选修四《化学反应原理》人教版教案.pdf-得力文库

资源描述

《选修四《化学反应原理》人教版教案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选修四《化学反应原理》人教版教案.pdf（108页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、人教：绪言.2第一章化学反应与能量.2第一节化学反应与能量的变化.2第二节燃烧热能源.8第三节化学反应热的计算.12第二章化学反应速率和化学平衡.18第一节化学反应速率.18第二节影响化学反应速率的因素.21第三节化学平衡.26第四节化学反应进行的方向.57第三章水溶液中的离子平衡.62第一节电离平衡.62第二节水的电离和溶液的 pH.69第三节盐类的

2、水解.77第四节沉淀溶解平衡.98第四章电化学基础.50第一节原电池.106第二节化学电源.109第三节电解池.114第四节金属的电化学腐蚀与防护.123设计(2)、有效碰撞时能引起化学反应的碰撞 2、活化分子和活化能(1)具有较高的能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子。(2)活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能 3、催化剂(1)催化剂是能改变化学

3、反应的速率，但前后本身的性质和质量都不再改变的物质(2)催化剂一降低活化能一提高活化分子数 f 提高有效碰撞频率一反应速率加快教学过程教学步骤、内容教学方法【引入】化学研究的核心问题是化学反应，化学具有创造性的工作是：设计和创造新的分子，要实现这个过程我们就必须对化学反应原理理解清楚。我们己经学习过很多的化学反应，也做过不少

4、化学实验。那么化学反应时怎样发生的？化学反应遵循怎样的规律呢？为什么有的化学反应快，有的反应慢？如何能控制化学反应为人所用呢？要解决这一系列的问题就要依赖于化学反应原理这一模块的学习。【板书】一、化学反应原理的研究内容【问题情境 1】课件投影氢气与其他物质反应反应条件难易程度 H2+O2点燃易 H2+CUO 加热易 H2+N2高温、高压、催化剂难【问题】

5、为什么反应的对:易程度不同？【结论】物质之间能否反应，以及反应的难易程度都是由反应物本身的性质决定的，即影响化学反应速率的根本原因反应物本身的性质（内因）【问题情境 2（课件投影）将 H2、02混合，在室温的条件下可以存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的爆炸反应，而且只要配比适当，可以完全转化为生成物【问题】由此说明了什么问题？【结论】对于一个确

6、定的化学反应，不同的外界条件都能够改变化学反应速率。在化学反应的“内因”确定的情况下，“外因”则是变化的条件。【问题情境 3（课件投影）氏和 N2即使在高温、高压、有催化剂的条件下反应也不能完全转化为生成物。【问题】由此又能得出什么结论？【结论】该反应有一定限度的【总结】化学反应“速率”、“方向”和“限度”正是化学反应原理研究的主要内容。（第二单元介绍的内容

7、）【讲述】在不同的物质体系、不同环境中，化学反应所遵循的的规律是不同的，教材第三单元将介绍水溶液中离子反应的规律；在第一单元中介绍化学反应中化学能与热能、电能的相互转化，了解化学反应中物质与能量之间的定量关系以及电化学的有关基础知识。【板书】1、化学反应与能量的问题 2、化学反应速率、方向以及限度的问题 3、水溶液中离子反应的问题 4

8、、电化学的基础知识【讲述】通过学习我们将认识到纷繁复杂的化学反应。乍看起来，好像十分复杂，难易把握，而实际上是有规律可循的。这正是化学的精髓所在，也是化学的魅力所在。【过渡】我们如何研究一个化学反应？研究化学反应原理的基本思路和方法是怎样的的呢？下面我们介绍几个简化的概念模型，这是我们学习和研究化学反应原理的基础。【板书】二、简化的概

9、念模型 1、简化后的简单碰撞模型【问题 1】有效碰撞模型成立的前提是什么？有效碰撞的含义是什么？1、在常温常压下，气体分子的运动是自由的，它们之间的碰撞是随机的。反应物分子之间的碰撞时是化学反应的必要条件，但并不是所有的碰撞都能引起化学反应。【问题 2】如何知道并不是所有的分子之间的碰撞都是有效的？2、如果反应物分子之间的碰撞都能反

