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文檔簡介
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)
教學目標:
1.知識與技能
①了解反應熱和焰變的含義
②理解吸熱反應和放熱反應的實質
2.過程與方法
從化學反應的本質即舊鍵斷裂與新鍵形成的角度研究反應熱產生的
原因
3.情感態(tài)度與價值觀
通過了解簡單過程中的能量變化中的熱效應
教學重點
理解吸熱反應和放熱反應的實質
教學難點
能量變化中的熱效應
教學用具:
投影儀
學習過程
引言:我們知道:一個化學反應過程中,除了生成了新物質外,還有
r熱能,放熱反應:
能量變化《電能
化學反應,
I光能、吸熱反應:
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
結嗎?
多數(shù)的分解反應、氯化鏤固體與氫氧化鎖晶體的反應、水煤氣的生成
反應、炭與二氧碳生成一氧化碳
反應物具有的總能量<生成物具有的總能量
1: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量守恒定律和能量守恒,那么一
個反應中的質量與能量有沒有關系呢?
有能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質為基礎,二者密不可分,但
以物質為主。
能量的多少則以反應物和產物的質量為基礎。那么化學反應中能量到
底怎樣變化
2:反應熱,始變
化學反應過程中為什么會仃能量的變化?(用學過的知識回答)
化學反應的實質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。
反應熱焰變
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“焰變”。符號,單位:kj/mol
或kj,mol-l
△H為“一”為放熱反應,AH為“+”為吸熱反應
思考:能量如何轉換的?能量從哪里轉移到哪里?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
AH為“一”,是站在誰的角度?體系還
是環(huán)境?
放熱反應為"一"或AH〈0
吸熱反應為"+”或AH>0
△H=E(生成物的總能量)一E(反應物的總能量)
AH=E(反應物的鍵能)一E(生成物的鍵能)
3:練習
1)ImolC與lmolH20(g)反應失成ImolCO(g)和ImolH2(g),需要吸
收13L5kJ的熱量,
該反應的反應熱為△H=kj/molo
2)拆開ImolH—H鍵、ImolN-H鍵、ImolN三N鍵分別需要的能量是
436kJ、391kJ.946kJ,則Imol2生成NH3的反應熱為,Imol
H2生成NH3的反應熱為o
3)H2+F2=2HF也+CI2=2HC1預測當生成2molHF和2mol
HC1時:哪個反應放出的熱量多?
HCNOFCl
II436
C415331
N389293153
O465343201138
F568486272184157
CI4323272012052s2243
C=C620C=O708
若干化學鍵的鍵能(kj/mol,25℃)
1、卜列說法正確的是
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仃的總能量
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化
C、金剛石比石墨穩(wěn)定D、金剛石和石墨不能相互轉化
教學反思:
第一節(jié)化學反應與能量的變化
(第二課時)
教學目標:
1.知識與技能
①書寫表示化學反應熱的化學方程式
②有關熱化學方程式的計算
2.過程與方法
通過實例理解化學方程式的局限性,介紹熱化學方程式的必在性
3.情感態(tài)度與價值觀
通過熱化學方程式的教學,培養(yǎng)學生勇于探索的科學態(tài)度
教學重點
書寫表示化學反應熱的化學方程式
教學難點
有關熱化學方程式的計算
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(焰變)
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“十”,“一”(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AH它表示了什
么意義?AH的值與什么有關系?
