不断增 大 当反应进行到一定程度 V CO V CO 0 V H2O V H2O 0 V CO2 V CO2 0 V H2 V H2 0 反应达到平衡状态 此时 n CO n H2O n CO2 n CO2 0 005mol 反应混合物中 CO H2O CO2 H2的 物质的量分数均为 1 4 2 t 0 时 V CO2 V H2 最大值 V CO V H2O 0 随着反应的进行 正反应速率 V CO2 或 V H2 不断减小 逆反应速率 V CO 或 V H2O 不断 增大 当反应进行到一定程度 V CO V CO 0 V H2O V H2O 0 V CO2 V CO2 0 V H2 V H2 0 反应达到平衡状态 此时 n CO n H2O n CO2 n CO2 0 005mol 反应混合物中 CO H2O CO2 H2的 物质的量分数也均为 1 4 因为 3 状态下 最终达到平衡时 各物质的物质的量与 1 2 一 样 所以可认为 1 2 3 是等效的 即它们是等效平衡 它们要 满足的条件是 反应前后元素的种类不变 原子的物质的量比不变 等 1 温等压条件下 C H O 原子的物质的量不变 平衡状态相同 各组分 2 的浓度保持不变 故有 3 当 0 x 0 01 时 各物质的起始物质的量有许多种组合 在相 同条件下达到平衡时 得到与 1 和 2 相同的平衡 1 和 2 只 不过是 3 的一种特殊情况 讲解讲解 不论该反应从什么状态开始 要达到相同的平衡状态 起始状态 有多种 当反应达到平衡状态时 正反应和逆反应都仍在进行 只是由 于在同一瞬间 正反应生成 CO2和 H2分子数和逆反应所消耗的 CO2和 H2的 分子数相等 亦即正逆反应速率相等 因此反应混合物中各组分的浓度 不变 由此可见 化学平衡是一种动态平衡 重点指出重点指出 反应物和生成物的化学反应速率之比等于化学方程式中各物 质的系数比 与反应是否达到平衡没有关系 因此 不要把这点做为化 正反应速率 逆反应速率 正 逆反应速率相等 时间 反应速率 在一定条件下的可逆反应中 正反应速率和逆 反应速率 随时间变化的示意图 18 学平衡状态的标志 化学平衡状态的标志是 每一种物质的正反应速率 等于它的逆反应速率 反应混合物中各组分的浓度保持不变状态 当然 它们的物质的量之比也是不变的 板书 板书 化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应 正 逆反应的速率相 等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 举例举例 可逆反应 2SO2 O2 2SO3 达到化学平衡状态时 V SO2 V SO2 V O2 V O2 V SO3 V SO3 由这些等式还可变化出许多关 系式 但要注意 当 V SO2 2V O2 时 并不能说明该反应已达化学平衡 状态 虽然化学平衡状态时这一等式成立 讨论讨论 高炉炼铁 Fe2O3 3CO2Fe 2CO2反应是一个可逆的反应 在 19 世 纪后期 人们发现高炉炼铁所排出的高炉气中含有相当量的 CO 有的工 程师认为 这是由于 CO 和铁矿石的接触时间不够长所造成的 于是在英 国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉 以增加 CO 和铁矿石的接 触时间 可是后来发现 用这个高炉炼铁 所排出的高炉气中 CO 的含量 并没有减少 试用化学平衡的理论来分析 为什么用增加高炉高度的办 法不能减少炼铁高炉 CO 的含量 在一定条件下的可逆反应达到平衡后 反应混合物中各组分的浓 度保持不变 因此 CO 的浓度不会因高炉的增大增高而发生改变 高炉 气中 CO 的含量当然不会减少 课堂练习 课堂练习 1 在一定条件下 使 NO 和 O2在一密闭容器中进行反应 下列说法不正确 的是 A 反应开始时 正反应速率最大 逆反应速率为零 B 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 最后为零 C 随着反应的进行 逆反应速率逐渐增大 最后不变 D 