10、应，所有的化学反应都将在瞬间完成，而事实并非如此。【问题 3 什么是有效碰撞 3、能引起分子之间的化学反应的碰撞时有效碰撞【归纳】分子之间的碰撞时化学反应的必要条件，但并不是所有的碰撞都是有效的，而有效碰撞是化学反应发生的充分条件，能引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，某化学反应速率的大小与单位时间内有效碰撞的次数有关。【板书】

11、（1）、分子间的碰撞时化学反应的必要条件，有效碰撞是化学反应发生的充分条件。（2）有效碰撞时能引起化学反应的碰撞。【过渡】什么样的分子才能发生有效碰撞？分子间发生有效碰撞的条件是什么？【板书】2、活化分子和活化能【问题 1】1、什么是活化分子？活化分子发生的碰撞一定是有效的吗？【回答】具有较高的能量，能够发生有效碰撞的分子一定是活化分子；发生

12、有效碰撞的分子一定是活化分子，但是活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，活化分子必须在合适的空间取向才能发生有效碰撞。【问题 2】什么是活化能？【回答 2】活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能【问题 3 有没有活化能为 0 的化学反应？请举例说明【回答】有，如溶液中的自由离子间的反应，高空大气中自由离子间的反应，高空大气中自由原子之间的反

13、应，因为这些反应的反应物分子在反应前已经成为自由里子或原子，不需要再破坏或减弱化学键。【归纳】活化分子的能量可以通过吸收外界的能量或者分子之间在碰撞是能量交换不均匀二产生；发生有效碰撞的分子一定是有效碰撞。有效碰撞的次数多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，活化分

14、子的多少与该反应活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定的；(内因)活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，活化分子越多，单位时间内的有效碰撞次数越多，反应速率就越快。【板书】(1)具有较高的能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子。(2)活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能【过渡】催化剂的研究也是化学反应原理

15、中的一个重要领域。催化剂的使用对化工生产的影响也越来越大，催化剂往往成为化工技术改造和更新的关键。【问题】1、什么是催化剂【回答】催化剂能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不再改变【问题】催化剂为何能影响化学反应速率【回答】2、可以降低化学反应所需要的活化能，也就提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞的频率，反应速率

16、大幅提高。【板书】3、催化剂(1)催化剂是能改变化学反应的速率，但前后本身的性质和质量都不再改变的物质(2)催化剂一降低活化能一提高活化分子数一提高有效碰撞频率 f 反应速率加快【小结】一个化学反应要经历那些过程？教学回顾：教案课题：第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化授课班级课时 2教知识 1、了解化学反应中能量转化的原因和常

17、见的能量转彳七形式；学目的与技能 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焰变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法，2、通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析

18、能力和主动探究能力情感态度价值观激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤了思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点重点化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写难点焙变，4 H 的“+”与热化学方程式的书写知识结构与板书设计第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化一、反应热

19、焙变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焰变 2、符号：ZH3、单位：kj/mol 或 kJmoL4、反应热表示方法：为“+”或 HAO时为吸热反应；为“一”或 HV0时为放热反应。5、计算的三种表达式：(1)A H=化学键断裂所吸收的总能量一化学键生成所释放的总能量(2)A H=生成的总能量-反应物的总能量(3)A H=反应物的键能之和-生成物的键能之和二、热化学方程式(thermochemical

20、 equation)1.定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。200 P例：H2(g)+I2(g)1Q1KPa 2Hl(g)；AH=-14.9 kJ/mol2.书写热化学方程式的注意事项：(1)需注明反应的温度和压强。因反应的温度和压强不同时，其不同。(2)要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。(3)热化学方程式各物质前的化学计量数

21、不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其也不同。4.热化学方程式的应用教学过程教学步骤、内容教学方法【引入】相信大家都听过这句名言：“给我一个支点和足够长的杠杆，我可以撬动地球。”知不知道是谁说的呢？【回答】阿基米德【提问】推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢？【讲解】对，能量就是推动人类进步

