新人教版選修四《化學反應原理》全冊教案(62頁)

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目錄（人教版） 緒言 2 第一章 化學反應與能量 3 第一節(jié) 化學反應與能量的變化 3 第二節(jié) 燃燒熱 能源 7 第三節(jié) 化學反應熱的計算 9 第二章 化學反應速率和化學平衡 10 第一節(jié) 化學反應速率 10 第二節(jié) 影響化學反應速率的因素 11 第三節(jié) 化學平衡 14 第四節(jié) 化學反應進行的方向 25 第三章 水溶液中的離子平衡 27 第一節(jié) 電離平衡 27 第二節(jié) 水的電離和溶液的pH 32 第三節(jié) 鹽類的水解 39 第四節(jié) 沉淀溶解平衡 46 第四章 電化學基礎 50 第一節(jié) 原電池 50 第二節(jié) 化學電源 54 第三節(jié) 電解池 58 第四節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護 61 《化學反應原理》全冊教案 緒言 一學習目標：1學習化學原理的目的 2：化學反應原理所研究的范圍 3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化劑 二學習過程 1：學習化學反應原理的目的 1）化學研究的核心問題是：化學反應 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，對化學反應的原理的理解要清楚，我們才能知道化學反應是怎樣發(fā)生的，為什么有的反應快、有的反應慢，它遵循怎樣的規(guī)律，如何控制化學反應才能為人所用！這就是學習化學反應原理的目的。 2：化學反應原理所研究的范圍是 1）化學反應與能量的問題 2）化學反應的速率、方向及限度的問題 3）水溶液中的離子反應的問題 4）電化學的基礎知識 3：基本概念 1）什么是有效碰撞？ 引起分子間的化學反應的碰撞是有效碰撞，分子間的碰撞是發(fā)生化學反應的必要條件，有效碰撞是發(fā)生化學反應的充分條件，某一化學反應的速率大小與，單位時間內(nèi)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(nèi)反應物中活化分子的多少有關。 3）什么是活化能？ 活化分子高出反應物分子平均能量的部分是活化能，如圖 活化分子的多少與該反應的活化能的大小有關， 活化能的大小是由反應物分子的性質(zhì)決定，（內(nèi)因）活化能越小則一般分子成為活化分子越容易，則活化分子越多，則單位時間內(nèi)有效碰撞越多，則反應速率越快。 4）什么是催化劑？催化劑是能改變化學反應的速率，但反應前后本身性質(zhì)和質(zhì)量都不改變的物質(zhì)，催化劑作用:可以降低化學反應所需的活化能,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.反應速率大幅提高. 5）歸納總結(jié)：一個反應要發(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，還必須達到著火點才能燃燒？ 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應速率，試想一下為什么催化劑能提高反應速率？ 第一章 化學反應與能量 第一節(jié) 化學反應與能量的變化 （第一課時） 一學習目標: 反應熱,焓變 二學習過程 1:引 言:我們知道：一個化學反應過程中，除了生成了新物質(zhì)外，還有 思考 1、你所知道的化學反應中有哪些是放熱反應？能作一個簡單的總結(jié)嗎？ 活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、燃燒反應、多數(shù)化合反應 反應物具有的總能量 > 生成物具有的總能量 2、你所知道的化學反應中有哪些是吸熱反應？能作一個簡單的總結(jié)嗎？ 多數(shù)的分解反應、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應、水煤氣的生成反應、炭與二氧化碳生成一氧化碳 反應物具有的總能量 < 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：一個化學反應同時遵守質(zhì)量守恒定律和能量守恒，那么一個反應中的質(zhì)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(zhì)為基礎，二者密不可分，但以物質(zhì)為主。 能量的多少則以反應物和產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎。那么化學反應中能量到底怎樣變化 2:反應熱,焓變 化學反應過程中為什么會有能量的變化？（用學過的知識回答） 化學反應的實質(zhì)就是反應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。而一般化學反應中，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，而這個差值就是反應中能量的變化。所以化學反應過程中會有能量的變化。 反應熱 焓變 化學反應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，叫做反應熱，又稱為“焓變”。符號： ΔH ，單位：kJ/mol 或 kJ?mol-1 ?H為“－” 為放熱反應?H為“＋” 為吸熱反應 思考:能量如何轉(zhuǎn)換的？能量從哪里轉(zhuǎn)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)定放熱反應的ΔH 為“－”，是站在誰的角度？體系還是環(huán)境 放熱反應ΔH為“—”或ΔH〈 0 吸熱反應ΔH為“+”或ΔH 〉0 ?H＝E（生成物的總能量）－ E（反應物的總能量） ?H＝E（反應物的鍵能）－ E（生成物的鍵能） 3:練習1)1molC與1molH2O(g)反應失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱為△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，則1mol N2生成NH3的反應熱為 ，1mol H2生成NH3的反應熱為 。 3、H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 預測當生成2 mol HF和2 mol HCl時，哪個反應放出的熱量多？ 