熱化學方程式中各物質前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù),表示對應物
質的物質的量?!鱄(KJ/mol)它表示每摩爾反應所放出的熱量,AH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
AH不同。
例題
1、當Imol氣態(tài)H2與Imol氣態(tài)Cl2反應生成2mol氣態(tài)IICL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)lmolN2(g)與適量02(g)反應生成NO(g),需吸收68kJ的熱量;
2)2moicu($)與適量02(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)4gCO在氧氣中燃燒生成C02,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)+02(g)=2H20(1);H=-572kJ/mol
CH4(g)+202(g)=C02(g)+2H20(1);
rH=-890kJ/mol由Imol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)+02(g)=2H20(1);AH=-572kj/mol
C3H8(g)+502(g)=3C02(g)+4H20⑴;AH=-2220kj/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)+1/202(g)=H2O(g)AHi=akj/mol
(2)2H2(g)+02(g)=2H20(g)AH2=bkj/mol
(3)H2(g)+1/202(g)=H2O(1)AH3=ckj/mol
(4)2H2(g)+。2(g)=2版。(1)AH4=dkj/mol
則a、b、c、d的關系正確的是ACo
A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0
8)若2.6g乙快(C2H2,氣態(tài))完全燃燒生成液態(tài)水和C02(g)時
放熱130kjo則乙快燃燒的熱化學方程式為C2H2(g)+5/202S)
=2C02(g)+H2O(1)AH=-1300kj/mol
2c2H2(g)+502S)==4C02(g)+2H20(l)AH=-2600kj/mol
教學反思:
第二節(jié)燃燒熱能源
教學目標:
1.知識與技能
①理解燃燒燃燒的含義
③掌握表示燃燒熱的熱化學方程式的寫法和有關燃燒熱的簡單的計
算
2.過程與方法
通過對“應根據(jù)什么標準來選擇燃料”的教學,讓學生學會多角度的
綜合分析的方法
3.情感態(tài)度與價值觀
通過結我國的能源現(xiàn)狀的認識過程,培養(yǎng)學生的節(jié)能意識
教學重點
表示燃燒熱的熱化學方程式的寫法和有關燃燒熱的簡單的計算
教學難點
表示燃燒熱的熱化學方程式的寫法
學習過程
1、燃燒熱
什么是燃燒熱?是不是物質燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢?
1)定義:在25℃,101kPa時,1mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化
物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱通常可由實驗測得。
2)在理解物質燃燒熱的定義時,要注意以下幾點:
①研究條件:25℃,101kPa
②反應程度:完全燃燒,產物是穩(wěn)定的氧化物。
③燃燒物的物質的量:1mol
④研究內容:放出的熱量。(△*(),單位kj/mol)
⑤在未有特別說明的情況下,外界壓強一般指25c,101kPa.所謂完
全燃燒也是完全氧化,它是指物質中的下列元素完全轉變成對應的穩(wěn)定
物。如:C-C02(g)、H-H20⑴、S-S02(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)+。2(g)===CO(g);AH=110.5kj/mol
B.C(s)+02(g)==C02(g);AH=-393.5kj/mol
C.2H2(g)+02(g)===2H20(l);AH=-571.6kj/mol
D.啦(g)+1/2()2(g)===H20(g);△H=—241.8kj/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,可燃物質是以1mol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101kPa時,1molCH4完全燃燒生成CO?和液態(tài)H20,放出890.3
kJ的熱量,CH4的燃燒熱為多少?1000LCH4(標準狀況)燃燒后所產生
的熱量為多少?CH4的燃燒熱為890.3kj/mol,1000LCH4(標準狀況)
完全燃燒產生的熱量為3.97XIO4?
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:C6n1206(s)+602(g)===6CO2(g)+6H20(1)AH=-2800kJ/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100g葡萄糖在人體中完全氧化時所產生的熱量。
3、中和熱
1)定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應,生成1口。1水時的反應
熱叫做中和熱。
+-
2)中和熱的表示:H(aq)+0H(aq)=H20(1);△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、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應。
③生成Imol水,中和反應的實質是H+和01廠化合生成1120,若反應
過程中有其他物質生成,這部分反應熱也不在中和熱內。
④放出的熱量:57.3kJ/mol
例:已知H+(aq)+0HXaq)=H20(l);△H=-57.3kJ/mol,求下列中和
反應中放出的熱量。
(1)用20gNa0H配稀溶液跟足量稀鹽酸反應放出kJ
的熱量。
(2)用2moiH2s。4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
燃燒熱中和熱
相能量變化
I司
點
不反應物的
同量
點生成物的砒
反應熱的
含義
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)仃能源,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生S02、氮氧化物及煙塵等,嚴重影響空氣質量
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。
教學反思:
第三節(jié)化學反應熱的計算
第1課時蓋斯定律
教學目標:
1.知識與技能
①蓋斯定律的本質,了解其科學研究中的意義。
②掌握有關蓋斯定律的應用。
2.過程與方法
通過運用蓋斯定律求有關物質的反應熱,進一步理解反應熱的概念。
3.情感態(tài)度與價值觀
通過實例感受蓋斯定律的應用,并以此說明蓋斯定律在科學研究中的
重要貢獻。
教學重點
掌握有關蓋斯定律的應用
教學難點
掌握有關蓋斯定律的應用
教學用具:
多媒體課件
學習過程
1.引入:如何測出這個反應的反應熱:C(s)+l/202(g)==C0(g)
①C(s)+l/202(g)==C0(g)AHi=?