22、的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一(一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换)。所以，研究化学反应中的能量变化，就显得极为重要。下面让我们一同进入选修 4 化学反应原理的学习【板书】第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变【回忆】通过必修二的学习，我们知道化

23、学反应过程中不仅有物质的变化，还有能量的变化。那么常见的能量变化形式有哪些？【学生】阅读本章引言回答：热能、电能、光能等【过渡】当能量以热的形式表现时，我们把化学反应分为放热反应和吸热反应，你能列举常见的放热反应和吸热反应吗？【回答】放热反应如燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应等；吸热反应如大多数分解反应、金属氧化物的还原反应等【质

24、疑】为什么化学反应过程中有的放热、有的吸热？为什么说“化学反应过程中能量的变化是以物质的变化为基础的”？【回忆】我们知道化学反应的实质就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，那么化学键断裂的过程中能量是如何变化的？【提问】当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的？能否从微观的角度解释能量变化的原因？【回答】水分子之间存在分子间

25、作用力，当水从液态变成气态时，分子间距离增大，所以要吸收能量【分析】虽然力的种类和大小不同，但是本质都一样，就是形成作用力时要放出能量：破坏作用力时要吸收能量，即物质的变化常常伴随能量的变化【探究】给出具体实例，图例，请学生分析图中包含的信息【引导】在化学反应 H2+C12=2HC1的过程中能量变化如何？【投影】【提问】为什么化学反应过程中会有能量

26、的变化？从两个角度来考虑：1、从化学键的角度看化学反应是怎样发生的？与能量有什么关系？2、反应物和生成物的相对能量的大小【图像分析】lmolH2和 Im o lC b反应得到 2moiHC1要放出 183kJ的能量；断开 ImolH-H键需要吸收 436kJ的能量；断开 ImolCl-Cl键需要吸收 243kJ的能量；形成 ImolH-Cl键能放出 431kJ的自昌量;【讲解】1、从化学键的角度看化学反应包含两

27、个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要释放出能量，断开化学键吸收的能量和形成化学键释放的能量通常不相等；2、反应物和生成物的总能量通常不相等，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学能转化为其他形式的能量释放出来，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应将其他形式的能量转化

28、为化学能储存起来，所以化学反应过程中总会伴随着能量的变化。【过渡】断开化学键和形成化学键所吸收和放出的能量的数值是可以定量测定出来的，可以在工具书上查到，这样我们就可以计算到反应中的能量的具体数值了。【提问】如何表示反应过程是放热还是吸热呢？【讲解】我们对反应研究的对象是反应的反应物和生成物，我们把它们称为反应体系，而把除

29、它们之外的物质称为环境，我们把反应体系在化学反应过程中所释放或吸收的能量，用热量(或换算成相应的热量)来表述，叫做反应热，又称作为“焰变”，用符号“!”表示，单位常采用 kJ/mol或 k J m o l1【板书】一、反应热燃变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于婚变 2、符号：A H3、单位：kj/mol 或 kJm ol1【思考】我们看看 4 H 的单位是 k J/m o l,这个单位的分子和分

30、母分别代表的是什么物理量？我们可以怎样计算 A H 的数值？【讲解】当生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时，反应为放热反应，使反应本身能量降低，规定放热反应!为“一”，弛为“一”或 HVO时为放热反应。上述反应 H2(g)+C l2(g)=2 H C l(g),反应热测量的实验数据为 184.6 k J/m o l,与计算数据 183kJ/mol很接近，一般用实验数据表示，所以?!=-184.6 kJ

31、/mol。当生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量时，反应是吸热反应，通过加热、光照等方法吸收能量，使反应本身能量升高，规定 A H为“+”，所以 A H为“+”或 H X)时为吸热反应。【投影】放热反应吸热反应【板书】4、反应热表示方法：!为“+”或 H A O时为吸热反应；!为“一”或 H 0 时为放热反应。【讲解】如果反应物所具有的总能量高于生物成具有的总能量，反应时就会以热