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 最后不变 2 一定温度下 反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 达到化学平衡状态的标 志是 A N2 H2和 NH3的物质分数不再改变 B c N2 c H2 c NH3 1 3 2 C N2与 H2的物质的量之和是 NH3的物质的量 2 倍 D 单位时间里每增加 1 molN2 同时增加 3mol H2 3 对于可逆反应 2SO2 O22SO3 在混合气体中充入一定量的 18O2 足够 长的时间后 18O 原子 A 只存在于 O2中 B 只存在于 O2和 SO3中 C 只存在于 O2和 SO2中 D 存在于 O2 SO2和 SO3中 作业布置作业布置 课本 P32 1 4 1 5 19 第二课时 引言引言 化学平衡只有在一定条件下才能保持 当一个可逆反应达到化学 平衡状态后 如果改变浓度 压强 温度等反应条件 达到平衡的反应 混合物各组分的浓度也会随着改变 从而达到新的平衡状态 我们研究化学平衡的目的 并不是希望保持某一个平衡状态不变 而是要研究如何利用外界条件的改变 使旧的化学平衡破坏 并建立新 的较理想的化学平衡 例如 使转化率不高的化学平衡破坏 而建立新 的转化率高的化学平衡 从而提高产量 我们把可逆反应中旧化学平衡 的破坏 新化学平衡的建立过程叫做化学平衡移动 下面 我们着重讨 论浓度 压强和温度的改变对化学平衡的影响 板书 板书 二 影响化学平衡的条件 1 浓度对化学平衡的影响 实验实验 2 52 5 2 6 2 6 观察 分析得结论 观察 分析得结论 在其它条件不变的情况下 增大反应物的浓度或减小生成物的浓 度 都可以使化学平衡向正反应方向移动 增大生成物的浓度或减小反 应物的浓度 都可以使化学平衡向逆反应方向移动 讨论 讨论 运用浓度对化学反应的影响以及化学平衡的建立等知识 解释浓 度对化学平衡的影响 分析 分析 增大反应物的浓度 则 V正增大 而 V逆增大得较慢 使平衡向正 反应方向移动 如果减小生成物的浓度 这时 V正虽未增大 但 V逆减小 了 同样也使 V正大于 V逆 使化学平衡向正反应方向移动 板书 板书 2 压强对化学平衡的影响 引导分析 引导分析 我们可以合成氨反应为例来说明压强对化学平衡的影响 N2 g 3H2 g 2NH3 g 在该反应中 1 体积 N2与 3 体积 H2反应生 成 2 体积 NH3 即反应前后气态物质的总体积发生了变化 反应后气体总 体积减少了 表 2 1 列入的是 450 时 N2与 H2反应生成 NH3的实验数据 归纳结论 归纳结论 a 增大压强 会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动 减小压 强 会使会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动 b 在有些可逆反应里 反应前后气态物质的总体积没有变化 增大 或减小压强都不能使化学平衡移动 例如 2HI g H2 g I2 g 2 体积 1 体积 1 体积 c 固态物质或液态物质的体积 受压强的影响很小 可以忽略不计 因此 如果平衡混合物都是固体或液体 改变压强不能使化学平衡移动 20 板书 板书 3 温度对化学平衡的影响 实验实验 2 7 2 7 观察 分析得结论 观察 分析得结论 温度升高 会使化学平衡向着吸热反应方向移动 温度降低 会使 化学平衡向着放热反应方向移动 总结 总结 浓度 压强 温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理 也叫勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强或 温度等 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 板书 板书 4 催化剂对化学平衡的影响 阅读分析得结论 阅读分析得结论 