②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)AH2=-283.OkJ/mol
③C(s)+02(g)==C02(g)AH3=-393.5kJ/mol①+②=③,則
△Hi+AH2=AH3所以,AHI=AH3-AH2AHI=-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)同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率慢,有時還很
不完全,測定反應熱很困難。現(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)+502(g)=P4010(s);AH=-2983.2kj/mol
P(s、紅磷)+5/402(g)=l/4P4010(s);AH=-738.5kj/mol
試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式
____________________________________0
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)+C12(g)=2HC1(g);AH=-Q!
1/2H2(g)+1/2C12(g)=HCl(g);AH=-Q2
B.C(s)+1/202(g)=C0(g);AH=-Qi
C(s)+02(g)=C02(g);AH=-Q2
C.2H2(g)+02(g)=2H20(l);AH=-Qi
2H2(g)+02(g)=21120(g);AH=&
D.S(g)+O2(g)=S02(g);AH=-Qi
S(s)+02(g)=S02(g);AH=-Q23>298K,lOlkPa時,合成氨反應
的熱化學方程式N2(g)+3H2(g)=2NII3(g);AH=-92.38kJ/molo在該溫度
卜,取1molN2(g)和3molH2(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。
教學反思:
第2課時反應熱的計算
教學目標:
1.知識與技能
①掌握有關反應熱、燃燒熱、熱化學方程式的計算
2.過程與方法
①通過有關反應熱的計算的學習過程,使學生掌握有關反應熱計算
的方法和技巧,進一步提高化學計算能力。
3.情感態(tài)度與價值觀
①通過有關反應熱的計算的學習過程,進一步培養(yǎng)學生的節(jié)能意識和
開發(fā)新能源的使命感、責任感;認識化學知識與人類生活、生產的密切關
系。
教學重點:
掌握有關反應熱、燃燒熱、熱化學方程式的計算
教學難點:
掌握有關反應熱、燃燒熱、熱化學方程式的計算
教學用具:
多媒體課件
教學過程
一、怎樣進行反應熱的計算
1、熱化學方程式與數(shù)學上的方程式相似,可以移項同時改變正、負號;各
項的系數(shù)包括4H的數(shù)值可以同時擴大或縮小相同的倍數(shù)。
2、根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其相加
或相減,得到一個新的熱化學方程式。
3、可燃物完全燃燒產生的熱量=nXAH
二、進行反應熱計算常用的幾種方法
1、列方程或方程組法
2、平均值法
3、極限分析法
4、十字交叉法
5、估算法(僅適于選擇題)
[投影]例題見課本12、13頁。
三、進行反應熱的計算時應注意的問題:
1、反應熱數(shù)值與各物質的化學計量系數(shù)成正比,因此熱化學方程式中各物
質的化學計量數(shù)改變時,其反應熱數(shù)值需同時做同倍數(shù)的改京戲。
2、熱化學方程式中的反應熱是指反應按所給形式完全進行時的反應熱。
3、正、逆反應的反應熱數(shù)值相等,符號相反。
K練習。298K,lOlKPa時,將1.0g鈉與足量的氯氣反應,生成氯化鈉
晶體并放出17.87KJ的熱量,求生成Imol氯化鈉的反應熱?
