【选修四】化学反应原理教案(新课标人教版下载精品).doc

《【选修四】化学反应原理教案(新课标人教版下载精品).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【选修四】化学反应原理教案(新课标人教版下载精品).doc（57页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、新人教版选修4 【化学反应原理】全册教案第一章 化学反应及能量 第一节 化学反应及能量的变化一：基本概念1、什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，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及，单位时间内有效碰撞的次数有关2、什么是活化分子？具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，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及单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3、什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，如图活化分子的多少及该反应的活化能的大小有关，活化能的

2、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。4、什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.5、归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？二：焓变 反应热1定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表示，称为焓变（H），单位：kJ/mol 或 kJmol-1在化学反应中，旧键的断裂需要吸收能量 ，而新键的形成则放出

3、能量。总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量及生成物所具有的总能量总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。注意：(1)反应热和键能的关系例如：1molH2和1molCl2反应生成2molHCl的反应热的计算。1moLH2分子断裂开HH键需要吸收436kJ的能量；1molCl2分子断裂开ClCl键需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子形成2molHCl键放出431kJmol-12mol862kJ的能量，所以，该反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热H生成物分子形成时释放的总能量反应物分子断裂时所需要吸收的总能

4、量862kJmol-1436 kJmol-1243 kJmol1183kJmol-1由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低，故规定H反应物的键能总和生成物的键能总和(2)反应焓变及反应条件的关系焓是科学家们为了便于计算反应热而定义的一个物理量，它的数值及物质具有的能量有关。对于一定量的纯净物质，在一定的状态（如温度、压强）下，焓有确定的数值。在同样的条件下，不同的物质具有的能量也不同，焓的数值也就不同；同一物质所处的环境条件（温度、压强）不同，以及物质的聚集状态不同，焓的数值也不同。焓的数值的大小及物质的量有关，在相同的条件下，当物质的物质的量增加一倍时，焓的数值也增加一倍。因此，当一个化学

5、放映在不同的条件下进行，尤其是物质的聚集状态不同时，反应焓变是不同的。2放热反应和吸热反应(1)放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。(2)吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。 3化学反应中的能量变化示意图对于该“示意图”可理解为下列形式：能量反应过程反应过程反应物生成物能量H0反应物生成物 由能量守恒可得： 反应物的总能量：生成物的总能量热量(放热反应)反应物的总能量：生成物的总能量热量(吸热反应)三：反应热及热化学方程式1、反应热：在化学实验和生产中，通常遇到的反应是在敞口容器中进行，反应系统的压力及外界压力(大气压)相等。也

6、就是说，反应是在恒压下进行的。此时反应的热效应等于焓变。化学反应都伴有能量的变化，常以热能的形式表现出来，有的反应放热，有的反应吸热。反应过程中放出或吸收的热叫做反应热。反应热用符号H表示，单位是kJ/mol或（kJmol1）。放热反应的H为“”，吸热反应的H为“”。反应热（H）的确定常常是通过实验测定的。注意：在进行反应热和H的大小比较中，反应热只比较数值的大小，没有正负之分；而比较H大小时，则要区别正及负。2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H1a kJmol1 反应热：a kJmol1，H：a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l) H2b kJmol1 反应热：b kJ

7、mol1，H：b kJmol1a及b比较和H1及H2的比较是不一样2、影响反应热大小的因素反应热及测定条件（温度、压强等）有关。不特别指明，即指25，1.01105Pa（101kPa）测定的。中学里热化学方程式里看到的条件（如：点燃）是反应发生的条件，不是测量条件。反应热的大小及物质的集聚状态有关。反应热的大小及物质的计量数有关。在反应：2H2(g)O2(g)2H2O(g)；H1a kJmol1中，2molH2燃烧生成气态水放出的热量a kJ，该反应的反应热是a kJmol1，该反应的H是a kJmol1。注意这三个单位。3、书写热化学方程式注意事项 热化学方程式同时表明了两个方面的问题，一是

8、新旧物质之间的转化，二是化学能及热能之间的转化。因此，热化学方程式必须同时符合质量守恒定律和能量守恒定律。书写热化学方程式应注意以下五点：1注意H的符号。H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，且中间留字空。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJ/mol。2注意测定条件。注意反应热H及测定条件(温度、压强等)有关。因此，书写热化学方程式时应注意H的测定条件。绝大多数H是在25、101 325Pa下测定的，可不注明温度和压强。3注意物质的聚集状态。注意反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H也不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意

9、义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。4注意化学计量数注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H及反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须及H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热及正反应的反应热数值相等，符号相反。例如：已知H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol，则H2O(l)=H2(g)1/2O2(g)H285.8 kJ/mol，2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6 kJ/mol。5注意H的单位关于H的单位“kJ/mol”并不是指每摩尔具体物质

