选修4化学课件

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选修4化学课件

热化学的一些初步知识，启发学生从能量的角度考虑化学反应的问题，有利于学生较全面地认识化学反应的本质。

化学选修四课件：《焓变、反应热》

一. 教学内容：

焓变 反应热

二. 教学目标：

1. 了解化学反应原理的几种概念模型法。

2. 理解反应热的含义，能判断某反应是吸热还是放热反应。

3. 能从微观角度，运用化学键的知识，解释化学反应中的能量变化。

三. 教学重点、难点：

重点：活化能、活化分子、有效碰撞等概念模型及其应用

理解反应热的含义、焓变与反应热的关系并能进行简单的计算

难点：活化能、活化分子、有效碰撞等概念模型及其应用

理解反应热的含义、焓变与反应热的关系并能进行简单的计算

四. 知识分析：

（一）活化能、活化分子、有效碰撞和催化剂等概念模型及其应用：

有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。

活化分子：能够发生有效碰撞的分子称为活化分子。

活化能：活化分子多出来的那部分能量称为活化能，或活化分子的最低能量与反应物分子的平均能量的差值称为活化能。

催化剂：在化学反应中能够改变化学反应速率，但本身的性质和质量都不会发生变化的物质。

说明：

1、分子或原子等微粒间的碰撞是物质发生化学反应的必要条件，但不是发生反应的充分条件。有效碰撞是物质发生化学反应的充分必要条件。

2、活化能是指活化分子的最低能量与反应物分子的平均能量之间的差值，它与反应过程中放出或吸收能量的多少无关。不同的化学键的能量不一样，因此，破坏或减弱化学键以便启动化学反应的“活化能”也就不一样，不同的化学反应活化能的差别很大。测量活化能的主要方法是测量温度对反应速率的影响。

3、某些反应的'活化能几乎为0，是因为在反应前反应物已经成为自由的离子或原子，不再需要用来破坏或减弱化学键以便启动化学反应的“活化能”的缘故。

4、升温或降温可以提高或吸收能量，可影响反应物分子的能量，使分子活化；光、超声波等也可以改变分子的能量，使分子活化。它们是通过外界提供能量，使部分能量比较低的物质获得能量变成活化分子，从而增大单位体积内活化分子的百分数，增大有效碰撞次数，加快反应速率。

5、催化剂可以降低反应的活化能，使原来没有达到活化分子的分子变成活化分子，从而提高单位体积内活化分子的百分数，增大有效碰撞次数，加快反应速率。这一点与升高温度等提供能量的做法不一样。

6、外界条件，如：浓度、温度、压强、催化剂等的改变，都是通过改变单位体积内的活化分子的数目，改变有效碰撞次数，改变反应速率。但不一样的是，浓度和压强，改变的是单位体积内活化分子的数目，并没有改变活化分子的百分数；而温度和催化剂则是改变单位体积内活化分子的百分数，改变有效碰撞次数，改变反应速率。

（二）反应热和焓变

焓是与内能有关的物理量，反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变（△H）决定。

在化学反应过程中所释放或吸收的能量都可用热量（或换成相应的热量）来表示，叫反应热，又称“焓变”，符号用△H表示，单位一般采用kJ/mol

说明：

1、化学反应中不仅存在着“物质变化”，还存在着“能量变化”，这种变化不仅以热能的形式体现出来，还可以以光、电等形式表现。

2、如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，就有部分能量以热的形式释放出来，称为放热反应；如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需要吸收能量，才能转化为生成物。

一个化学反应是放热还是吸热取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小，若断键吸收的总能量小于形成新键释放的总能量，则为放热反应；断键吸收的总能量大于形成新键释放的总能量，则为吸热反应。

3、焓是与内能有关的物理量，在敞口容器中（即恒压条件下）焓变与反应热相同。

4、从宏观角度：焓变（△H）：ΔH＝H生成物－H反应物（宏观），其中：

H生成物表示生成物的焓的总量；H反应物表示反应物的焓的总量；ΔH为“＋”表示吸热反应，ΔH为“－”表示放热反应。

5、从微观角度：ΔH＝E吸收－E放出 （微观），其中：E吸收表示反应物断键时吸收的总能量，E放出表示生成物成键时放出的总能量；ΔH为“＋”表示吸热反应，ΔH为“－”表示放热反应。

