化学反应及能量的转化分析.ppt

化化 学学 反反 应应 与与 能能 量量 转转 化化必修必修2 2专题专题2 2内容提练：内容提练：指指 导导 意意 见见 知知 识识 落落 点点 题题 目目 诠诠 释释第一单元第一单元 化学反应速率与反应限度化学反应速率与反应限度学科教学指导意见学科教学指导意见5条基本要求条基本要求2条发展要求条发展要求知识落点：知识落点：1、速率表示式、速率表示式 数值大小数值大小 单位换算单位换算2、物质计量数与反应速率、物质计量数与反应速率 起始、变化和终了浓度的换算起始、变化和终了浓度的换算 转化率转化率3、平均反应速率与某一时刻物质浓度、平均反应速率与某一时刻物质浓度4、改变一个外因条件、改变一个外因条件 对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响5、可逆反应限度的理解、可逆反应限度的理解6、化学平衡状态标志的判断、化学平衡状态标志的判断演绎：演绎：了解化学反应速率及其简单计算了解化学反应速率及其简单计算 能应用同一化学方程式中各物质的计量数之比能应用同一化学方程式中各物质的计量数之比来换算同一化学反应中各物质的反应速率的数值来换算同一化学反应中各物质的反应速率的数值 起始、变化和终了浓度间的换算起始、变化和终了浓度间的换算 转化率的求算转化率的求算例例1：将：将4molA气体和气体和2molB气体在气体在2L容器中混合，在容器中混合，在一定条件下使之发生如下反应：一定条件下使之发生如下反应：2A(g)+B(g)=2C(g)若经若经2s后测得后测得C的浓度为的浓度为0.6molL-1，现有下列几种说法：，现有下列几种说法：用物质用物质A表示反应的平均速率为表示反应的平均速率为0.3mol(Ls)-1；用物质用物质B表示反应的平均速率为表示反应的平均速率为0.6mol(Ls)-1；2s时物质时物质A的转化率为的转化率为70%；2S时物质时物质B的浓度为的浓度为0.7molL-1其中正确的是其中正确的是 （）A.B.C.D.演绎：演绎：能比较不同物质表示的化学反应速率的大小能比较不同物质表示的化学反应速率的大小 掌握化学反应速率表示式掌握化学反应速率表示式 单位的正确使用单位的正确使用 数值大小的比较数值大小的比较例例2：反应：反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的在四种不同情况下的反应速率分别为反应速率分别为v(A)=9molL-1h-1 v(B)=0.60molL-1min-1 v(C)=0.40molL-1min-1 v(D)=0.0075molL-1s-1，该反应进行快慢，该反应进行快慢的顺序为的顺序为_。理解可逆反应是有限度的理解可逆反应是有限度的教学建议：教学建议：研究教材研究教材 注重逻辑注重逻辑 感悟思想感悟思想 培养方法培养方法例例3：为了证明：为了证明“化学反应是具有一定的限度化学反应是具有一定的限度”这一结论，进这一结论，进行如下实验：取行如下实验：取.L-1 KI溶液溶液,滴加滴加.L-1FeCl3溶液溶液5-6滴，再加滴，再加2mLCCl4，充分振荡。静置后取上层溶液，并滴入，充分振荡。静置后取上层溶液，并滴入KSCN溶液。溶液。（1）通过）通过 现象，能说明该实验结论。现象，能说明该实验结论。（2）有人认为取上层溶液滴加）有人认为取上层溶液滴加AgNO3溶液，产生黄色沉淀，溶液，产生黄色沉淀，也能说明该实验的结论。请分析该观点：也能说明该实验的结论。请分析该观点：_ 。解题分析：反应达到平衡时，不可能出现某一项为解题分析：反应达到平衡时，不可能出现某一项为0。即便是。即便是I-过量，也不可能使过量，也不可能使Fe3+为为0，这就是说可逆反应是有限度的。，这就是说可逆反应是有限度的。因为因为KI溶液是过量的，所以不能说明该反应是有一定限度。溶液是过量的，所以不能说明该反应是有一定限度。第二单元第二单元 化化 学学 反反 应应 中中 的的 热热 量量学科教学指导意见学科教学指导意见5条基本要求条基本要求3条发展要求条发展要求知识落点：知识落点：1、常见化学反应类型的能量变化形式、常见化学反应类型的能量变化形式2、反应物总能量、反应物总能量 生成物总能量生成物总能量 化学反应热效应化学反应热效应3、键能数据、键能数据 简单计算简单计算 吸热放热吸热放热4、书写热化学方程式、书写热化学方程式 能量变化计算能量变化计算 意义意义5、利用物质的热值、利用物质的热值 研究物质的热效应研究物质的热效应 提高化石燃料使用效率提高化石燃料使用效率 演绎：演绎：知道化学键的断裂和形成是化学反应中能知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因量变化的主要原因 对反应的吸热或放热对反应的吸热或放热 从键能数据角度，从键能数据角度，进行简单计算并判断进行简单计算并判断目标疑点解析：目标疑点解析：如何从本质上理解化学反应的热效应如何从本质上理解化学反应的热效应提示：提示：打断化学键需要吸收能量，原子重新结合成新打断化学键需要吸收能量，原子重新结合成新的化学键是释放能量，由两者的相对大小决定反应的的化学键是释放能量，由两者的相对大小决定反应的总热效应。