由于催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率 因此它 对化学平衡的移动没有影响 也就是说 催化剂不能改变化学平衡状态 的反应混合物的组成 但是使用催化剂 能够改变反应到达平衡所需要 的时间 反馈练习 反馈练习 1 在平衡体系 CO g 2H2CH3OH g 正反应为放热反应 中 为了增加 CH3OH 甲醇 的产量 工厂应选择反应条件是 A 高温 高压 B 适宜温度 高压 催化剂 C 低温 低压 D 低温 高压 催化剂 2 在合成氨工业中 下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是 A 向循环气体中不断补充 N2和 H2并将生成的 NH3及时地从混合气中 分离出来 这样做有利于合成氨的反应 B 高压有利于合成氨的反应 C 加入催化剂有利于合成氨的反应 D 温度过高不利于合成氨的反应 3 工业上常用煅烧石灰石的方法来制取生石灰 当生石灰在密 闭容器中发生分解时 建立了下列平衡 CaCO3 s CaO g CO2 g 若保持温度不变 使反应进行较完全 应该采取的措施是 A 增大体系的压强 B 继续加入石灰石 C 加入催化剂 D 降低体系压强 不断导出 CO2 作业布置 作业布置 1 将一定量 N2与 H2 体积比为 1 3 的混合气体通入全盛塔 反应 达平衡后 NH3的体积分数为 16 则平衡混合气体中 N2的体积分数为 H2的转化率为 2 反应 N2 3H22NH3在密闭容器中进行并达到平衡 如果起始浓 度 c N2 4mol L c H2 8mol L 平衡时 N2的转化率为 10 试求 1 达到平衡时 N2 H2和 NH3的浓度各为多少 2 平衡时压强为起始压强的多少倍 反应前后温度不变 21 22 第二章 第四节 化学反应进行的方向学案 教学目标教学目标 知识与技能 了解化学反应发生与否的判断依据有哪些 是如何影响的 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 息进行加工 构建新知识 情感态度与价值观 通过本节内容的学习 使学生体会事物的发展 变 化常常受多种因素的制约 要全面分析问题 教学重点 难点 教学重点 难点 焓减和熵增与化学反应方向的关系 课时安排 课时安排 1 课时 教学过程 教学过程 基础要点基础要点 1 1 科学家根据体系的存在着使体系总能量趋向于 也就是 H 0 的趋势 也存在使体系由有序向无序转化 S 0 的自然现象 提 出了焓判据和熵判据 板书 板书 一 焓变与自发反应的关系 思考思考 1 是不是只要焓变小 放热反应 的反应就是自发的反应 2 从上述的化学变化中 找出自发反应与焓变的关系 3 与下表对比 你找出的规律是否正确 化学反应反应焓变 KJ mol S 4Fe OH 2 s 2H2O l O2 g 4Fe OH 3 s H 298K 444 3 0 NH4HCO3 s CH3COOH aq CO2 g CH3COONH4 aq H2O l H 298K 37 3 0 CaCO3 s CaO S CO2 g H 298K 178 2 0 结论结论 1 焓变只是决定化学反应方向的 板书 二 板书 二 熵变与自发反应的关系 基础要点基础要点 2 2 熵指的是 用 表示 作 为固液气三态的熵值比较大小顺序为 交流交流 为何物质的溶解是自发过程 请用熵变来解释 思考 思考 2 为何发生离子反应的条件之一是生成气体 3 是不是只要熵变大的反应就是自发的反应 4 从上述的化学变化中 找出自发反应与熵变的关系 5 与表 2 对比 看你找出的规律是否正确 化学反应 S KJ mol 1 K 1 2H2O2 aq 2H2O l O2 g 57 16 23 NH4HCO3 s CH3COOH aq CO2 g CH3COONH4 aq H2O l 184 CaCO3 s CaO S CO2 g 169 6 C s 石墨 H2O g CO2 g H2 g 133 8 2Al s Fe2O3 s Al2O3 s 2Fe s 39 35 结论结论 2 熵变只是决定化学反应方向的 板书 板书 三 自发反应的判断依据 