若干化學鍵的鍵能（ kJ/mol，25 ℃ ） 1、下列說法正確的是 A、需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B、放熱的反應在常溫下一定很易發(fā)生 C、反應是放熱的還是吸熱的必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 D、吸熱反應在一定的條件下也能發(fā)生 ?2、反應C(石墨) → C(金剛石)是吸熱反應,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(zhuǎn)化 ?C、金剛石比石墨穩(wěn)定 ?D、金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化 第一節(jié) 化學反應與能量的變化 （第二課時） 一學習目標：書寫表示化學反應熱的化學方程式 二學習過程 1．復習回憶 1）、催化劑為什么能夠加快反應速度？ 2）、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？ 3）、化學反應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）、什么是反應熱（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：表示參加反應物質(zhì)的量和反應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應的溫度和壓強，（為什么？）而常溫、常壓可以不注明，即不注明則是常溫、常壓。 （2）標出了反應物與生成物的狀態(tài)，（為什么要標出？） （3）寫出了反應熱，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： 反應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(zhì)前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，表示對應物質(zhì)的物質(zhì)的量。?H(KJ/mol)它表示每摩爾反應所放出的 熱量，?H的值與方程式中的計量系數(shù)有關，即對于相同的反應，當化學計量數(shù)不同時，其?H不同。 例題 1、當1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6KJ的熱量，請寫出該反應的熱化學方程式。 2．寫出下列反應的熱化學方程式 1）1molN2(g)與適量O2(g)反應生成NO (g)，需吸收68kJ的熱量； 2）2molCu(s)與適量O2(g)反應生成CuO(s)，放出314kJ熱量； 3） 1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出 9.36kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學方程式。 4）4g CO在氧氣中燃燒生成CO2，放出 9. 6kJ熱量，寫出CO燃燒的熱化學方程式。 5）在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學方程式為： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= – 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); r H= – 890 kJ/mol由1mol 氫氣和2mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時放出的熱量為多少。 6、在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); ?H= – 572 kJ/mol C3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l);?H = – 2220 kJ/mol 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ，則氫氣和丙烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 7、已知 （1）H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol （2）2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol （3） H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol 則a、b、c、d的關系正確的是 A C 。 A、ad>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0 8．若2.6 g 乙炔（C2H2，氣態(tài)）完全燃燒生成液態(tài)水和CO2（g）時放熱130 kJ。則乙炔燃燒的熱化學方程式為 C2H2（g）＋5/2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）ΔH=－1300 kJ/mol 2C2H2（g）＋5O2（g）==4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=－2600 kJ/mol 第二節(jié) 燃燒熱 能源 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(zhì)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(zhì)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(zhì)的燃燒熱。燃燒熱通?？捎蓪嶒灉y得。 2）在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時，要注意以下幾點： ?①研究條件： 25℃ ,101 kPa ?②反應程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。 ?③燃燒物的物質(zhì)的量：1 mol ?④研究內(nèi)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(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)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(zhì)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3.97104 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)生中和反應，生成1mol水時的反應熱叫做中和熱。 