K練習2》乙醇的燃燒熱是△H=T366.8KJ/mol,在此溫度下,IKg乙醇充
分燃燒后放出多少熱量?
[投影]
K練習33已知下列反應的反應熱為:
(DCH3COOH(1)+202(g)=2C02(g)+2H20(l)AH^-870.3KJ/mol
(2)C(s)+02(g)=CO2(g)AH=-393.5KJ/mol
(3)H2(g)+O2(g)=H2O(l)AH=—285.8KJ/mol
試計算下列反應的反應熱:
2C(s)+2H2(g)+02(g)=CH:iCOOH(l)
教學反思:
第二章.化學反應速率和化學平衡
第一節(jié)化學反應速率
學習目標:
1、知識與技能
①了解化學反應速率的含義
②理解化學反應速率的表達式及其簡單計算
③了解化學反應速率的測量方法
2.過程與方法
通過學習化學反應速率的測量方法,培養(yǎng)設計實驗的能力
3.情感態(tài)度與價值觀
通過對化學反應速率的學習,感悟其在生產、生活和科學研究中的
作用,提高對化學科學的認識。
教學重點
理解化學反應速率的表達式及其簡單計算
教學難點
理解化學反應速率的表達式及其簡單計算
教學過程:
1.定義:用單位時間內反應物濃度的減少或生成物的濃度增加來表
刁So
若濃度用物質的量(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==AC/t
單位是:mol/(L,s)或mol/(L,min)或mol/(L,h)
化學反應速率是用單位時間內反應物或生成物的量變化來表示,通常
用單位時間內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
Ar
【例題】在2L的密閉容器中,加入Imol和3moi的上和N2,發(fā)生用+
3H2b2NH3,在2s末時,測得容器中含有0.4mol的NHs,求該反應的
化學反應速率。
解:N2+31122NH:(
起始量(mol):130
2s末量(mol):1-0.23-0.60.4
變化量(mol):0.20.60.4
則VN2==0.2/2X2==0.05mol/(L?s)VH2==0.6/2X2==0.15mol/
(L,s)
VNH:i==O.4/2X2==0.1mol/(L?s)
【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,用不同的物質來表示該反應的速率時,其數(shù)
值不同,但每種物質都可以用來表示該反應的快慢。
4.在同一個反應中,各物質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:V|)==AC.,:ACB:ACc:ACn==AnA:AnB:
:
△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
件卜.反應的快慢時,應選擇同一物質來比較。例如:
可逆反應A(g)+B(g)y-'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/L,minB.VB==0.6mol/L,min
C.Vc==0.4mol/L,minD.VD==0.01mol/L,s
對化學反應速率要注意以下幾個問題:
1、物質濃度是物質的量濃度以mol/L為單位,時間單位通???/p>
用s、min、h表示,因此反應速率的與常見單位一般為mol/(l?s).