6、体系：被研究的物质系统称为体系，体系以外的其他部分称为环境。放热是体系对环境做功，把能量传递给环境；而吸热则是环境对体系做功，是环境把能量传递给体系。

7、反应热和焓变的单位都是“kJ/mol或kJ·mol－1”，其中mol－1是指每摩尔某一反应，而不是指某一物质的微粒等。

8、常见的放热反应有：化合反应、酸碱中和反应、燃烧反应、活泼金属与酸的反应等；常见的吸热反应有：分解反应、碳与一氧化碳的反应、氢氧化钡与氯化铵固体的反应等。

（三）热化学方程式：

热化学方程式：能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式。

说明：

1、影响一个化学反应的反应热的因素有：①反应时的温度与压强；②反应物与生成物的状态；③方程式中的计量数。

2、我们可以通过：①注明温度与压强；②注明反应物与生成物的状态；③注明△H的正负；④△H与计量数成比例等直观地表示化学反应中的热效应。

3、热化学方程式的意义：表明了物质的种类（质变的过程）；表明了物质数量的变化（量变的过程）；表明了化学反应中能量的变化（焓变）。

4、与化学方程式相比，正确书写热化学方程式时应注意：①需注明反应的温度和压强；因反应的温度和压强不同时，其△H不同。（对于25℃、101kPa时进行的反应可以不注明）；②必须标明各种物质的状态（s、l、g、aq）。（不同物质中贮存的能量不同）；③方程式后面必须标明反应热，吸热反应ΔH为“＋”、放热反应ΔH为“－”；④热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，所以，可以用分数表示；⑤ΔH的数值与反应的系数成比例；⑥不需要注明反应的条件。

5、热化学方程式书写正确的判断：遵循质量守恒定律和能量守恒定律。

【典型例题】

［例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容易发生

C、反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小

D、吸热反应在一定条件下也能发生

解析：化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都可以发生。反应开始时需要加热的可能是吸热反应，也可能是放热反应。吸热反应开始时需要加热，反应后需要不断加热才能使反应继续下去，如：石灰石高温煅烧成生石灰；放热反应开始加热，反应后会放出一定的热量，如果反应热量足够大，就可以使反应维持下去，即反应过程中不需要再加热，如铁粉与硫粉的反应等。

答案：C、D

［例2］煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：a、利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；b、先使煤与水蒸气反应得到H2和CO，然后使得到的H2和CO在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为：

a、C（s）+O2（g）＝CO2（g） △H＝E1 ①

b、C（S）＋H2O（g）＝CO(g)＋H2(g) △H＝E2 ②

H2（g）+1/2O2(g)＝H2O（g） △H＝E3 ③

CO（g）+1/2O2（g）＝CO2（g） △H＝E4 ④

回答：

（1）与途径a相比途径b有较多的优点，即 。

（2）上述四个热化学方程式中的哪个反应的△H>0： 。

（3）等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是（ ）

A、a比b多 B、a比b少 C、a与b在理论上相同

（4）根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为： 。

解析：（1）途径b是一种煤净化技术，其优点有：煤的利用率高，变成气体燃料后，运输方便，使燃料燃烧充分。

（2）②为吸热反应，反应体系的能量增加，△H>0。

（3）当相同的反应物通过不同的途径的若干反应得到相同的生成物时，这两个过程中的总的能量变化一定相同。

（4）可以通过反应方程式②③④相加或相减消去中间产物，同时进行能量的相加或相减，最终得到的反应热和①相等。

答案：（1）煤的利用率高；变成气体燃料后，运输方便；使燃料充分燃烧。

（2）反应②

（3） C （4） E1＝E2＋E3＋E4

［例3］已知火箭发射时可用肼（N2H4）作燃料，NO2作氧化剂，这两者反应生成N2和H2O（气）。且：N2（g）＋2O2（g）＝2NO2（g） △H＝＋67.7kJ/mol ①

N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（g） △H＝－534kJ/mol ②

请计算1mol气态肼和NO2完全反应时放出的热量为 kJ，并写出肼与NO2反应的热化学方程式。

解析：根据题意，要求下列反应的反应热△H的值：

N2H4（g）＋NO2（g）＝3/2 N2（g）＋2H2O（g）；

则有②－①÷2＝③，即△H2－△H1÷2＝△H3。

则△H3＝－534kJ/mol－67.7kJ/mol÷2＝－567.85kJ/mol

答案：567.85；N2H4（g）＋NO2（g）＝3/2 N2（g）＋2H2O（g）；△H3＝－567.85kJ/mol

［例4］拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为： ，1molH2生成NH3的反应热为 。

解析：1molN2生成NH3，则有3H2+N2＝2NH3

即△H＝436×3＋946×1－391×6＝－92kJ/mol

1molH2生成NH3，则有H2+1/3N2＝2/3NH3

即△H＝－92kJ/mol×1/3＝－30.67kJ/mol

因为反应热单位中的mol－1是指某一反应，而不指某一物质的物质的量

答案：－92kJ/mol；－30.67kJ/mol

【教学反思与总结】

本课是在高一已经初步接触了能量变化的基础上来进行学习，学生已经有了一定的感性认识，在课的开始就做了演示实验，激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛，让学生真正有一种想要了解知识的动力。在课上我以问题为载体，通过小组讨论个别提问的方法，让学生充分参与思考讨论，教学效果较好。但是由于经验不足，在学生讨论的时间上把握不是很好，课堂的整体调控有一定的难度，时间紧张。

