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鲁教版化学选修4《化学反应原理》教材分析 鲁科版

1 8 28 56 70 56 28 8 1
2.从分子微观运动看熵与混乱度的关系;
水 Smθ/(J·K-1·mol-1)
s ~16
l ~70
g ~189
v
r
t
水 Smθ/(J·K-1·mol-1)
乙烯 Smθ/(J·K-1·mol-1)
~16(8%) ~54(28%) 119(63%)
~2.6(1%) ~66.5% (30%)
升高温度,对△H>0的反应有利; 降低温度,对△H<0的发应有利; 温度对△H=0的发应应平衡无影响
不从正、逆反应速率相等的角度引入平衡常数
用平衡时正、逆反应的速率相等来引入平衡常数 概念就不得不套用只适用于基元反应的质量作用定律 来处理正、逆反应的速率方程,这是与现代化学反应 原理相矛盾的。
本教材根据实验总结、概括出经验平衡常数概念 顺理成章地引出了中学教材要求的经验平衡常数 (不是热力学平衡常数),避开了上述矛盾。
150.5 (69%)
3.摩尔熵变的规律; (1)同一物质在不同状态,Sm(g)>Sm(l)>Sm(s) (2)同类物质,摩尔质量越大,Sm值越大 (3)摩尔质量相同的不同物质,结构越复杂Sm值越大 (4)同一物质随温度升高而熵值增大 4.化学反应熵变的计算
熵增加原理与反应方向的判据
1.△H -T △S < 0(两种因素的结合); 2. △ G =△H -T △S < 0 (T、P); 3.△G与△Gθ判据的关系及条件 4.由不自发到自发的转变温度
H2O
Δ
r
G
θ m

0
1.反应方向及限度,常温常压下热力学不稳定
2.长期共存,动力学稳定性(趋向平衡的速率)
3.一触即发:烧红的铁丝,铂黑:爆炸。
反应速率与条件
说明:化学反应既有热力学问题(方向、限度), 又有动力学问题:三方面的内容。
1. 速率及影 响速率的条件 ( 温度、 浓度、 催化剂 ) 2. 反应历程 3. 反应能力与结构的关系
产生直流电
化学电源
金属腐蚀 (电化学腐蚀)
第二章化学反应的方向、限度与速率
化学反应 判据:反应焓变(△H)
化 学
化方
反应熵变(△S)

认 识 化
学 热
向 影响规律:△H — T△S
力 学
定量描述:化学平衡常数


平衡转化率

共 同
条 件 的






影响因素:T 、c 、P
化学反应速率有差别:
化 影 响
教材内容体系的 创新性设计
《化学反应原理》的体系结构

第一章 化学反应与能量变化
能量转化
化学能转化为热能 ——反应的热效应
化学能与电能 的相互转化
焓变概念 焓变计算
电能转化为化学能 化学能转化为电能
——电解
——原电池
原理 应用
第1节 化学反应的热效应
化学反应的 热效应
反应热
定量测定
反应的焓变
热化学方程式
高 要 求 栏
化学前沿 料

化学与技术 身体内的化学
追根寻源 拓展视野
较深入
学海无涯 *内容 更深入
方法导引
一般资料性栏目
较深入分析问题、较全面拓展知识
更深入的提高内容
需要教师明确的几点知识
提高对熵的认识
1.建立有序与无序的概念; 8枚硬币分布方式:
123456789 正8 7 6 5 4 3 2 1 0 反0 1 2 3 4 5 6 7 8
突出现代化学正在逐步走向定量化的特征
自始至终注意提供定量的信息,并设计了一定数量的 定量计算内容(反应的焓变、平衡常数、平衡转化 率等),给同学们提供有关化学反应定量研究的基 本训练。
合理处理抽象概念
对于一些比较抽象的概念(例如焓变、熵等物理函 数)力求从同学熟悉的事实出发,用浅显的语言, 分析其物理意义。尽量避免繁杂的数学推导或者 不讲过程只端出结论的两种偏颇做法。