基础要点基础要点 3 焓变 焓判据 只能判断 熵变 熵判据 只能判断 因 此二者的复合判据才是自以反应的判断标准 结论结论 3 请填写下列表格 用自发反应 非自发反应 不一定 熵增大熵减小 焓变大 焓减小 拓展拓展 二者对反应方向的影响存在着关系 a H T S0 逆反应自发过行 课堂练习课堂练习 1 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 2 下列说法正确的是 A 凡是放热反应都是自发的 吸热反应都是非自发的 B 自发反应一定是熵增大 非自发反应一定是熵减少或不变 C 自发反应在恰当条件下才能实现 D 自发反应在任何条件下都能实现 3 自发进行的反应一定是 A 吸热反应 B 放热反应 C 熵增加反应 D 熵增加或者放热反 应 教学反思教学反思 本节内容介绍了 焓判据 熵判据及自由能 G H T S 知识 有一定难度 人教版教材将本节内容安排在学生学习了化学反应及其能 量变化 化学反应速率 化学平衡之后以知识介绍的方式呈现出来 让 24 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 25 第三章 第一节 弱电解质的电离 教学目标教学目标 知识与技能 1 了解强电解质和弱电解质与结构的关系 2 能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡 了解酸碱电离理论 3 认识浓度等条件对电离平衡的影响 过程与方法 通过实验 培养学生观察 分析能力 掌握推理 归纳 演绎和类比等科学方法 情感态度价值观 通过本节课的学习 意识到整个自然界实际就是各类物 种相互依存 各种变化相互制约的复杂的平衡体系 教学过程 教学过程 一 铺垫 一 铺垫 1 盐酸与醋酸是生活中经常用到的酸 是用哪一种酸除铁钉的铁锈 2 如果上述两种酸用于卫生洁具的清洁或除水垢 常用盐酸还是醋酸 二 引入二 引入 实验改进实验改进 1 实验中先测反应前溶液的pH值 再进行与镁条的反应 2 用锥形瓶进行实验 瓶中先放酸液 后同时投放等量镁片 然后迅速 套上汽球 观察现象 3 分两部分讨论 从定性角度分析强弱电解质的区别与表现 项 目 1mol L HCl1mol L HAc 溶液的pH 与足量镁条反应产生气泡的速度比较 与足量镁条反应产生氢气的物质的量比较 三 弱电解质的电离三 弱电解质的电离 探究性实验探究性实验1 1 稀释实验 项 目 1mol L HCl1mol L HAc 溶液的pH 稀释1000倍后 溶液的pH值 分析得结论 分析得结论 盐酸的pH值上升三个单位 即氢离子浓度为原来的 1 1000 而醋酸的pH值增大不足2个单位 表明 氢离子的浓度降低要少 得多 探究性实验探究性实验2 2 酸液中加对应的盐 1mol L HCl1mol L HAc 溶液的pH 1mol L HCl中加入少量的 NaCl 1mol L HAc中加入少量的NH4Ac 26 溶液的pH 分析得结论 分析得结论 由于醋酸溶液中 醋酸根离子浓度的增大 导致醋酸溶液 的pH值上升 而盐酸中 加入NaCl 溶液的pH值无明显变化 探究性实验探究性实验3 3 速度实验 1mol L HCl 1mol L HCl 少量的NH4Ac 与镁反应速度的比较 分析得结论 分析得结论 由于盐酸中 醋酸根离子浓度增大 结合了部分氢离子 使溶液中氢离子浓度下降 与镁反应产生气泡的速度下降 剧烈程度减 缓 归纳得结论 归纳得结论 弱电解质的电离是可逆的 四 弱电解质的可逆电离过程的应用四 弱电解质的可逆电离过程的应用 利用化学平衡的v t图描述CH3COOH在水中的电离情况 在CH3COOH溶液中 分别加入下列物质 对CH3COOH的电离平衡各有什么影响CH3COOHCH3COO H 加入物质或方法盐酸 NaOH固体 加热 CH3COOH 氨气 对电离平衡的影响 作业布置 作业布置 向两支分别盛有0 1mol L醋酸和饱和硼酸溶液的试管中滴加等浓度碳酸 钠溶液 观察现象 实验现象 酸性比较 pH值 已知 等体积1mol LHA与1mol LHB参加下列反应 pH HA pH