mol/(1,mon)或mol/(1,h)0
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表示之,且應標明是什么物質
的反應速率。
3、用不同的物質表示同?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mA(g)+〃B(g)=pc(g)+qD(g)來說,貝lj行匕=a=k=紅。
mnpq
4、一般說在反應過程中都不是等速進行的,因此某一時間內的反應
速率實際上是這一段時間內的平均速率。
教學反思:
第二節(jié)影響化學反應速率的因素
[教學目標]
1.知識與技能
(1)理解濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。
(2)使學生能初步運用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋
濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。
2.過程與方法
(1)掌握運用濃度、壓強、溫度和催化劑等條件比較反應速率大小
的方法;
(2)通過識別有關化學反應速度與壓強、溫度或濃度等的圖像,提
高識圖析圖能力,培養(yǎng)從圖像中挖掘化學信息的能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過實驗培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,知道科學研究的一般方法。
(2)通過目前催化劑研究的遺憾,激發(fā)學生投身科學的激情。
[教學重點、難點]壓強對化學速率的影響,用活化分子理論解釋外界
條件對化學反應速率的影響。
[教學過程]
[導入]有些反應速率很快,如鹽酸與氫氧化鈉的中和反應,而有些反
應速率很慢,如石油的形成??梢?,不同物質化學反應速率相差很大,決
定化學反應速率的因素是反應物本身的性質。
[板書]
一、決定化學反應速率的因素:反應物本身的性質
二、外界條件對化學反應速率的影響:
(-)濃度對化學反應速率的影響
[演示]課本20頁實驗2-2草酸與酸性高鎰酸鉀的反應
加入4mL0.01mol/LKMnO44mL0.01mol/LKMnO4
試劑
2mL0.1mol/LH2c2O42mL0.2mol/LH2C2O4
實驗
現(xiàn)象
褪色
時間
結論在其它條件相同時:增大反應物濃度,反應速率增大。
[補充實驗]不同濃度的Na2s2O3溶液與0」摩/升的硫酸反應的對比實驗表
編號Na2s2O3溶水硫酸出現(xiàn)渾濁的時間(秒)
液
110ml010ml
25ml5ml10ml
【板書】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。
【實驗解釋】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,單位體積內活化分子的數(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兩種物質的濃度,與C、D兩種物質的濃度關系不大。而逆反應的速率
只取決于C、D兩種物質的濃度,與A、B兩種物質的濃度關系不大。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烘,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)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
1.10mk0.1mol/L的Na2s2O3溶液與0」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CaSiO3o
3.S02與。2在一密閉容器內反應生.成S03o
(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)加壓后反應物濃度加壓后反應的速率
變化變化
1
2
3
【板書】對于有氣體參加的反應來說,其他條件不變時,增大體系的
壓強,反應速率會加大。
【解釋】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
體積內的分子數(shù)就增多到原來的2倍,即體系中各個物質的濃度都增加,
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。
3.恒容時加入惰性氣體使壓強增大,反應物和生成物的濃度都沒有變
化,所以化學反應速率不變。恒壓時加入惰性氣體使體積增大,反應物和
生成物的濃度都減小,所以化學反應速率減小。
(三)溫度對化學反應速率的影響
[演示]課本21頁實驗2-3
同濃度的Na2s2O3溶液在不同溫度下與0.1摩/升的硫酸5毫升反應的
對比表
0.1mol/L的0.1mol/L反應溫度反應中出現(xiàn)渾濁
編號Na2s2O3的H2so4(℃)的時間(秒)
15ml5ml冷水
25ml5ml熱水
【板書】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。
「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+SI+H2O
2+
或S2O3-+2H==SO2+SI+H20
(2)Cu+2H2sO4(濃)===CuSO4+2S02f+2H20
(3)Mg+2H2。===Mg(OH)2+2H2t
