高中化学选修四全册教案.pdf
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1、新人教版选修(4)全册教案江苏省启东中学高二化学组:钱宏达绪言-学习目标:1 学习化学原理的目的2:化学反应原理所研究的范围3:有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程1:学习化学反应原理的目的1)化学研究的核心问题是:化学反应2)化学中最具有创造性的工作是:设计和创造新的分子3)如何实现这个过程?通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程,所以我们必须对什么要清楚才能做到,对化学反应的原理的理解要清楚,我们才能知道化学反应是怎样发生的,为什么有的反应快、有的反应慢,它遵循怎样的规律,如何控制化学反应才能为人所用!这就是学习化学反应原理的目的。2:化学反应原理所研究的范围是1)化学反应
2、与能量的问题2)化学反应的速率、方向及限度的问题 3)水溶液中的离子反应的问题4)电化学的基础知识3: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)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是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中化分子的多少有关。3)什么是活化能?活化分子高出反物分子平均能量的部分是活化能,如图活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关,活化能的小
3、是由反应物分子的性质决定,(内因)活化能越小则一分子成为活化分子越容易,则活化分子越多,则单位时间有效碰撞越多,则反应速率越快。4)什么是催化剂?催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?1、为什么可燃物有氧气参与,还必须达到着火点才能燃烧?2、催化剂在我们技术改造和生产中,起关键作用,它主要作用是提高化学反应速率,试想一下为什么催化剂能提高反应速率?第一节化学反应与能量的变化(第一课时)一学习目标:反应
4、热,焰变二学习过程1:引言:我们知道:-个化学反应过程中,除了生成了新物质外,还有r热能能:it变化 电能光能,放热反应:化 学 反 应、吸热反应:思考;你所知道的化学反应中有哪些是放热反应?能作一个简单的总结吗?活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量 生成物具有的总能量2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应?能作一个简单的总结吗?多数的分解反应、氯化铁固体与氢氧化钢晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳反应物具有的总能量 生成物具有的总能量当能量变化以热能的形式表现时:我们知道:个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒,那么一个反应中
5、的质量与能量有没有关系呢?有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础,二者密不可分,但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化2:反应热,焰变化学反应过程中为什么会有能量的变化?(用学过的知识回答)化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量。而一般化学反应中,旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的,而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。反 应 热 焰 变化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以热量(或换算成相应的热量)
6、来表述,叫做反应热,又称为“焰变”。符号:A H,单位:kJ/mol或kJ m ol/H为“一”为放热反应AH为为吸热反应 思 考:能 量 如 何 转 换 的?能量从哪里转移到哪里?体系的能量如何变化?升高是降低?环境的能量如何变化?升高还是降低?规定放热反应的AH为“一”,是站在谁的角度?体系还是环境能,放热反应A H 为“一”或 AH 0吸热反应A H为“+”或 AH 0 H=E(生成物的总能量)一E(反应物的总能量)AH=E(反应物的键能)一 E(生成物的键能)3:练 习 l)lmolC与 lmolH2O(g)反应失成Imol CO(g)和 Imol H2(g),需要吸收131.5kJ的
7、热量,该反应 的 反 应 热 为 kJ/mol,2)拆 开 Imol HH 键、Imol N-H 键、ImolN三N 键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则 Imol N2生成NH3的反应热为,Imol H2生成NH3的反应热为一_ O3、H2+F2=HF H2+Cl2=2HC1预测当生成2 moi HF和 2 moi HC1时,哪个反应放出的热量多?HCNOFCl11436C415331N389293153O465343201138F568486272184157CI432327201205252243C=C 620 C=O 708若干化学键的键能(kJ/mol,25 )1
8、、下列说法正确的是A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B、放热的反应在常温下定很易发生C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D、吸热反应在一定的条件下也能发生 2、反应C(石墨)-C(金刚石)是吸热反应,由此可知 A、石墨比金刚石更稳定 B、金刚石和石墨可以相互转化 C、金刚石比石墨稳定 D、金刚石和石墨不能相互转化第一节化学反应与能量的 变 化(第二课时)一学习目标:书写表示化学反应热的化学方程式二学习过程1.复习回忆1)、催化剂为什么能够加快反应速度?2)、什么是有效碰撞、活化分子、活化能?3)、化学反应中能量变化的主要原因?4)、你了解“即热饭盒吗?知
9、道是什么原理吗?5)、什么是反应热(婚变)2.引入阅读课本:例1与例2与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?正确书写热化学方程式应注意哪几点?3、热化学方程式的书写1)热化学方程式定义:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2)正确书写热化学方程式应注意:(1)书写热化学方程式要注明反应的温度和压强,(为什么?)而常温、常压可以不注明,即不注明则是常温、常压。(2)标出了反应物与生成物的状态,(为什么要标出?)(3)写出了反应热,还注明了“+”,“一”(4)方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数。4.注意点:反应物和生成物前的系数它代表了什么?在方程式中AH它表示了什么意义?A
10、H的值与什么有关系?热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,表示对应物质的物质的量。AHOj/m ol)它表示每摩尔反应所放出的热量,AH的值与方程式中的计量系数有关,即对于相同的反应,当化学计量数不同时,其AH不同。例题1、当Im ol气态H2与lm o l气态C l2反应生成2 moi气态H C 1,放 出1 84.6KJ的热量,请写出该反应的热化学方程式。2.写出下列反应的热化学方程式1)lmolN2(g)与适量。2(或反应生成NO(g),需吸收68kJ的热量;2)2 moicu(s)与适量0 2(g)反应生成CuO(s),放出3 1 4 kJ热量;3)1g硫粉在氧气中充分燃烧
11、放出9.3 6kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式。4)4 g C O 在氧气中燃烧生成O)2,放 出 9.6 k J 热量,写出C O 燃烧的热化学方程式。5)在一定条件下,氢气和甲烷燃烧的化学方程式为:2 H2(g)+。2 (g)=2 H2。(1);1 1=-5 7 2 k J /m o lC H4(g)+2 02(g)=C 02(g)+2 H20 (1);r H=-8 9 0 k j/m o l 由 Im o l 氢气和2 m o l 甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。6、在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2 H2(g)+02(g)=2 H2。(1):A