10、反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。四、典型例题例1已知H2(g)1/2O2(g)H2O(g)反应过程中能量变化如图，问：a、b、c分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，H大于零还是小于零？答案：a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键生成释放的能量，c代表反应热；该反应为放热反应，H0。解析：H2(g)和1/2O2(g)及2H(g)和O(g)之间的能量差是，H2(g)2H(g)和1/2O2(g)O(g)过程中断开HH和OO键吸收的能量，故a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)O(g)结合成H2O(g)中化学键

11、所放出的能量，c代表断键吸收的能量及成键所释放的能量之差；由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应，H0，则金刚石比石墨稳定C已知H(aq)OH(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol，则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3 kJD已知2C(s)2O2(g)2CO2(g)H1， 2C(s)O2(g)2CO(g)H2，则H1H2答案D 解析A项中2 mol SO2和1 mol O2的总能量比2 mol SO3的能量，但不能说SO2的能量高于SO3的能量；B项中石墨转化为金刚石，吸收能量，即金刚石的能量高于石墨，能量越高越不稳定，B项错误；C项中酸碱中和反应的热效应不

12、仅及生成H2O的物质的量有关，还及酸、碱的浓度及强弱有关，C项错误；D项中，前者完全燃烧，后者未完全燃烧，故前者放出的能量多，但比较H时应带符号比较，数值越大，H越小，故H1H2 DCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0答案A解析由图像可知石墨、红磷、S(s)所含能量分别比金刚石、白磷、S(g)低，所以由石墨转变为金刚石需要吸收能量，是吸热反应，A正确，能量越低越稳定，故红磷比白磷稳定，B错误，由固体转化为气体需要吸收能量，故H1H2，C错误；由图像可知CO(g)和H2O(g)所含的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量，所以CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)为放

13、热反应，H0，D错误。8以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式：C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l)H1300 kJ/mol的说法中，正确的是()A当有10NA个电子转移时，该反应放出1 300 kJ的能量B当有1NA个水分子生成且为液体时，吸收1 300 kJ的能量C当有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量D当有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量答案AD解析C2H2(g)O2(g)2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJ/mol，当有10 mol e转移时，生成1 mol液态水和2 mol CO2(OCO)，其含8 mo

14、l碳氧共用电子对时，放出1 300 kJ的能量。9下列各图中，表示正反应是吸热反应的是( )A10已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ/mol,CH4的燃烧热为890 kJ/mol,由1 mol CO和3.从如右图所示的某气体反应的能量变化分析，以下判断错误的是( )A这是一个放热反应 B该反应可能需要加热C生成物的总能量低于反应物的总能量 D反应物比生成物更稳定11火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4mol液态肼及足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652KJ的热量。(1)

15、反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O (g) H-641.63 KJ/mol。(2)又已知H2O(l)H2O(g) H+44kJ/mol。则16g液态肼及液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是408.815KJ。(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物不会造成环境污染。第一节化学反应及能量的变化（第三课时）一学习目标：燃烧热，中和热，能源二学习过程1、燃烧热什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？1）定义：在25,101 kPa时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧

16、热。燃烧热通常可由实验测得。2）在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：研究条件： 25 ,101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（HQ1的是（B ）AH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) H =-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO (g) H= -Q1C(s)+O2(g)=CO2 (g) H= -Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H= -Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H= -Q2D. S(g)+O2(g)=SO2 (g)

17、 H= -Q1 S(s)+O2(g)=SO2 (g) H= -Q23、298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H= -92.38kJ/mol。 在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么。第二章第一节化学反应速率教案教学过程：一、化学反应速率1.定义：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。若浓度用物质的量（C）来表示，单位为：mol/L，时间用t来表示，单位为：秒（s）或分（min）或小时（h）来表示，则化学反应速率

18、的数学表达式为： V = C/ t 单位是：mol/（Ls） 或 mol/（Lmin） 或 mol/（Lh）化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的量变化来表示，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，其数学表达式可表示为【例题】在2L的密闭容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。 解： N2 + 3H2 2NH3 起始量（mol）： 1 3 0 2s末量（mol）： 1-0.2 3-0.6 0.4 变化量（mol）： 0.2 0.6 0.4 则 VN2=0.2/

19、22=0.05 mol/（Ls） VH2=0.6/22=0.15 mol/（Ls） VNH3=0.4/22=0.1 mol/（Ls） 【明确】理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：1.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。2.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。3.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。 4.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。即： VN2 ：VH2 ： VNH31 ：3 ：2 5.对于在一个容器中的一般反应 aA + bBcC + dD来说