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反應物：（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(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應。 ③生成1mol水，中和反應的實質(zhì)是H+和OH-化合生成 H20，若反應過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應熱也不在中和熱內(nèi)。 ④放出的熱量：57.3kJ/mol 例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；△ H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反應中放出的熱量。 （1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應放出____________ kJ的熱量。 （2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反應，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)濟發(fā)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、天然氣解決的辦法 ：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：科學地控制燃燒反應，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,若空氣過量或不足,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(zhì)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。 第三節(jié) 化學反應熱的計算 一學習目標：蓋斯定律及其應用 二學習過程 1．引入：如何測出這個反應的反應熱：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 ，則 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 ΔH1=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol 2．蓋斯定律： 不管化學反應是分一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的?；瘜W反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。 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(zhuǎn)化但反應熱相當小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”。已知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(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式 _________________________________。 2）在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中Q2>Q1的是（B ） A．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H =-Q2 B.C(s)+1/2O2(g)=CO (g); △H= -Q1 C(s)+O2(g)=CO2 (g); △H= -Q2 C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H= -Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H= -Q2 D. S(g)+O2(g)=SO2 (g); △H= -Q1 S(s)+O2(g)=SO2 (g); △H= -Q2 3、298K，101kPa時，合成氨反應的熱化學方程式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應，測得反應放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么。 第二章 化學反應速率和化學平衡 第一節(jié) 化學反應速率 教學過程： 1.定義：用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。 若濃度用物質(zhì)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，則化學反應速率的數(shù)學表達式為： V == △C/ t 單位是：mol/（Ls） 或 mol/（Lmin） 或 mol/（Lh） 化學反應速率是用單位時間內(nèi)反應物或生成物的量變化來表示，通常用單位時間內(nèi)反應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，加入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，求該反應的化學反應速率。 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 則 VN2==0.2/22==0.05 mol/（Ls） VH2==0.6/22==0.15 mol/（Ls） VNH3==0.4/22==0.1 mol/（Ls） 【明確】理解化學反應速率的表示方法時應注意的幾個問題： 1.上述化學反應速率是平均速率，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，所以化學反應速率一般為正值。 3.對于同一個反應來說，用不同的物質(zhì)來表示該反應的速率時，其數(shù)值不同，但每種物質(zhì)都可以用來表示該反應的快慢。 4.在同一個反應中，各物質(zhì)的反應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應 aA + bB == cC + dD來說有： VA ：VB ：VC ：VD === △CA ：△CB ：△CC ：△CD === △nA ：△nB ：△nC ：△nD ==== a ：b ：c ：d 6.