12、H=-5 7 2 k j/m o lC 3 H8(g)+5 02(g)=3 C 02(g)+4 H20 (1);A H=-2 2 2 0 k j/m o l5 m o l 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3 8 4 7 k J,则氧气和丙烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:17、已知(1)H2(g)+1/2 0 2 (g )=H20 (g)A Hi =a k j/m o l(2)2 H2(g)+02(g)=2 H20 (g)A U2=b k j/m o l(3)l l2(g)+1/2 0 2 (g )=1 1 2 0 (1 )A H3 =c k j/m o l(4)
13、2 H2(g)+02(g)=2 H20 (1 )A H4 =d k j/m o l则 a、b、c、d的关系正确的是 A C。A、a c d 0 C、2 a=b 08.若 2.6 g乙 快(C 2 H2,气态)完全燃烧生成液态水和C 0 2 (g)时放热1 3 0 k J。则乙焕燃烧的热化学方程式为 C 2 H2 (g)+5/2 0 2 =2 C 0 2 (g)+啦 0 (1)1 1=-1 3 0 0 k j/m o l2 c 2 H2 (g)+5 0 2 6)=4 C 0 2(g)+2 1 1 2 0(1)A H=-2 6 0 0 k j/m o l第一节化学反应与能量的变化(第三课时)一学习
14、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 2 5,1 0 1 k P a 时,Im o l 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:2 5 ,1 0 1 k P a 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 m o l 研究内容:放出的热量。(A H Q 1的 是(B )A.H2(g)+C l2(g)=2 H C l(g);A H=-Q i1/2 H2(g)+l/2 C l2(g)=H C l(g);A
15、 H =-Q2B.C(s)+l/2 02(g)=C 0 (g);A H=-Q iC (s)+O 2 (g)=C 0 2 (g);A H=-Q 2C.2 H 2(g)+0 2(g)=2 H20(l);A H=-Q i2 H 2(g)+0 2(g)=2 H20(g);A H=-Q2D.S(g)+O2(g)=S02(g);ZH=-QS(s)+02(g)=S02(g);AH=-Q23,298K,lO lkP a时,合 成 氨 反 应 的 热 化 学 方 程 式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);AH=-92.38kJ/mol。在该温度下,取 1 mol 电 和 3 mol 也 1)放在一密闭容器
16、中,在催化剂存在进行反应,测得反应放出的热量总是少于92.3 8 k J,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:m ol/L,时间用t 来表示,单位为:秒(s)或 分(min)或 小 时(h)来表示,则化学反应速率的数学表达式为:V=AC/t 单位是:mol/(L s)或 mol/(L,min)或 mol/(L,h)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V=t【例题
17、】在 2L 的密闭容器中,加 入 Imol和 3moi的 H2和 N?,发 生 N2+2NH3,在 2s末时,测得容器中含有0.4mol的 N H 3,求该反应的化学反应速率。解:N2+3H2-2NH3起 始 量(m o l):1302s 末 量(mol):1-0.23-0.60.4变 化 量(m o l):0.20.60.4则 VN2=0.2/2X2=0.05 mol/(L s)VH2=0.6/2X2=0.15 mol/(L s)VNH3=0.4/2X2=0.I mol/(L s)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
18、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:VNH3=1:3:25.对于在一个容器中的一般反应aA+bB=cC+dD来说有:VA:VB:Vc:VD=CA:CB:Cc:Cp=np=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)q-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
19、得最快的是(B)A.VAO.15mol/L,min B.VB=0.6 mol/L,min C.Vc=0.4 mol/L,min D.VD 0.01 mol/L,s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,因此反应速率的与常见单位一般为 mol/(1,s)mol/(1 mon)或 mol/(l h)。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
20、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mA(g)+B(g)=pc(g)+q(g)来说,则有乜 =匕=生=生。m n p q4、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:(-)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
21、取决于反应物的浓度,与产物的浓度关系不大 2.对于可逆反应aA+bB b C +dD 来说,正反应的速率只取决于A、B 两种物质的浓度,与 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,与 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快,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
22、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,0.1 mol/L的 Na2s2O3溶液与0摩/升的硫酸10毫升反应的实验。2.CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO33.SO 2与 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【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。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123【原理性抽象】为什么增大压强会影响有气体参加的
23、化学反应的速率?(明 确)1.一定量气体的体积与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,可以认为压强与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
24、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1 0 m l同浓度的N a 2 s 2 O 3溶液分别在不同温度下与0.1摩/升的硫酸1 0毫升反应的对比实验 复习回顾l.C u与浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况的对比。2.M g条分别与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)N a 2
25、 s 2 O 3 +H 2 s。4 =N a2S O4+S O2+S I +H2O或 S2O32-+2 H+=S O2+S I +H2O(2)C u +2 H 2 s O 4 (浓)=C u S O4+2 S O2 t +2 H2O(3 )M g +2 H 2。=M g (O H)2+2 H 2 t2.表格化(1)同浓度的N a 2 s 2 O 3溶液在不同温度下与0.1摩/升的硫酸1 0毫升反应的对比表编号0.1 m o l/L 的N a 2 s 2 O 30.1 m o l/L 的H 2 s o 4反应温度()反应中出现浑浊的时间(秒)11 0 m l1 0 m l冷水21 0 m l1
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