新人教版选修四全册化学教案.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:钱宏达绪言一学习目标: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至 U,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
2、应与能量的问题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:基本概念能,量反 应 过 程(I)反 应 过 程(ID1)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定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与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
3、图活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关,活化能的大小是由反应物分子的性质决定,(内因)活化能越小则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: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
4、率?第一节化学反应与能量的 变 化(第一课时)一学习目标:反应热,焰变二学习过程1:引言:我们知道:一个化学反应过程中,除了生成了新物质外,还有思考1、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、氯化镂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 0H=E(生成物的总能量)一 E(反应物的总能量)I I=E (反应物的键能)一 E (生成物的键能)3:练 习 D
5、l m o l C 与 l m o l H 2 0(g)反应失成h n o l C O(g)和 I m o 1 H2(g),需要吸收1 3 1.5 k J 的热量,该反应的反应热为=k J/m o 1。2)拆开 I m o l H H 键、I m o l N-H 键、l m o l N=N 键分别需要的能量是 4 3 6 k J、3 91 k J,94 6 k J,则 I m o l N2生成N H3的反应热为,I m o l H2生成N H3的反应热为。3、H2+F2=2 H F H2+C l2=2 H C 1 预测当生成2 m o l H F 和 2 m o l H C 1 时,哪个反应放
6、出的热量多?若干化学键的键能(k j/m o l,2 5 )1、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一定很易发生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 1)、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)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
7、)、化学反应中能量变化的主要原因?4)、你了解“即热饭盒吗?知道是什么原理吗?5)、什么是反应热(炒变)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
8、生成物前的系数它代表了什么?在方程式中A H 它表示了什么意义?A 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。H(K J/m o l)它表示每摩尔反应所放出的热量,A H 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,其附 不 同。例题1、当 I m o l 气 态 应 与 I m o l 气态C l 2反应生成2m o i 气态H C 1,放 出 1 8 4.6 K J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)l m o l N 2(g)与适量0 2(g)反应生成N O (g),需吸收6
9、8 k J的热量;2)2m o i c u(s)与适量()2(g)反应生成C u O(s),放出3 1 4 k J热量;3)1 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.3 6 k J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C 0 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:2H 2(g)+。2(g)=2H 2。(1);H=-5 7 2 k J/m o lC H4(g)+202(g)=C O2(g)+2H2O (1);r H=-8 9 0 k j/m o l 由 I m o l 氢气和2ni o l 甲烷组成
10、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:2H 2(g)+。2(g)=2H 2。(1);2H=-5 7 2 k j/m o lC 3 H 8(g)+5 0 2(g)=3 c 0 2(g)+4 町0 (1);AH =-2220 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,则氢气和丙烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:17、已知(1)I l2(g)+1/20 2(g )=H20 (g)H i =a k j/m o l(2)2H2(g)+02(g)=2H20 (g)AH2
11、=b k j/m o l(3)H2(g )+1/20 2(g )=H20 (1 )AH3=c k j/m o l(4)2H2(g)+02(g)=2H20 (i )AH4=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、2a=b 08.若 2.6 g乙 快(C 2H 2,气态)完全燃烧生成液态水和C 0 2 6)时放热1 3 0 k J。则乙焕燃烧的热化学方程式为 C 2H 2(g)+5/202(g)=2C 02(g)+H2O (1)AH=-1 3 0 0 k j/m o l2c 2H 2(g)+5 0 2=4 C()2(g)+2/0(1)AH=-26 0
12、 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 25,1 0 1 k Pa 时,I m 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:25 ,1 0 1 k Pa 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 I K 0,单位k j/mol)在未有特别说明的情况下,外界压强一般指25 ,101 k Pa.