32、能的形式放出，反之，则吸热。【板书】5、计算的三种表达式：(1)A H=化学键断裂所吸收的总能量一化学键生成所释放的总能量(2)A H=生成的总能量-反应物的总能量【讲解】化学键断裂或生成所吸收或放出的能量叫做化学键的键能。反应键能越小，稳定性越弱,能量就越高破坏它需要的能量就越小；生成物的键能越大，稳定性越强，能量就越低，释放的能量就越大，故需要

33、放出能量，为负，反应之为正【板书】(3)AH=反应物的键能之和一生成物的键能之和【讲解】1【有正负之分，因此比较 1【大小时要连同+包含在内，类似于数学上的正负数比较，如果只比较反应放出热量变化，则只比较数值大小。【过渡】通过上一节的学习我们知道化学反应过程中的反应热与断裂反应物中化学键吸收的能量和形成生成物中化学键放出的能量有关，即能量

34、的变化时以发生变化的物质为基础的，那么如何更准确的表示一个化学反应的热效应？如如何准确地描述物质间的化学反应及其能量变化？下面我们来学习热化学方程式。【板书】二、热化学方程式(thermochemical equation)1.定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。例：H2(g)+I2(g)200 T C信 2Hl(g)；-14.9kJ/m ol【投影】例：H2(g)+1

35、 o2(g)=H2O(g)；A H=-241.8kJ/m ol,表示 Imol气态 H?和;mol气态 O2反应生成 Imol水蒸气，放出 241.8kJ的热量。(在 lOlkPa和 250c时)%(g)十 g O?4)=%0；H=-285.8kJ/m ol,表示 Imol气态 H,与 1 mo气态 O,反应在 101 kPa和 25 时，生成 Imol液态水，-2放出 285.8kJ的热量。【小结】描述在一定条件下，一定量某状态下的物质，充分反应后所吸收或放出热量的多少。【讲解】热

36、化学方程式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。那么热化学方程式的书写有什么要求或者需要注意哪些事项呢？【板书】2.书写热化学方程式的注意事项：【讲解】V普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下几点：【学生活动】阅读教材归纳、总结【板书】(1)需注明反应的温度和压强。因反

37、应的温度和压强不同时，其不同。【讲解】但中学化学中所用的的数据，一般都是在 101 kPa和 25 时的数据，因此可不特别注明。但需注明的“+”与“一”。热化学方程式一般不要求写条件(投影】例如：H2(g)+(O2(g)=H2O(g)；H=-241.8 kJ/mol吸热反应与放热反应的考查反应热大小的比较热化学方程式的书写【讲解】从上述两个热化学方程式可看出，Imol 出反应生成 H?。比

38、生成 H,O(g)多放出 44kJ/mol的热量。产生的热量为什么不同？【板书】要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。【讲解】通常气体用“g、液体用、固体用“s”、溶液用“aq”，且热化学方程式通常不用“广、”广。【投影】例如：H2(g)+Cl2(g)=2HCI(g)；H=-184.6kJ/mol H2(g)+C l2(g)=HCl(g)；H=-92.3 kJ/mol【板书】(3)热化学方程式各物质前的化学

39、计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其!也不同。【讲解】我们还需要注意的是，热化学方程式是表示反应已完成的量，而不管反应是否真正完成。H与反应完成的物质的量有关，而方程式中化学计量数只表示物质的量的多少，并不表示物质的分子数或原子数，所以化学计量数必须与 AH相对应，如果化学计量数

40、加倍，则 AH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。【板书】4.热化学方程式的应用【点击试题】已知在 25,lOlkPa下，1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出 48.40kJ热量.表示上述反应的热化学方程式正确的是 25A.C8Hl g(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H,O(g)；H=-48.40kJ/m ol25B.C8HI8(1)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1).H=-5

41、518kJ/m ol25C.C8HI 8(D+y o2(g)=8CO2(g)+9H2O(1);H=+5518kJ/molD-2C8Hl 8(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l);=-1 1036kJ/mol答案 B D【实践活动】中和反应反应热的测定【投影】一、实验原理【讲解】中和热的定义是在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 1 mol H20 时的反应热叫中和热。在中学阶段，只讨论强酸和强碱反应的中和热。【回顾】必修 2 第二章 3

