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化学 选修四 全书教案(最新原创)

课题第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化能力目标1、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、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系;3、了解反应热和焓变的含义4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式重点难点教学过程学生活动[回顾及引入]能源、材料、信息是现代社会的三大支柱。

化学反应必然有物质的变化,也会伴随能量的变化如热能、光能、电能,其所释放的能量是现代能量的主要来源。

问:常见的放热和吸热反应有哪些?[板书]第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化[讲]化学反应都伴随能量的变化,所以可以将化学反应分为两类,化学反应中的热量变化即反应热在分析之前,先弄清楚两个概念:环境和体系[讲]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,而把除它们之外的物质称为环境。

体系与环境之间会有能量的传递。

问:[板书]一、反应热焓变1、焓:焓变:恒压条件下,反应的热效应,中学即等于焓变2、符号:△H 单位:kJ/mol 或kJmol -13、测量方法:量热计[问]放热反应中焓是增大还是减小?[板书]4、反应热表示方法:△H 为“一”或△H <0时为放热反应; △H 为“+”或△H >0时为吸热反应。

[板书]5、△H 计算的三种表达式:(1) △H == 生成的总能量 –反应物的总能量 问: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) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量[板书]6、△H 有正负之分,因此比较△H 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]什么是化学反应热?如何表示?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:H 2(g)+I 2(g)2HI(g);△H=-14.9 kJ/mol[讲]热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。

问:观察上述热化学方程式,其书写有与普通化学方程式相比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:[板书] (1)需注明反应的温度和压强。

(101 kPa 和 25℃时可不特别注明)。

一般不要求写条件(2)注明△H 的“+”与“-”及单位 [投影]例如:H 2(g)+21O 2(g) = H 2O(g);△H=-241.8 kJ/mol H 2(g)十21O 2 (g)=H 2O(l);△H=-285.8kJ/mol [问]从上述两个热化学方程式,产生的热量为什么不同?[板书](3)注明反应物和生成物的状态,不用“↑”、“↓”。

物质状态由固 液 气转知识目标(1)理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

(2)使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

能力目标(1)掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法;(2)通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像,提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。

重点外界条件对化学速率的影响,用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。

难点压强对化学速率的影响,用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。

教学过程教学步骤、内容师生活动一、有效碰撞理论1、有效碰撞:引起分子间的化学反应的碰撞。

分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件,有效碰撞是发生化学反应的充分条件,某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞的次数有关2、活化分子:具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子。

发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。

有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。

3、活化能活化分子与反应物分子平均能量之差,如图(1)与反应速率的关系活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关,活化能的大小是由反应物分子的性质决定,(内因)活化能越小则一般分子成为活化分子越容易,则活化分子越多,则单位时间内有效碰撞越多,则反应速率越快。

如溶液中的离子反应,活化能接近于0,而溶洞的形成、矿物的形成活化能很高。

(2)对反应热⊿H无影响问:影响化学反应速率的因素有哪些?举例说明。

[导入]有些反应速率很快,如盐酸与氢氧化钠的中和反应,而有些反应速率很慢,如石油的形成。

可见,不同物质化学反应速率相差很大,决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质。

[板书]二、决定化学反应速率的因素:反应物本身的性质三、外界条件对化学反应速率的影响:(一)浓度对化学反应速率的影响[演示]课本20页实验2-2草酸与酸性高锰酸钾的反应原理:【板书】1、当其它条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大反应的速率。

【实验解释】从有效碰撞理论解释,为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢?2、当增加反应物的浓度时,单位体积内活化分子的数量增加,有效碰撞的频率增大,导致反应速率增大。

3、对于可逆反应aA+bB cC + dD来说,正反应的速率只取决于A、B两知识 目标 1、了解可逆反应和不可逆反应的概念2、描述化学平衡建立的过程,建立起化学平衡的概念,理解化学平衡状态的特征能力 目标 从学生已有的关于饱和溶液的溶解平衡,导入化学平衡,通过对溶液节平衡的理解和迁移,让学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念 重 点 可逆反应和不可逆反应 化学平衡的建立及特征 难 点化学平衡的建立及特征教学过程教学步骤、内容师生活动【知识回顾】什么是可逆反应?可逆反应有什么特征?一、可逆反应1、定义:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应2、表示方法:用“”表示。

3、特点:参加反应的物质不能完全转化 例题:阅读书26页资料了解不可逆反应4、不可逆反应:逆反应程度很小,接近于0二、化学平衡1、化学平衡状态的建立 ⑴溶解平衡的建立提问:将晶形不规则的晶体放入到其饱和溶液中一段时间后,晶体会变得完整、有规则,但晶体的质量并不发生变化,这是为什么?提问 :将足够多的NaCl 固体加入一定水中,分析υ(溶)、υ(析)的变化情况溶解平衡图像 化学平衡图像:从反应物达到平衡 ⑵化学平衡的状态建立 【讲解】以可逆反应CO(g) + H 2O(g)催化剂 加热CO 2(g) + H 2(g)为例,若反应开始时只有CO 和H 2O 各1moL ,此时c(CO)、c(H 2O)最大,因此υ(正)最大,c(CO 2) =c(H 2)=0 mol/L ,因此υ(逆)错误!未找到引用源。