用化學反應速率來比較不同反應進行得快慢或同一反應在不同條件下反應的快慢時，應選擇同一物質(zhì)來比較。例如： 可逆反應A（g）+ B（g） C（g）+ D（g） ，在四種不同情況下的反應速率如下，其中反應進行得最快的是（ B ） A. VA==0.15mol/Lmin B. VB==0.6 mol/Lmin C. VC==0.4 mol/Lmin D.VD==0.01 mol/Ls 對化學反應速率要注意以下幾個問題： 1、物質(zhì)濃度是物質(zhì)的量濃度以mol/L為單位，時間單位通?？捎胹、min、h表示，因此反應速率的與常見單位一般為mol/(ls)、mol/(lmon)或mol/(lh)。 2、化學反應速率可用反應體系中一種反應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(zhì)表示之，且應標明是什么物質(zhì)的反應速率。 3、用不同的物質(zhì)表示同一時間的反應速率時其數(shù)值可能不同，但表達的意義是相同的，各物質(zhì)表示的反應速率的數(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： 對于反應來說，則有。 4、一般說在反應過程中都不是等速進行的，因此某一時間內(nèi)的反應速率實際上是這一段時間內(nèi)的平均速率。 第二節(jié) 影響化學反應速率的因素 （一）在其它條件不變的情況下，濃度對化學反應速率的影響 【表征性抽象】當其它條件不變時，增加反應物的濃度，可以增大反應的速率。 【原理性抽象】為什么增大反應物的濃度會影響反應速率呢？ （明確）當增加反應物的濃度時，活化分子的數(shù)量增加，有效碰撞的頻率增大，導致反應速率增大。 【對結(jié)論的再理解】1.一個反應的速率主要取決于反應物的濃度，與產(chǎn)物的濃度關系不大 2.對于可逆反應aA +bB cC + dD來說，正反應的速率只取決于A、B兩種物質(zhì)的濃度，與C、D兩種物質(zhì)的濃度關系不大。而逆反應的速率只取決于C、D兩種物質(zhì)的濃度，與A、B兩種物質(zhì)的濃度關系不大。增加A或B的濃度只可以使正反應的速率增大，不會影響逆反應的速率。3.固體和純液體的濃度是一個常數(shù)，所以增加這些物質(zhì)的量，不會影響反應的速率。 【應用】1.用飽和食鹽水代替水制乙炔，以減緩太快的反應速率。 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，壓強對化學反應速率的影響 【提出問題】壓強是怎樣對化學反應速率進行影響的？ 【收集事實】途徑：已有的實驗知識 （提出以下幾個實驗）對比 1. 10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸10毫升反應的實驗。 2. CaO固體與SiO2固體在高溫下反應生成CaSiO3。 3. SO2 與O2在一密閉容器內(nèi)反應生成SO3。 （討論）給上述三個反應的容器加壓，三個反應的反應物的濃度是怎樣變化的？ 【事實的處理】列表比較 編號 反應物的狀態(tài) 加壓后反應物濃度變化 加壓后反應的速率變化 1 2 3 【表征性抽象】對于有氣體參加的反應來說，當溫度一定時，增大體系的壓力，反應速率會加大。 【原理性抽象】為什么增大壓強會影響有氣體參加的化學反應的速率？ （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(nèi)的分子數(shù)就增多到原來的2倍，即體系中各個物質(zhì)的濃度都增加，所以化學反應速率增大。相反，減小壓強，氣體的體積就擴大，濃度減小，因而反應速率減小。 2.如果參加反應的物質(zhì)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應速率無關。 【結(jié)論的再理解】1.壓強對反應速率的影響是通過改變濃度而影響反應速率的。我們在分析壓強對反應速率的影響時，應最終落實到濃度上，將壓強問題轉(zhuǎn)化為濃度問題。 2. 對于那些反應物和生成物都有氣體參加的可逆反應來說，增大體系的壓強，反應物和生成物的濃度都增加，所以，正反應的速率和逆反應的速率都增大。 （三）在其它條件不變的情況下，溫度對化學反應速率的影響 【提出問題】溫度是怎樣對化學反應速率進行影響的？ 【收集事實】途徑：1.觀察演示實驗。 2. 回顧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毫升反應的對比實驗 『復習回顧』1. Cu與濃硫酸在常溫條件下和在加熱條件下反應情況的對比。 2. Mg條分別與冷水和沸水的反應情況的對比。 【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毫升反應的對比表 編 號 0.1mol/L的 Na2S2O3 0.1mol/L的 H2SO4 反應溫度 （℃） 反應中出現(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應情況對比表 編號 Cu與濃硫酸在常溫條件下反應 Cu與濃硫酸在加熱條件下反應 1 2 （3）Mg條分別與冷水和沸水的反應情況對比表 編號 Mg條與冷水反應 Mg條與熱水反應 1 2 【表征性抽象】在其它條件不變的情況下，升高溫度，化學反應要加快。經(jīng)過實驗測定，溫度每升高10℃，反應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應速率加快？ （明確）當反應物濃度一定時，分子總數(shù)一定，升高溫度，反應物分子的能量增高，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，反應速率加大。 【對結(jié)論的再理解】對于可逆反應來說，升高體系的溫度，反應物和生成物中的活化分子數(shù)都增加，所以，正反應的速率和逆反應的速率都增大。 【應用】1.在實驗室進行化學反應時，常常通過給反應物加熱來增大反應的速率。 2. 合成氨工業(yè)中，是在500℃的條件下進行反應，以加快反應進行的速度。 3. 為防止食品變質(zhì)，我們將食品放入冰箱中保存，以降低食品變質(zhì)的速率。 （四）催化劑對化學反應速率的影響 【提出問題】催化劑是怎樣影響化學反應速率的？ 【收集事實】途徑：1.觀察演示實驗。2.回顧已有知識 （演示實驗）過氧化氫分解的對比實驗 （復習回顧）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. 列表對比 （1）過氧化氫分解實驗的對比表 編號 無催化劑時的反應情況 有催化劑時的反應情況 1 2 （2）用KClO3制氧氣實驗的對比表 編號 無催化劑時的反應情況 有催化劑時的反應情況 1 2 【表征性抽象】催化劑能加快化學反應速率。 