【解釋】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,使活化分子的百分比增大,因而單位體積內活化分子數(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500c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,我們將食品放入冰箱中保存,以降低食品變質
的速率。
【科學探究】課本21頁科學探究:不同溫度卜碘化鉀與稀硫酸反應
(淀粉指示顏色)的速率不同。
(R)催化劑對化學反應速率的影響
【演示】22頁演示實驗2-4:過氧化氫分解的對比實驗
(復習回顧)用KCIO3制氧氣的實驗
【實驗事實的處理】
()
12H2O2==2H2O+O2t
()
22KCIO3==2KCI+3O2t
(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)用KCIO3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
【結論】催化劑能加快化學反應速率。
[解釋]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,因此單位
體積內活化分子的數(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,不改變反應的結果。例:
(1)在加熱條件下:2Cu+。2==2CuO
2CuO+2CH3cH20H==2Cu+2CH3CH0+2H2O
(2)氮的氧化物破壞臭氧:N0+03==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。如不作特殊說明,均指正催化劑。
3.對可逆反應而言,正催化劑使正、逆反應速率都加快,口加快的
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)。
(五)其它因素對化學反應速率的影響
光、磁場、超聲波、顆粒大小、溶劑性質…等
[隨堂練習]
1.?般都能使反應速率加快的方法是(B)。
①升溫;②改變生成物濃度;③增加反應物濃度;④加壓
(A)①②③(B)①③(C)②③(D)①②③④
2.N0和C0都是汽車尾氣里的有害物質,它們能緩慢地起反應生成
氮氣和二氧化碳氣體:2N0+2co=N2+2CC)2
對此反應,卜一列敘述正確的是(AC)
(A)使用催化劑能加快反應速率
(B)改變壓強對反應速率沒有影響
(O冬天氣溫低,反應速率降低,對人體危害更大
(D)無論外界條件怎樣改變,均對此化學反應的速率無影響
3.設C+CO2=2C0-Q1,反應速率為u1;電+3”個
一2NH3+Q2,反應速率為u2。對于上述反應,當溫度廣\
升高時,口和U2的變化情況為(A)oJ-----------------L
圖
(A)同時增大(B)同時減小
(C)%增大,口2減小(D)%減小,上增大
4.把鐵條投入到盛有鹽酸的敞LI容器中,產生出的速率可由如圖
2-1-1表示,在卜.列因素中,①鹽酸的濃度,②鎂條的表面積,③溶液的溫
度,④氯離子的濃度,影響反應速率的因素是(C)o
(A)①④(B)③④(C)①②③(D)②③
5.煨燒硫鐵礦產生二氧化硫,為了提高生成二氧化硫的速率,
卜列措施可行的是(AB)O
(A)把塊狀礦石碾成粉末(B)向爐內噴吹氧氣
(C)使用Fe203作催化劑(D)降低體系的溫度
6.在密閉容器中發(fā)生2s02+5=2s。3反應,現(xiàn)控制下列三種
不同的條件:
①在400℃時,lOmolSCb與5moi。2反應;
②在400℃時,20moiS5與5moi。2反應;
③在300℃時,lOmolSCb與5moi。2反應;
問:開始時,正反應速率最快的是②」正反應速率最慢的是一③
教學反思:
第三節(jié)化學平衡
教學目標:
1.能描述化學平衡建立的過程,知道化學平衡常數(shù)的涵義,能利用化
學平衡常數(shù)計算反應物的轉化率。
2.通過實驗探究溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響,并能用相關理
論加以解釋。
教學重點:描述化學平衡建立的過程。
教學難點:探究溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響,并能用相關理
論加以解釋。
探究建議:
①實驗探究:溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響。②實驗:溫度、
濃度對浪離子與銅離子配位平衡的影響。③查閱資料:奇妙的振蕩反應。
④討論:合成氨反應條件選擇的依據(jù)。
課時劃分:三課時
教學過程:
第一課時
[導課]我們已經(jīng)學過許多化學反應,有的能進行到底,有的不能進行
到底。請同學們思考并舉例說明。
[回答]學生舉例化學反應存在的限度。
[講述]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
應物盡可能快地轉化為生成物,同時又希望反應物盡可能多地轉化為生成
物。例如在合成氨工業(yè)中,除了需要考慮如何使N2和H2盡快地轉變成NH.
外,還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉變?yōu)镹%,后者所說的就是
化學反應進行的程度問題——化學平衡。
[板書]第三節(jié)化學平衡
[講述]如果對于一個能順利進行的、徹底的化學反應來說,由于反
應物已全部轉化為生成物,如酸與堿的中和反應就不存在什么反應限度的
問題了,所以,化學平衡主要研究的是可逆反應的規(guī)律。
[板書]一、可逆反應與不可逆反應
[思考]大家來考慮這樣,個問題,我現(xiàn)在在一個盛水的水杯中加蔗糖,
當加入一定量之后,憑大家的經(jīng)驗,你們覺得會怎么樣呢?
[回答]開始加進去的很快就溶解了,加到一定量之后就不溶了。
[追問]不溶了是否就意味著停止溶解了呢?