0。

随着反应的进行,反应物不断减少,生成物逐渐增加,υ(正)逐渐减小,υ(逆)逐渐增大,当反应进行到某一时刻,υ(正)错误!未找到引用源。

υ(逆),此时,反应达到了其“限度”,反应体系中各物质的物质的量、浓度等都不再发生变化,但反应仍然在进行着,只是υ(正)错误!未找到引用源。

υ(逆),我们把这样的状态叫作化学平衡状态,简称化学平衡⑶定义:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物υυ(正) υ(正)=υ(逆)>0υ(逆0 t υυ(溶) υ(溶)=υ(析)>0 υ(析 0 t3、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响,并能用平衡移动原理加以解释。

能力 目标 通过边讲边实验的形式引导学生认真观察实验现象,启发学生充分讨论,培养学生启发思维的能力重 点化学平衡状态的标志 化学平衡移动的本质温度、浓度和压强对化学平衡的影响 平衡移动原理 难 点化学平衡状态的标志 化学平衡移动的本质温度、浓度和压强对化学平衡的影响 平衡移动原理教学过程教学步骤、内容师生活动3、判断可逆反应达到化学平衡状态的方法⑴基本依据:⎩⎨⎧①υ(A 正) ==υ(A 逆) >0,只要能证明此即可②反应混合物中各组成成分的质量分数保持不变⑵常见方法:以xA +yB zC 为例a 、速率:⎩⎨⎧a 、υ(A 正) ==υ(A 逆) b 、υ(A 耗) ==υ(A 生)c 、υ(A 耗) ∶υ(A 生) == x ∶yd 、υ(B 耗) ∶υ(C 耗) == y ∶ z方向相反 同种物质表示时数值相等,不同物质表示时数值相当 b 、各物质的质量或浓度保持不变 (1) 反应物的转化率不变 (2) 产物的产率不变(3) 绝热体系中温度不变(4) 有颜色气体参与时颜色不变C 、只适用于某些反应的标志:以下面三个反应填空一定平衡 不一定平衡 体系气体的总质量不变体系气体的总物质的量不变恒压下体系气体的总体积不变恒容下体系气体的总压强不变体系气体的M 不变恒容体系气体的密度不变【练习】【问题探究】当外界条件改变时,已经建立的化学平衡会不会发生什么变化?【讲解】我们知道,化学平衡是有条件的平衡,在一定条件下才能保持平衡状态,当平衡的条件发生改变时,原平衡就会被破坏,反应混合物里各组分的含量会随之改变,然后在新的条件下重新建立平衡,我们把这样的过程叫作化学平衡的移动三、化学平衡的移动1、定义: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的移动【结论】否。

(3)增大固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动 【思考与交流】对反应mA(g) + n B(g)pC(g) + qD(g) ,若增大反应物A 的浓度,平衡将向哪个方向移动?反应物A .B 的转化率将怎样变化?【结论】(4)对反应mA(g) + n B(g)pC(g) + qD(g) ,若增大反应物A 的浓度,平衡将向正反应方向移动。

反应物B 的转化率将增大,而A 则减小【思考与交流】本规律在化工生产上有何利用价值?【讲解】在化工生产上,往往采用增大容易取得或成本较低的反应物的浓度的方法,使成本较高的原料得到充分的利用 2、温度【学与问】温度的变化对化学反应速率有何影响?υ(正)和υ(逆)将如何变化?【讲解】升高温度,将增大化学反应速率,υ(正)和υ(逆)都将增大;降低温度,将减小化学反应速率,υ(正)和υ(逆)都将减小【学与问】温度的变化如何改变同一反应的υ(正)和υ(逆)的倍数? 【实验探究】演示实验2-7【实验现象】⎩⎨⎧温度升高,混合气体颜色加深,NO 2浓度增大温度降低,混合气体颜色变浅,NO 2浓度减小【思考与交流】如何解释这样的现象?【讲解】对于反应:aA(g) + bB(g)错误!未找到引用源。