【原理性抽象】為什么催化劑能加快化學反應速率？ （明確）當溫度和反應物濃度一定時，使用催化劑可使反應途徑發(fā)生改變，從而降低了反應的活化能，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 化學反應速率加大。 【對結(jié)論的再認識】1.催化劑改變化學反應速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑，不改變反應的結(jié)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. 能加快反應速率的催化劑叫正催化劑；能減慢化學反應速率的催化劑叫負催化劑。 3. 對可逆反應而言，正催化劑使正、逆反應速率都加快，且加快的程度相同。相反，負催化劑使正、逆反應速率都減小，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%的反應需要催化劑。尤其是現(xiàn)代大型化工業(yè)、石油工業(yè)中，很多反應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應2A（氣）+B（固）== 2C（氣）+Q（Q＞0）的正反應速率顯著加快，可采用的措施是（不考慮固、氣態(tài)間的接觸面積）（ ） A．降溫 B.加入B C.增大體積使壓強減小 D.加入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. 列表對比 （1）不同濃度的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸反應的對比實驗表 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對比表 編號 鎂條與空氣反應 鎂條與純氧氣反應 現(xiàn)象 速率 （3）電石分別在水中和飽和食鹽水中反應的情況對比表 編號 電石與水的反應 電石與飽和食鹽水的反應 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]： 化學反應速率討論的是化學反應快慢的問題，但是在化學研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學反應進行的快慢是不夠的，因為我們既希望反應物盡可能快地轉(zhuǎn)化為生成物，同時又希望反應物盡可能多地轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變成NH3外，還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3，后者所說的就是化學反應進行的程度問題——化學平衡。 一、 可逆反應與不可逆反應（閱讀教材27頁理解可逆反應的概念） 1、可逆反應的概念：在 下，既可以向 進行，同時，又可以向 進行的反應。 如： 注意：1、 2、 3、 2、不可逆反應：能進行到底的反應 如：H2的燃燒： 酸堿中和： 生成沉淀的發(fā)應： 生成氣體的反應： 一些氧化還原反應： 二、化學平衡狀態(tài) 思考1：對于不可逆反應存在化學平衡嗎？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(jié)論：。 那么對于可逆反應來說，又是怎樣的情形呢?我們以CO和H2O (g)的反應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： 反應開始： 反應過程中： 一定時間后： 思考：當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，反應是否停止了? 2、化學平衡的定義： 在 下的 反應里，正反應和逆反應速率 ，反應混合物中各組分的 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、可逆反應2NO22NO + O2在密閉容器中反應，達到平衡狀態(tài)的標志是( ) ①單位時間內(nèi)生成n mol O2 的同時生成2n mol NO2 ②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，生成2n mol NO ③用NO2 、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率的比為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(zhì)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 反饋練習： 1、可以說明密閉容器中可逆反應P（g） + Q（g） R（g） + S（g）在恒溫下已達平衡的是（ ） A.容器內(nèi)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(zhì)的量相等 2、下列方法中可以證明A(s) + 2B2(g)  2C2(g) +D2(g) 已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是______________________. ⑴、單位時間內(nèi)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、反應速率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(nèi)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(zhì)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，可逆反應：A2(氣)+B2(氣) 2AB(氣)達到平衡的標志是( ) (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(nèi)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，可逆反應：2NO2 2NO+O2達到平衡，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(jié)。 教 學 過 程 【引入】： 我們知道：不同溫度下物質(zhì)的溶解度不同。