HB pH H2CO3 推断HA HB相关的实验现象 HAHB 与足量镁条反应产生气泡的速度比较 与足量碳酸钠反应产生气泡的速度比较 与足量镁条反应产生氢气的物质的量的比较 与足量碳酸钠反应产生CO2的物质的量的比较 27 第二节 水的电离和溶液的酸碱性学案 教学目标教学目标 知识与技能 了解水的电离平衡及其 离子积 了解溶液的酸碱性和 pH 的关系 过程与方法 通过与同学合作 交流 了解水的电离和溶液的酸碱性学 会酸碱中和滴定的实验操作及反应曲线的绘制 情感态度与价值观 感受溶液的酸碱性及 PH 等与人类生产生活的关系 体会定量实验的魅力 培养学习化学的兴趣 教学重点 难点 教学重点 难点 水的离子积 溶液的酸碱性和 pH 的关系 第一课时第一课时 问题引入 问题引入 1 有人曾经用经过28次蒸馏的纯水进行导电性实验 你认为结果会 怎么样 2 潮湿的手触摸正在工作的电器 可能会发生触电事故 为什么 3 电解水制H2 O2时 需要向水中加入水量的NaOH溶液或H2SO4溶液 为什么 新课 新课 阅读归纳并板书 阅读归纳并板书 一 水的电离与水的离子积常数 水是一种极弱的电解质 电离方程式可表示为 H2O H2O H3O OH 或 H2O H OH 水的离子积常数 在25 时 H OH 1 10 7mol L 1 Kw H OH 1 10 14 板书 板书 二 Kw的应用 情景情景1 1 1 从以下数据中发现什么递变规律 2 以下数据说明温度与水的电离程度之间存在什么关系 t 0102025405090100 Kw 10 14 0 1340 2920 6811 012 925 4738 055 0 讨论 归纳 讨论 归纳 升高温度 水的电离程度 水的电离平衡向 移动 Kw 降低温度 水的电离程度 水的电离平衡向 移动 Kw 讲述 讲述 水的离子积Kw H OH 1 10 14不仅适用于纯水 也适用于稀 的电解质水溶液 情景情景2 2 比较下列情况下 C H 和C OH 的值或变化趋势 纯水加入少量盐酸加入少量NaOH C H 28 C OH C H 与C OH 大小比较 讨论 归纳 讨论 归纳 对于电离平衡 加入酸后 溶液中 H 平衡向 移动 水的电离程度 Kw 而 OH 加入碱后 溶液中 OH 平衡向 移动 水的电离程度 Kw 而 H 问题问题 酸碱溶液中Kw值的应用 有哪些方法可以抑制水的电离 请分析1mol L盐酸溶液中存在哪些离子 且各离子的浓度是多少 请分析1mol LNaOH溶液中存在哪些离子 且各离子的浓度是多少 判断溶液酸碱性强弱的依据是什么 分析得结论 分析得结论 酸性溶液 C H C OH C H 1 0 10 7mol L 碱性溶液 C H C OH C H 1 0 10 7mol L 中性溶液 C H C OH C H 1 0 10 7mol L 填表 c H c OH c H 与c OH 大小比较 Kw 酸碱性加酸后水的 电离平衡 加酸前蒸 馏 水 加酸后 板书 板书 三 溶液的酸碱性 讨论 归纳 讨论 归纳 溶液呈酸性 碱性还是中性 其依据是什么 A 应看c H 和c OH 的相对大小 B 应看c H 与1 10 7mol L相对大小比较 C 应看pH值 1 10 7mol L与pH 7的临界标准适合于常温下在溶液 板书 板书 四 pH值的计算及应用 1 计算 pH lg c H 2 溶液 PH 的测定方法 1 酸碱指示剂法 常用酸碱指示剂的 变色范围 指示剂 变色范围的 石蕊8 蓝色 甲基橙4 4 黄色 酚酞10 红色 2 试纸法 使用方法 3 PH 计法 作业 作业 体积相同 pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液 与NaOH溶液中和时两 29 者消耗NaOH的物质的量 A 相同 B 中和HCl的多 C 中和CH3COOH的多 D 无法比较 第二节 水的电离和溶液的酸碱性 酸碱中和滴定 课时2 教学目标教学目标 知识与技能 使学生初步掌握酸碱中和滴定的原理和有关计算 初步学 会酸碱和滴定的实验操作方法 掌握酸碱中和滴定所使用 的仪器 过程与方法 通过酸碱中和滴定相关量关系