20、有： VA ：VB ：VC ：VD CA ：CB ：CC ：CD nA ：nB ：nC ：nD a ：b ：c ：d6.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。例如： 可逆反应A（g）+ B（g） C（g）+ D（g） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ B ）A. VA0.15mol/Lmin B. VB.6 mol/Lmin C. VC0.4 mol/Lmin D.VD=0.01 mol/Ls对化学反应速率要注意以下几个问题： 1、物质浓度是物质的量浓度以mol/L为单位，时间单位通常可用s、min、h表示，因

21、此反应速率的及常见单位一般为mol/(ls)、mol/(lmon)或mol/(lh)。 2、化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反应速率。 3、用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算： 对于反应来说，则有。 4、一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。二、外界条件对化学反应速率的影响：（一）在其它条件不变的情况下，浓度对化学反应速率的影响【表征

22、性抽象】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。【原理性抽象】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？ （明确）当增加反应物的浓度时，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。【对结论的再理解】1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，及产物的浓度关系不大 2.对于可逆反应aA +bB cC + dD来说，正反应的速率只取决于A、B两种物质的浓度，及C、D两种物质的浓度关系不大。而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度，及A、B两种物质的浓度关系不大。增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大，不会影响逆反应的速率。3.固体 和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这

23、些物质的量，不会影响反应的速率。【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的反应速率。 2. 制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。（二）在其它条件不变的情况下，压强对化学反应速率的影响【提出问题】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？【收集事实】途径：已有的实验知识 （提出以下几个实验）对比 1. 10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液及0.1摩/升的硫酸10毫升反应的实验。 2. CaO固体及SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3。 3. SO2 及O2在一密闭容器内反应生成SO3。（讨论）给上述三个反应的容器加压，三

24、个反应的反应物的浓度是怎样变化的？【事实的处理】列表比较编号反应物的状态加压后反应物浓度变化加压后反应的速率变化 1 2 3【表征性抽象】对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，增大体系的压力，反应速率会加大。【原理性抽象】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？（明确）1.一定量气体的体积及其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。 2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变

25、压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强及它们的反应速率无关。【结论的再理解】1.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。 2. 对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。（三）在其它条件不变的情况下，温度对化学反应速率的影响【提出问题】温度是怎样对化学反应速率进行影响的？【收集事实】途径：1.观察演示实验。 2. 回顾过去已有的化学知识和所掌握的实验事实。演示实验10ml同浓度的Na2S

26、2O3溶液分别在不同温度下及0.1摩/升的硫酸10毫升反应的对比实验复习回顾1. Cu及浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况的对比。 2. Mg条分别及冷水和沸水的反应情况的对比。【实验事实的处理】1.化学用语化（写方程式） （1）Na2S2O3 + H2SO4Na2SO4 + SO2 + S+ H2O 或 S2O32- + 2H+SO2 + S+ H2O （2）Cu + 2H2SO4（浓）CuSO4 +2 SO2+2 H2O （3 ）Mg +2H2OMg（OH）2 + 2H2 2. 表格化（1）同浓度的Na2S2O3溶液在不同温度下及0.1摩/升的硫酸10毫升反应的对比表 编 号0.1m

27、ol/L的Na2S2O30.1mol/L的H2SO4 反应温度 （）反应中出现浑浊的时间 （秒） 1 10ml 10ml 冷水 2 10ml 10ml 热水(2）Cu及浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况对比表 编号Cu及浓硫酸在常温条件下反应Cu及浓硫酸在加热条件下反应 1 2（3）Mg条分别及冷水和沸水的反应情况对比表编号Mg条及冷水反应Mg条及热水反应 1 2【表征性抽象】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。经过实验测定，温度每升高10，反应速率通常要增大到原来的24倍。【原理性抽象】为什么升高温度会使反应速率加快？（明确）当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反

28、应物分子的能量增高，是活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。【对结论的再理解】对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。【应用】1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来增大反应的速率。 2. 合成氨工业中，是在500的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。 3. 为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。（四）催化剂对化学反应速率的影响【提出问题】催化剂是怎样影响化学反应速率的？【收集事实】途径：1.观察演示实验。2.回顾已有知识 （演示实验）过氧化氢分解的对比实验 （复习回顾）用KClO3制氧气的实验【实验事实的处理】1.写化学方程式 （1） 2H2O2 = 2H2O + O2 （2） 2KClO3 = 2KCl +3O22. 列表对比 （1）过氧化氢分解实验的对比表编号无催化剂时的反应情况有催化剂时的反应情况 1 2（2）用KClO3制氧气实验的对比表编号无催化剂时的反应情况有催化剂时的反应情况