那么對于t0時達到溶解平衡狀態(tài)的飽和溶液，當升高或降低溫度至t1時： 若：溶解度增大，固體溶質(zhì)繼續(xù)溶解，則V（溶解） V（結(jié)晶） 溶解度減小，固體溶質(zhì)析出，則V（溶解） V（結(jié)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：已知在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取兩支試管各加入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(jié)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溶液的試管中加入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；向其中一支試管中加入飽和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(jié)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(jié)： （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，增大反應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應物濃度，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增大反應物的濃度 請同學們用v-t圖表示下列平衡的移動： ③減少反應物的濃度 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(jié)論： v-t圖表示： 化學反應速率、化學平衡、平衡移動三者之間的關系 以一般反應：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。 反應特征 改變條件 v—t圖象 改變條件瞬間 達到平衡前 平衡移動方向 達到新平衡 v正 v逆 v正與v逆的關系 A轉(zhuǎn)化率 B轉(zhuǎn)化率 Q＞0 升高溫度 ↑ ↑ < ← ↓ ↓ 降低溫度 Q < 0 升高溫度 ↑ ↑ > → ↑ ↑ 降低溫度 m+n → ↑ ↑ V變小 增大壓強 減小壓強 m+n=p+q 加入惰性氣體 V不變 — — = — — — V變大 ↓ ↓ = — — — V變小 增大壓強 減小壓強 m+n>p+q 加入惰性氣體 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 反饋練習： 1、在密閉容器中存在下列平衡： ，CO2的平衡濃度為C1摩/升，現(xiàn)再充入CO2使其濃度達到2C1摩/升，重新達到平衡后， CO2的濃度為C2摩/升(設溫度不變)，則C1和C2的關系是（ ） A. C1 < C2 B. C1 = C2 C. C1 > C2 D. 2C1 = C2 2、現(xiàn)有可逆反應2A + B + H2O C + D已達到平衡，往平衡體系中加水稀釋，平衡向_____方向移動，理由是__________________________________ 3、 對于mA(氣)+nB(氣) pC(氣)+qD(氣)的平衡體系，當升高溫度時，體系對氫氣的相對密度從16.5變成16.9，則下列說法正確的是 （ ） A.m+n>p+q 正反應是放熱反應 B.m+n>p+q 正反應是吸熱反應 C.m+n0處于平衡狀態(tài)（已知m+n>p+q），下列說法正確的是 （ ） ①升溫時C（B）/C（C）的值減小 ②降溫時，體系內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大③加入B后，A的轉(zhuǎn)化率變大 A．①②③　　　　B．②③　　　　C．①②　　　　D．①③ 1、對于反應A2+3B2 2AB3以下表示的反應速率中，速率最大的是 A、vA=0.4molL-1min-1 B、vB=0.8molL-1min-1 C、v=0.6molL-1min-1 D、v=0.01molL-1S-1 2、在2L密閉容器中，盛有2mol X和2molY物質(zhì)進行如下反應： X(s)+3Y(g) Z(g)，當反應進行到10s后，測得生成0.5mol Z，這期間的平均反應速率為 A、vX=0.05mols-1 B、vX=0.025molL-1s-1 C、vy=0.05molL-1s-1 D、vy=0.075molL-1s-1 3、現(xiàn)有三個體積相等的密閉容器中都進行如下反應： CO2+H2 CO+H2O(g)，反應所處的溫度相同，但反應的起始濃度不同，其中甲： [H2]=[CO]=amol 乙：[CO2]=amol [H2]=2amol 丙[CO2]=[H2]=[H2O]=amol，達到平衡時，CO的濃度由大到小的順序排列正確的是 A、丙>甲>乙 B、甲>乙>丙 C、乙>丙>甲 D、乙>甲>丙 4、在一個固定體積的密閉容器中，放入mmol的A和nmol的B，發(fā)生如下反應： mA(g)+nB(g) PC(g)，平衡時C的濃度是wmolL-1，若維持容器的體積不變，起始時放入amolA、bmolB和cmolC，要使平衡時C的濃度仍為wmolL-1，則a、b、c必須滿足的條件是 A、a:b:c=m:n:p B、a:b=m:n和 C、和 D、a=, c=和c= 5、對處于化學平衡的體系，以化學平衡與化學反應速率的關系可知： A、化學反應速率變化時，化學平衡一定發(fā)生移動。 B、化學平衡發(fā)生移動時、化學反應速率一定變化。 C、正反應進行的程度大、正反應速率一定大。 D、只有催化劑存在下，才會發(fā)生化學反應速率變化，而化學平衡不移動的情況。 6、在PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)，達到平衡后，其它條件不變，向平衡體系中加入37Cl2，達到新平衡后，含37Cl的PCl3的物質(zhì)的量與原平衡相比 A、增大 B、減小 C、不變 D、不能確定 7、下列事實不能用勒沙特列原理說明的是 A：往氫硫酸溶液中加入鹽酸，[S2-]降低。 B：溫度不變時，敞口久置于空氣中的飽和KNO3溶液含有晶體析出。 C：在合成氨的工業(yè)生產(chǎn)中，使用較高的溫度有利于提高產(chǎn)量。 D：在密閉容器中，水面上方的蒸氣壓強隨溫度升高而增大。 8：下列平衡：C2H2+H2 C2H4……① 2CH4 C2H4+2H2……②當降低溫度時，①式 向右移動，②式向左移動，試判斷下列式中C+2H2 CH4+Q1 2C+H2 C2H2+2Q2 2C+2H2 C2H4+2Q3 Q1、Q2、Q3的大小順序為 A、Q1>Q2>Q3 B、Q1> Q3> Q2 C 、Q2> Q1 >Q3、 D、Q2>Q3 >Q1 9、在CuCl2水溶液中存在如下平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O能使黃綠 （藍） （綠） 色CuCl2溶液向藍色轉(zhuǎn)化的操作是 A、蒸發(fā)濃縮 B、加水稀釋 C、加入AgNO