[回答]回憶所學過的溶解原理,閱讀教材自學思考后回答:沒有停
止。因為當蔗糖溶于水時一,一方面蔗糖分子不斷地離開蔗糖表面,擴散到
水里去;另一方面溶解在水中的蔗糖分子不斷地在未溶解的蔗糖表面聚集
成為晶體,當這兩個相反的過程的速率相等時,蔗糖的溶解達到了最大限
度,形成蔗糖的飽和溶液。
[講述]所以說剛才回答說不溶了是不恰當?shù)?,只能說從宏觀上看到
蔗糖的量不變了,溶解并沒有停止。我這里把這一過程做成了三維動畫效
果,以幫助大家理解溶解過程。
[動畫]演示一定量蔗糖分子在水中的溶解過程。
[講解]這時候我們就說,蔗糖的溶解達到了平衡狀態(tài),此時溶解速
率等于結晶速率,是一個動態(tài)平衡。
[板書]溶解平衡的建立
固體溶質溶液中溶質
結晶
開始時V(溶解)>v(結晶)
平衡時U(溶解)=v(結晶)
結論:溶解平衡是一種動態(tài)平衡
[探討]我們學過那些可逆反應?可逆反應有什么特點?
[板書]二、化學平衡狀態(tài)
1.定義:是指在一定條件下的可座區(qū)座里,正反應和逆反應的速率相
等,反應體系中所有參加反應的物質的質量(溶液中表現(xiàn)為濃度)可以
保持恒定的狀態(tài)。
[啟發(fā)]大家能否從化學平衡狀態(tài)的定義中,找出化學平衡有哪些基
本特征?
[回答]分析定義,歸納總結,化學平衡的特征:(1)化學平衡研究
的對象是可逆反應;(2)達到平衡時正反應速率等于逆反應速率;(3)達
到平衡時反應混合物中各組分的濃度保持不變;(4)由于化學平衡狀態(tài)時
反應仍在進行,故其是一種動態(tài)平衡。
[板書]2、化學平衡的特征:(1)反應物和所有產物均處于同一反應體
系中,反應條件(溫度、壓強)保持不變。(2)達到平衡時反應混合物中
各組分的濃度保持不變;由于化學平衡狀態(tài)時反應仍在進行,故其是一種
動態(tài)平衡。達到平衡時正反應速率等于逆反應速率。
[講述]評價學生總結結果。大家還應注意化學平衡狀態(tài)是維持在一
定條件下的,一旦條件發(fā)生變化,平衡狀態(tài)就將遭到破壞。動態(tài)平衡也體
現(xiàn)了辯證唯物主義的基本觀點,即運動是絕對的,而靜止是相對的。
[思考]若對飽和溶液升溫或降溫,會有什么現(xiàn)象發(fā)生?試從化學平衡
觀點解釋。
[回答]學生解釋:升溫或降溫,溶解速率與結晶速率不在相等,繼續(xù)
溶解或析出,直到溶解速率與結晶速率再次相等,L時達到新的溶解平衡
狀態(tài)。
[追問]對于化學平衡,條件發(fā)生變化,平衡狀態(tài)怎樣發(fā)生變化呢?
[實驗2-5]兩試管中各加入5ml0.1mol/L&52。7溶液,按要求操作,觀察
顏色的變化。
[記錄實驗卡片]
滴加3-10滴濃硫酸滴力口10-20滴6mol/LNaOH
1(202。7溶液橙色黃色
[板書]3、(1)濃度對化學平衡的影響:
2-2-+
Cr2O7+H2O=2CrO4+2H
橙色黃色
[實驗2—6]通過學生對實驗歸納可知:增大反應物的濃度可促使化學
平衡向正反應方向移動。
方程式:FeCI3+3KSCNUFe(SCN)3+3KCI
【思考與交流]1、你使如何判斷上述化學平衡發(fā)生變化的?
2、你能否推知影響化學平衡的其它因素?