总热效应。研究成键或断键必然会用到键能的概念。研究成键或断键必然会用到键能的概念。当所断键的键能总和当所断键的键能总和 所成键的键能总和所成键的键能总和 0 时，时，为吸热反应；为吸热反应；当所断键的键能总和当所断键的键能总和 所成键的键能总和所成键的键能总和 0 时，时，为放热反应。为放热反应。说明：说明：在应用键能数据进行热效应计算时，对在应用键能数据进行热效应计算时，对“断键断键”或或“成键成键”的键能数值，不必引入的键能数值，不必引入“+”或或“-”的的运算关系。运算关系。教学方法：教学方法：复杂问题简洁教复杂问题简洁教演绎：演绎：学习热化学方程式的书写，并能进行学习热化学方程式的书写，并能进行一些简单的能量变化计算一些简单的能量变化计算 正确书写热化学方程式正确书写热化学方程式 简单的能量变化计算简单的能量变化计算 说明意义说明意义例：例：10g硫磺固体在硫磺固体在O2中完全燃烧生成中完全燃烧生成SO2气体时放出的气体时放出的热量能使热量能使500g H2O的温度由的温度由18上升至上升至62.4比热容比热容系数系数4.1810-3kJ(g)-1,写出该化学反应的热化学方写出该化学反应的热化学方程式程式,并说明其意义。并说明其意义。解题分析：解题分析：10g硫磺燃烧共放出热量为：硫磺燃烧共放出热量为：Q=mc(t2 t1)=500g4.1810-3kJ(g)-1(62.4-18)=92.8 kJ 则则1mol(32g)硫磺燃烧放出的热量为：硫磺燃烧放出的热量为：92.8kJ 32 gmol-1/10 g=297 kJ mol-1参考答案：该反应的热化学方程式为：参考答案：该反应的热化学方程式为：S(s)+O2(g)=SO2(g)；H=-297 kJ mol-1第三单元第三单元 化化 学学 能能 与与 电电 能能 的的 转转 化化学科教学指导意见学科教学指导意见4条基本要求条基本要求3条发展要求条发展要求知识落点：知识落点：1、构成条件、构成条件 原电池装置原电池装置2、原电池的工作原理、原电池的工作原理 （电子流向、离子迁移、浓度变化（电子流向、离子迁移、浓度变化)书写电极反应式书写电极反应式3、电池反应式、电池反应式 电极极性电极极性4、设计简单化学电池、设计简单化学电池5、钢铁电化学腐蚀钢铁电化学腐蚀 析氢腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀吸氧腐蚀 电极反应式电极反应式 6、氯化铜溶液氯化铜溶液 饱和食盐水饱和食盐水 熔融氯化钠熔融氯化钠 铜的电解精炼铜的电解精炼 电极产物电极产物 电极反应式电极反应式7、区别原电池电解池区别原电池电解池 电极产物推断电极产物推断 量的简单换算量的简单换算演绎：演绎：了解常见的化学电源以及它们在生产生活等方面的应用了解常见的化学电源以及它们在生产生活等方面的应用从常见化学电源的电池反应式初步学会判断电极极性的从常见化学电源的电池反应式初步学会判断电极极性的方法方法例例1：银锌纽扣电池：银锌纽扣电池Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag，电池放电时正极发生反应的物质与充电时阴极发生反应的物质分电池放电时正极发生反应的物质与充电时阴极发生反应的物质分别是别是 （）A.Zn Ag B.Ag2O Zn(OH)2 Zn(OH)2 D.Ag2O Ag 解题分析解题分析:放电方向为原电池，原电池负极发生失电子氧化反应，元素放电方向为原电池，原电池负极发生失电子氧化反应，元素化合价升高；原电池正极发生得电子还原反应，元素化合价降低。化合价升高；原电池正极发生得电子还原反应，元素化合价降低。充电方向为电解池，电解池阳极发生失电子氧化反应，元素化合充电方向为电解池，电解池阳极发生失电子氧化反应，元素化合价升高；电解池阴极发生得电子还原反应，元素化合价降低。价升高；电解池阴极发生得电子还原反应，元素化合价降低。检查目标：检查目标：从电池反应式初步学会判断电极极性的方法从电池反应式初步学会判断电极极性的方法放电放电充电充电教学建议：教学建议：知识深度知识深度 逐步推进逐步推进 演绎：演绎：通过对铜通过对铜-锌原电池的实验探究，认识化学能转锌原电池的实验探究，认识化学能转化为电能的装置，初步认识原电池反应的原理，并化为电能的装置，初步认识原电池反应的原理，并能正确书写电极反应式。能正确书写电极反应式。