42、0页关于“中和热”的内容：【回答】酸与碱发生中和反应生成 ImolH?。时所释放的热量称为中和热。【实验】搬 2-3：在 50mL烧杯中加入 20mL 2mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取 20mL 2mol/LN aO H溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程，并作好记录。盐酸温度/C NaOH溶液温度/中和反应后温度/t(HCl)t(NaOH)t2数据处

43、理：H=Q/n=cm Z t/n其中：c=4.18J/(g-),m 为酸碱溶液的质量和，t=t2ti，度的平均值，n 为生成水的物质的量。【投影】二、实验操作【讨论】上述实验装置和操作存在哪些问题？热量的散失【投影】【提问】课本第 5 页图 1-3与实验 2-3相比，作了哪些改进？改进的目的是什么？【回答】1 双层烧杯、2 碎泡沫塑料、3 盖板、都是为了减少热量的散失。【思考与交流】课本第 5 页实验用品，想

44、一想，每件用品的用途，NaOH溶液为什么不用 0.50mol/L而用 0.55mol/L?【回答】为了保证 0.50mol/L的盐酸完全被 NaO H中和，采用碱稍过量。【讲解】阅读课本第 5 页实验步骤，强调下列问题【投影】注意事项：1、为了保证 0.50m ol-L t 的盐酸完全被 N aO H中和,采用 0.55mol L 7N aO H溶液,使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应。2、实验中若用弱酸代替强酸，

45、或用弱碱代替强碱，因中和过程中电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。3、要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。4、实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。t,是盐酸温度与 N aO H溶液

46、温温度计 S-碎纸亚条纸板5、操作时动作要快，尽量减少热量的散失。6、实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量小的一种，因为过量的酸碱并不参加中和反应。操作：学生按课本步骤做实验，记录相应数据。【投影】三、数据处理 1、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据(t2-t,)=思考：如果某一次实验的数据与另外

47、两次实验的数据差异明显，怎么办？2、计算反应热：H=Q/n=cm Z t/n。其中：c=4.18J/(g-),m=iriI+m2=100g,t=(t2t|)=,n=0.50mol-L lx0.50mL=0.025mol(A H=【总结】化学反应伴随能量变化是化学反应的一大特征。我们可以利用化学能与热能及其能量的相互转变为人类的生产、生活及科学研究服务。化学在能源的开发、利用及解决日益严重的全球能源危机中必

48、将起带越来越重要的作用，同学们平时可以通过各种渠道来关心、了解这方面的进展，从而深切体会化学的实用性和创造性。【随堂练习】1、下列说法不正确的是(A)A、放热反应不需加热即可发生 B、化星反应过程中而能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等 C、需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应 D、化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有

49、关 2、已知(1)H2(g)+l/2 O2(g)=H2O(g)(2)2H2(g)+O2(g)=2 H2O(g)(3)H2(g)+l/2 O2(g)=H2O(1)(4)2H2(g)+O2(g)=2 H2O(1)则 a、b、c、d 的关系正确的是 AHI-a kJ/molAH2=b kJ/molAH3=c kJ/molAH4=d kJ/molA、acd0 C、2a=b03、沼气是一种能源，它的主要成分是 CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成 CO?和 H2O时，放出 445k J的热量。则下列热化学方程式中正确的

50、是 A、2CH4(g)+4 O2(g)=2C O2(g)+4 H2O(1)AH=+890 kJ/molB、CH4+2O2=C O2+H2O AH=-890kJ/m olC、CH4(g)+2 O2(g)=CO2(g)+2 H2O(1)AH=-890kJ/m olD、l/2CH4(g)+O2(g)=1/2CO2(g)+H2O(l)A H=-890 kJ/mol4、已知 Im olH z分子中化学键断裂时需要吸收 436 k J的能量；1 mol C k分子中化学键断裂时需要吸收 243 k J 由 H 原子和 C l原子形成 1 mo

展开阅读全文