cC(g) △H 有⑴在其他条件不变时:⎩⎨⎧升高温度,平衡向吸热方向移动降低温度,平衡向放热方向移动【学与问】分析以上图像,升温和降温对正、逆反应的速率有何影响?(2)升高温度,可逆反应的速率都增大,但吸热反应增大的程度要大于放热反应,反之亦然 【学与问】升高温度后,化学平衡发生移动,反应速率在移动后与移动前有何关系?(3)升高温度,化学平衡移动后,在新的平衡状态下,化学反应速率一定大于原平衡状态的化学反应速率,反之亦然【小结】⎩⎪⎨⎪⎧1、浓度对化学平衡的影响:⎩⎨⎧增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动2、速率-时间图像的特点第四课时【学与问】压强的变化对化学反应速率如何影响?υ(正)和 υ(逆)怎样变化?【讲解】增大压强,将增大化学反应速率,υ(正)和υ(逆)都将增大;减小压强,将减小化学反应速率,υ(正)和υ(逆)都将减小υυ(正)υ(正) 升温 υ(逆)υ(逆)υ(逆) 降温 υ(正)0 t吸热反应υυ(逆)υ(正) 升温 υ(正)υ(正)υ(逆) 降温 υ(逆)0 t放热反应3、 压强【思考与交流】压强的变化如何改变不同反应的υ(正)和υ(逆)的倍数? 【科学探究】N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g),压强变化和NH 3含量的如表,请分析后归纳压强(MPa) 1 5 10 30 60 100 NH 3 (%)2.09.216.435.553.669.4【结论】增大压强,NH 3 的百分含量增大,平衡向正反应方向移动【思考与交流】请分析合成氨的反应,找出加压后平衡右移和反应方程式中系数的关系?【结论】在其他条件不变时:⎩⎨⎧增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动减小压强,平衡向着气体体积增大的方向移动【思考与交流】对于等体积的气体反应,压强改变将怎样影响化学平衡?如H 2(g)+I 2(g)2HI(g)【讲解】对于反应:aA(g) + bB(g)cC(g)①a + b >c 改变压强的速率-时间图像 ②a + b = c 改变压强的速率-时间图像⑴在其它条件不变时:⎩⎨⎧增大压强,会使平衡向着气体体积缩小的方向移动减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动⑵在其他体积不变时:若反应前后气体体积不变,则平衡不移动 【思考与交流】浓度变化和压强变化的速率-时间图像有何区别?【讲解】⎩⎨⎧压强改变的瞬间,正、逆速率都改变,故υ-t 图像出现“断点”浓度改变的瞬间,只有浓度发生改变的方向的速率发生变化,υ-t 图像无“断点”【学与问】对于反应aA(s)+bB(l)cC(l)达到平衡后,改变压强,平衡将怎样移动? 【讲解】对于无气体参加的化学平衡,改变压强不能使化学平衡发生移动 【学与问】对于反应aA(g) + bB(g)cC(g),若a+b=c ,达到平衡后改变压强,平衡将做怎样的移动?【讲解】对于反应前后气态物质的总体积不变的化学平衡(a+b=c),压强的改变对平衡无影响(但将同等程度的改变正、逆反应速率)【学与问】一定条件下的密闭容器中,反应 N 2 + 3H 22NH 3达到平衡后,再充入一定量的氩气,平衡将做怎样的移动?【讲解】充入“无关气体”,如He 、Ne 、Ar 或不参加反应的N 2 等有以下两种可能情况:⑶充入“无关气体”对平衡的影响 ①恒容时充入“无关气体”→引起总压增大,但各反应物的浓度不变→平衡不移动 ②恒压时充入“无关气体”→引起总体积增大→使各反应物浓度减小→各气体的分压减小→平衡向气体体积增大的方向移动【结论】压强的改变如果没有引起气体体积的变化,则不能引起平衡的移动五、勒夏特列原理1、定义:如果改变影响平衡的一个条件(如温度、压强、浓度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动υ υ(正) υ'(正)=υ'(逆) 增大P υ'(正)=υ'(逆) 减小P υ(逆)0 t υ υ'(正) υ(正) υ'(正)=υ'(逆) 增大P υ'(逆) υ'(逆) υ(逆) υ'(正)=υ'(逆) 减小P υ'(正) 0 t重 点 知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数进行相关计算 难 点利用化学平衡常数进行相关计算教学过程教学步骤、内容师生活动七、化学平衡常数【问题探究】当一个可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系,请你分析教材P29的表进行归纳【讲解】从H 2和I 2的反应可以看出,在可逆反应中,无论平衡是从哪个方向形成的,只要温度相同,生成物浓度的系数次方的乘积跟反应物浓度的系数次方的乘积之比为一个常数,这个常数就叫作化学平衡常数,简称平衡常数1、定义:达到平衡,这时各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数次方的乘积所得的比值,常用K 表示2、表达式:对于一般的可逆反应,mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),当在一定温度下达到平衡时,K =c p (C)·c q (D)c m (A)·c n (B)【讲解】化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中的万有引力常数一样都是一个常数,只要温度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值;一般情况下使用平衡常数不注明单位3、影响因素:【练习】 4、书写平衡常数关系式的规则【学与问】在进行有关平衡常数的计算时,对于反应中有固体、纯液体参加的反应,应该如何处理?⑴如果反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度不应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。

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