[板書]在其它條件不變的情況下,增大反應物濃度,正反應速率加快,
平衡向正反應方向移動,增大生成物濃度,逆反應速率加快,平衡向逆反
應方向移動。
[練習]填空:
濃度的變化V正V網(wǎng)的變化結果平衡移動平衡移動結果
增大反應物濃度
減少反應物濃度
增大生成物濃度
減少生成物濃度
[講解](2)壓強對化學平衡的影響
L固態(tài)、液態(tài)物質的體積受壓強影響很小,壓強不使平衡移動。
2.反應中有氣體參加:壓強減小一濃度減小一平衡向體積減小的方向
移動,反之亦然。
[板書](2)壓強對化學平衡的影響:①其他條件不變時,增大壓強
平衡向氣體體積縮小的方向移動,減小壓強;平衡向氣體體積增大的方向
移動。
②如反應前后氣體體積沒有變化的反應,改變壓強不會使平衡移動。
[板書](3)溫度對化學平衡的影響:
[投影]以2NO2=N2O4;△HvO為例說明。
[板書]在其它條件不變的情況下,溫度升高,會使化學平衡商著吸熱
反應的方向移動;溫度降低,會使化學平衡向著放熱反應的方向移動。
[練習]填空:
溫度改變V|EV逆的變化結果平衡移動平衡移動結果
升高溫度
降低溫度
[講解]化學平衡只有在一定的條件下才能保持,當一個可逆反應達到
化學平衡狀態(tài)后,如果改變濃度、壓強、溫度等反應條件,達到平衡的反
應混合物里各組分的濃度也會隨著改變,從而達到新的平衡狀態(tài)。由此引
出化學平衡的移動。
[閱讀]P28相關內容
[板書](4)可逆反應中舊化學平衡的破壞、新化學平衡的建立過程叫
化學平衡的移動。
勒沙特列原理:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強、溫度)
平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。
[思考]催化劑對化學平衡有何影響?
[回答]閱讀教材后回答:催化劑同等程度增加正逆反應速率,平衡不
移動。
[小結]什么是化學平衡?濃度、溫度、壓強、催化劑如何影響化學平
衡移動?
[作業(yè)]P32I、2、3、4
[板書計劃]
第三節(jié)化學平衡
一、可逆反應與不可逆反應
二、化學平衡狀態(tài)
1.定義:
2.化學平衡的特征:
3.(1)濃度對化學平衡的影響:
(2)壓強對化學平衡的影響:
(3)溫度對化學平衡的影響:
(4)勒沙特列原理:
教學反思:
第二課時
[復習提問]什么叫化學平衡?化學平衡的特征有哪些?
[回答]化學平衡是是指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反
應的速率相等,反應體系中所有參加反應的物質的質量(溶液中表現(xiàn)為
濃度)可以保持恒定的狀態(tài)?;瘜W平衡的特征:(1)反應物和所有產物均
處于同一反應體系中,反應條件(溫度、壓強)保持不變。(2)達到平衡
時反應混合物中各組分的濃度保持不變;由于化學平衡狀態(tài)時反應仍在進
行,故其是一種動態(tài)平衡。達到平衡時正反應速率等于逆反應速率。
[過渡]盡管就這么幾句話,但真正在學習中能否準確把握和處理好
關于化學平衡的問題,還需大家對該概念及相關特征進行深入的理解?;?/p>
學平衡狀態(tài)的特征,不僅包括上邊大家回答的那些,還有其他方面的特征,
這就是今天咱們學習和討論的主題——化學平衡常數(shù)。
[板書]三、化學平衡常數(shù)
[引導]請同學們閱讀教材P28標題三下面的內容以及濃度關系數(shù)據(jù)
表,分析并驗算表中所給的數(shù)據(jù),最后可以得到什么結論?
[探究活動]閱讀教材和P29表2—1,對表中數(shù)據(jù)進行觀察并歸納。
[總結]一定溫度下:
2
t_c(HI)
K=
C(H2)C(I2)
[小結]在一定溫度下,可逆反應無論是從正反應開始,還是從逆反
應開始,又無論反應物起始濃度為多少,最后都能達到化學平衡。這時生
成物的濃度幕之積與反應物濃度幕之積的比是一個常數(shù),這個常數(shù)叫做該
反應的
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