常见原电池的工作原理（电子流向、离子迁移、常见原电池的工作原理（电子流向、离子迁移、浓度变化）浓度变化）能正确书写其电极反应式能正确书写其电极反应式例例2：原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，：原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是 （）A.在在Zn、Cu、H2SO4（稀）组成的原电池中，（稀）组成的原电池中，H+向向铜片移动，在铜片表面被氧化，溶液中铜片移动，在铜片表面被氧化，溶液中C（H+）逐渐减）逐渐减小小B.由由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式溶液组成原电池，其负极反应式为：为：Al3e4OHAlO22H2OC.由由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中，铁片的质溶液组成的原电池中，铁片的质量逐渐减小，电子流动方向从铜片流向铁片量逐渐减小，电子流动方向从铜片流向铁片 D.由由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Al3eAl3+B第四单元第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用太阳能、生物质能和氢能的利用学科教学指导意见学科教学指导意见3条基本要求条基本要求2条发展要求条发展要求知识落点：知识落点：1、化石燃料作为能源、化石燃料作为能源 主要问题主要问题2、太阳能利用的现状及开发、太阳能利用的现状及开发 重要性重要性3、生物质能的优点及开发、生物质能的优点及开发 重要性重要性4、氢能的优点及开发、氢能的优点及开发 重要性重要性检查目标：检查目标：了解化石燃料作为能源利用存在的主要问题了解化石燃料作为能源利用存在的主要问题例一：能源是人类生存和发展的重要支撑因素。常规能源（煤、石例一：能源是人类生存和发展的重要支撑因素。常规能源（煤、石油、天然气等）日益减少，促使人们去研究能源的利用率和新能油、天然气等）日益减少，促使人们去研究能源的利用率和新能源（如太阳能、氢能、核能等）的开发。源（如太阳能、氢能、核能等）的开发。我国目前最主要的能源品种是我国目前最主要的能源品种是_，能源利用中存在的主要问，能源利用中存在的主要问题是题是_。为减少污染，提高原料利用率，下列措施可以达到目的的是为减少污染，提高原料利用率，下列措施可以达到目的的是_。A.将城市居民燃煤改为使用气体燃料将城市居民燃煤改为使用气体燃料 B.若将原来烧天然气灶具改烧液化石油气（主要成分为若将原来烧天然气灶具改烧液化石油气（主要成分为 C3H8），），应增大空气进入量和减少液化气进入量应增大空气进入量和减少液化气进入量C.研制燃料电池研制燃料电池D.在农村大力发展沼气在农村大力发展沼气 某些科学家对以下三个化学反应很感兴趣：某些科学家对以下三个化学反应很感兴趣：3FeCl2+4H2O=Fe3O4+6HCl+H2 （条件：（条件：500）2Fe3O4+12HCl+3Cl2=6FeCl3+6H2O+O2 6FeCl3=6FeCl2+3Cl2(条件：条件：300)科学家想利用上述反应来制取一种很有意义的物质是科学家想利用上述反应来制取一种很有意义的物质是_，该，该物质作为燃料的主要优点有（至少填三点）物质作为燃料的主要优点有（至少填三点）_。目标疑点解析目标疑点解析 关于新能源开发中催化剂的功效问题关于新能源开发中催化剂的功效问题内涵解析内涵解析 催化剂只能改变化学反应速率，而本身在化学反应前后质量催化剂只能改变化学反应速率，而本身在化学反应前后质量和化学性质保持不变。由于反应的起点和终点不变，因此催化剂和化学性质保持不变。由于反应的起点和终点不变，因此催化剂不能改变化学反应的热效应。也就是说，企图利用催化剂来改变不能改变化学反应的热效应。也就是说，企图利用催化剂来改变一个原本为吸热反应而需要提供能量的客观事实，是徒劳的，这一个原本为吸热反应而需要提供能量的客观事实，是徒劳的，这种研究方向是不正确的。种研究方向是不正确的。错误例析错误例析 比如，对于氢气是一种高效而没有污染的能源，它可以由自比如，对于氢气是一种高效而没有污染的能源，它可以由自然界中大量存在的水的分解反应来制取：然界中大量存在的水的分解反应来制取：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g),该反应是吸热反应。对于这样一个客观事实，不能错误认该反应是吸热反应。对于这样一个客观事实，不能错误认为，只要寻找到高效催化剂，就能使水分解产生氢气的反应变成为，只要寻找到高效催化剂，就能使水分解产生氢气的反应变成放热反应。放热反应。点面结合点面结合 逐步推进逐步推进关注体验关注体验 注重落实注重落实