13、所谓完全燃烧也是完全氧化,它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。如:C f C()2(g)、H f H20(1)、S f S 02(g)练习门分析以下儿个热化学方程式,哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的?为什么?A.C (s)+02(g)=C O(g);A H=U 0.5 k j/molB.C (s)+02(g)=C 02(g);A H=-3 9 3.5 k j/molC 2H 2(g)+0 2(g)=2H 2。;A H=-5 7 1.6 k j/molD.H2(g)+1/202(g)=H20(g);A H=-24 1.8 k j/mol你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化
14、学方程式吗?由于计算燃烧热时,可燃物质是以1 m o l 作为标准来计算的,所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。2、燃烧热的计算及应用 例题1.在 101 k Pa 时,1 mol C H4完全燃烧生成C O 2和液态股0,放出8 9 0.3 k J 的热量,C H 4 的燃烧热为多少?1000 L C H4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?C H 的燃烧热为8 9 0.3 k j/mol,1000 L C I I4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.9 7 X 104 kj2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为:C 6 H l 2。6底)+6。2(g)=
15、6 C 02(g)+6 H20(1)A H=-2 8 00 k j/mol 葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计 算 100 g 葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。2、中和热1)定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生 成 I mol 水时的反应热叫做中和热。2)中和热的表示:H+(a q)+0H_(a q)=H20(1);A H=-5 7.3 k J/mol.3)要点条件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子。反应物:(强)酸 与(强)碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。生成I mol 水,中和反应的实质是H+和 O I F
16、 化合 生 成 H20,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。放出的热量:5 7.3 k J/mol例:已知H+(a q)+0H-(a q)=H 20(D;H=-5 7.3 k J/mol ,求下列中和反应中放出的热量。(1)用 20g Na 0H 配 稀 溶 液 跟 足 量 稀 盐 酸 反 应 放 出 k J 的热量。(2)用 2mol H 2s。4配稀溶液跟足量稀Na O H 反应,放出 k J 的热量。3 燃烧热和中和热的区别与联系4、能 源 1)什么是能源?能源的作用?就是能提供能量的自然资源,包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。能源的
17、开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。2)当今世界上重要的能源是什么?怎样解决能源枯竭问题?节约能源的重要措施是什么?什么是新能源?化石燃料:煤、石油、天然气解决的办法:开源节流;即开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。措施:科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的利用率。新能源:太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。3)相关思考题:燃料充分燃烧的条件是什么?.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?为什么固体燃料要粉碎后使用?煤在直接燃烧时会产生S O 2、氮氧化物及烟尘等,严重影响空气质量且易导致酸雨、温室效应等,从而使环境受到严重污染,故通
18、过清洁煤技术(如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等),大大减少燃煤对环境造成的污染,势在必行。提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。第节化学反应与能量的变化(第四课时)一学习目标:盖斯定律及其应用二学习过程1 .引入:如何测出这个反应的反应热:C(s)+l/2 C)2(g)=C 0(g)C(s)+l/2 0 2(g)=C 0(g)A H i=?C O (g)+1/2 0 2 9)=C O 2 (g)A .=-2 8 3.O k J/m o l0 C(s)+O 2(g)C O g(g)A H 3=3 9 3.5 k J/m o l(T)+=,则 .+A H 2=。咫 所以,A H
19、i=A H 3-A H 2 A H -3 9 3.5 k J/m o l+2 8 3.0 k J/m o l=-1 1 0.5 k J/m o l2 .盖斯定律:不管化学反应是分一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。3 .如何理解盖斯定律?1)请用自己的话描述一下盖斯定律。2)盖斯定律有哪些用途?4.例题1)同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是步完成或分儿步完成,这个总过程的热效应是相同的”。已知 P s、白磷)+5 0 2(g)=P4 0
20、1 0(s);A H=-2 9 8 3.2 k j/molP(s,红磷)+5/4 0 2(g)=l/4 P4 Oi o(s);=-7 3 8.5 k j/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式2)在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2Q1 的 是(B )A.H2(g)+C l2(g)=2 HC l (g);A H=-Qi1/2 H2(g)+l/2 C l2(g)=HC l(g);A H =-Q2B.C(S)+1/2 02(g)=C O(g);A H=-QiC (s)+。2 (g)=C 0 2 (g);A H=-Q2C.2 H2(g)+02(g)=2 H20(1);A H=-Qi2 H2 (
21、g)+。2 (g)=2 2 0 (g);A H=-Q2D.S(g)+O2(g)=S0 2 (g);A H=-QiS(s)+O2(g)=SO2(g):A H=-Q23 ,2 9 8 K,l Ol k Pa 时,合 成 氨 反 应 的 热 化 学 方 程 式N 2 (g)+3 H2 (g)=2 N H3 (g);A H=-9 2.3 8 k J/mol 在该温度下,取 1 mol 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9 2.3 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
22、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(mi n)或 小 时(h)来表示,则化学反应速率的数学表达式为:V=A C/t 单位是:mol/(L,s)或 mol/(L,m i n)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丫 =【例题】在2 L的密闭容器中,加 入Imol和3 moi的山和N”发 生N z+3 H2 为3 ,在2 s末时,测得容器中含有0.4 mol的NM,求该反应的化学反应速率。-解:N2+
23、3 H2、2 N M起 始 量(mol):1302 s 末 量(mol):1-0.23-0.60.4变 化 量(mol):0.20.60.4则 VN2=O.2/2 X2=0.0 5 mol/(L s)V1 I2=O.6/2 X2=0.1 5 mol/(L s)VN H3=0.4/2 X2=0.1 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
24、。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:VII2:VN 1 I3=1:3:25.对于在一个容器中的一般反应a A +b B =c C +d D来说有:VA:VB:Vc :VD-=ZCA:CB:ZC c :ZCD =ru:HB:/Xnc :HD=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.VA=0.15mol/L,min B.VB=0.6 mol/L,min C.Vc=0.4
25、 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/(l s的 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 M(g)+B(g)=pc(
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