动速
反应历程、基元反应

力 率 定量描述:化学反应速率

影响因素: c 、T、催化剂
合 成 氨
创新性举例
第二章 化学反应的方向、限度和速率
第一节
化学反应的方向 共同 影响
把握整体思路 不在概念细节上纠缠
反应焓变
反应熵变
吸热 放热
熵增 熵减
第二节
化学反应的限度 (反应达平衡状态)
化学反应 平衡状态 的建立
突出化学是一门实验科学的特点
*尽可能给学生提供动手实验的机会 *强调实验对于理论产生的重要性 例:平衡常数概念、速率概念都是通过实验数据导出。 *介绍知识时避免将理论绝对化
理论的得出无不源自实验事实,理论的正确性必须 经过实验的检验。
任何理论都存在局限性,都有其应用范围。 任何理论都不能随意使用,不可能放之四海而皆准。
重视知识的框架结构,重在介绍学术思想
不是为了应试而围绕有限的知识点组织素材,而是使知识 点服从于知识的框架结构,并尽可能使同学们多了解 学术思想的形成、演变与发展,从本质上理解这些人 类知识结晶的精髓。
注重知识发展的阶段性与连续性
*注重与必修内容的衔接,尽可能从学生已有的知识 出发,提出问题,让学生带着问题线索进入到新的 学习内容中去。
本教材所介绍的化学反应原理是一些有关化学 反应的基本思想和方法,它们不仅具有理论 意义,而且具有实际价值。
现代科学的发展使一些经典原理的含义或应用 发生了质的变化,本教材尽量避免内容在科 学性上与现代科学脱节,注重科学性,尤其 避免为了“浅出”而随意地、错误地解释概 念,使本教材在科学性上具有相对长的生命 力。
全避开勒夏特原理,从简单的Qc与Kc比较来讨论平衡
的方向,既正确又简洁。
第三节
化学反应速率
反应历程
理 论 基 础
化学反应 速率的定 量描述
影响化学 反应速率 的因素
定量研究基础
温度 浓度 压强 催化剂
将基元反应的概念作为反应速率教学的起点
现存问题:*学生不了解化学反应是如何进行的。 *滥用质量作用定律、碰撞理论 片面解释活化能概念。
第3节 沉淀溶解平衡
平衡常数 (溶度积)
沉淀溶解平衡
沉淀溶解 平衡的移动
沉淀的溶解 沉淀的生成 沉淀的转化
沉淀在水中 建立的一种 化学平衡
利用化学平衡 移动原理分析 沉淀溶解平衡 问题
沉淀溶解平 衡的应用
第4节 离子反应
离子反应 发生的条件
离子发应能否 进行的理论判据
离子反应的应用
生生 生 发
成成 成 生
k A exp Ea RT
ln
k2 k1

Ea R

1 T1
1 T2

3.阿伦尼乌斯公式提出过程的警示; 4.进一步认识“活化能”
第四节



化方
合成氨反应


学 向 能否自发进行?


热 力 学

限 度
怎样能促使化学平衡

向合成氨方向移动? 分
产 效 率
适学
定量计算
根据盖斯定律
根据生成焓计 算反应的焓变
第2节 电能转化为化学能——电解
电解 电能转化为化学能
外加直流电
装置: 电解池
电极反应:
阴极:还原反应 阳极:氧化反应
电解熔融 氯化钠
电解食 盐水
电解精 炼铜
电镀
第3节 化学能转化为电能——电池
电解 化学能转化为电能
装置: 原电池
电极反应:
阴极:还原反应 阳极:氧化反应
本教材特意安排了揭示化学反应复杂性的内容: “ 化学反应是怎样进行的”,提出 “反应历程”和“基元反应 ”的概念。这些概念对学生正确地理解有关化学反应速率的若干 问题起到提纲挈领的作用。
只有基元反应层面才能直接应用质量作用定律、才有活 化能确定的物理意义、才能应用碰撞理论、才能认识催 化作用的原理。
重视学习者的参与性
尽可能地启发同学开动脑筋、动手实践,经过理 性思考之后,再做出归纳、介绍理论。避免填鸭 式的知识罗列。
富有张力,适于教师因材施教
教材主体内容保持在普通高中课程标准的基本 要求范围内,使教材适用于学生的主体部分。
在基本要求之上,以提高性栏目或符号“*” 标注形式设计了提高内容,以满足部分学生 的高要求。












高压对设备材质、
动 速 怎样能提高合成氨
加工制造的要求
力 率 反应速率?
温度对催化剂活性

的影响
……
为什么N2:H2=1:3时平衡混合物中氨含量最高? 为什么适当提高P(N2)对合成氨反应速率有利?
NHNH NHNH HNHN HNHN
HHHH HNNH HNNH HHHH
化学反应速率的教学必需建立在基元反应的基础上
1.总反应与基元反应速率方程;
例一:2N2+5O2+2H2O ===
4HNO3 长期共存
Δ
r
G
θ m

698热kJ力·mo学l-不1稳定性K,≈1动01力22 学稳定性(亿万年

(没有氧,充满硝酸,没有生命的世界)
Δ例rG二θm : H22+87k12JO·m2ol2-918K
化学反应 限度的定 量描述
反应条件 对化学平 衡的影响
化学
平衡
平衡常数 转化率 温度 浓度 压强
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