通过这节课的教学设计和教学实践，我深刻体会到，教师要在教学中实施素质教育，发展创新教育，必须树立开放的、符合学生身心发展的教学教育理念，不断从现代教育心理学、现代教学论和认识论、方法论中汲取营养，在课堂上学生什么样的问题都有可能提出来，就要求教师自身的能力很高，能够面对学生提出的所有问题，有很好的调控能力。

教学目标

【知识与技能】

1、了解有机化合物的分类方法，认识一些重要的官能团。

2、掌握有机化合物的分类依据和原则。

【过程与方法】

根据生活中常见的分类方法，认识有机化合物分类的必要性。利用投影、动画、多媒体等教学手段，演示有机化合物的结构简式和分子模型，掌握有机化合物结构的相似性。

【情感、态度与价值观】

通过对有机化合物分类的学习，体会分类思想在科学研究中的重要意义。

教学重点: 认识常见的官能团;有机化合物的分类方法

教学难点: 认识常见的官能团，按官能团对有机化合物进行分类

教学过程

【引入】师：通过高一的学习，我们知道有机物就是有机化合物的简称，最初有机物是指有生机的'物质，如油脂、糖类和蛋白质等，它们是从动、植物体中得到的，直到1828年，德国科学家维勒偶然发现由典型的无机化合物氰酸铵通过加热可以直接转变为动植物排泄物——尿素的实验事实，从而使有机物的概念受到了冲击，引出了现代有机物的概念——世界上绝大多数含碳的化合物。有机物自身有着特定的化学组成和结构，导致了其在物理性质和化学性质上的特殊性。研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学叫有机化学。

我们先来了解有机物的分类。

【板书】第一章 认识有机化合物

第一节 有机化合物的分类

师：有机物从结构上有两种分类方法：一是按照构成有机物分子的碳的骨架来分类;二是按反映有机物特性的特定原子团来分类。

【板书】一、按碳的骨架分类

链状化合物(如CH3-CH2-CH2-CH2-CH3)

有机化合物

脂环化合物(如 )

环状化合物

芳香化合物(如 )

【板书】二、按官能团分类

表1-1 有机物的主要类别、官能团和典型代表物

类别官能团典型代表物的名称和结构简式

烷烃————甲烷 CH4

烯烃 双键乙烯 CH2=CH2

炔烃—C≡C— 三键乙炔 CH≡CH

芳香烃————苯

卤代烃—X(X表示卤素原子)溴乙烷 CH3CH2Br

醇—OH 羟基乙醇 CH3CH2OH

酚—OH 羟基苯酚

醚 醚键乙醚 CH3CH2OCH2CH3

醛 醛基乙醛

酮 羰基丙酮

羧酸 羧基乙酸

酯 酯基乙酸乙酯

【随堂练习】按官能团的不同可以对有机物进行分类，你能指出下列有机物的类别吗?

【小结】本节课我们要掌握的重点就是认识常见的官能团，能按官能团对有机化合物进行分类。

教学目标

知识技能：掌握酯化反应的原理、实验操作及相关问题，进一步理解可逆反应、催化作用。

能力培养：培养学生用已知条件设计实验及观察、描述、解释实验现象的能力，培养学生对知识的分析归纳、概括总结的思维能力与表达能力。

科学品质：通过设计实验、动手实验，激发学习兴趣，培养求实、探索、创新、合作的优良品质。

科学方法：介绍同位素示踪法在化学研究中的使用，通过酯化反应过程的分析、推理、研究，培养学生从现象到本质、从宏观到微观、从实践到理论的科学思维方法。

教学方法：研究探索式，辅以多媒体动画演示。

课时安排：第1课时：乙酸的性质及酯化反应实验(本文略去乙酸的其它性质部分)

第2课时：酯化反应问题讨论

教学过程

第一课时

【过渡】我国是一个酒的国度，五粮液享誉海内外，国酒茅台香飘万里。“酒是越陈越香”。你们知道是什么原因吗?

【板书】乙酸的酯化反应

【学生实验】乙酸乙酯的制取：学生分三组做如下实验，实验结束后，互相比较所获得产物的量。

第一组：在一支试管中加入3mL乙醇和2mL乙酸，按教材P71，图3-16连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到盛有饱和碳酸钠溶液的接受试管的液面上，观察现象。

第二组：在一支试管中加入3mL乙醇，然后边振荡边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸，按教材P71，图3-16连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到盛有水的接受试管的液面上，观察现象。

第三组：在一支试管中加入3mL乙醇，然后边振荡边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸，按教材P71，图3-16连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到盛有饱和碳酸钠溶液的接受试管的液面上，观察现象。

强调：①试剂的添加顺序;

②导管末端不要插入到接受试管液面以下;

③加热开始要缓慢。

【师】问题①：为什么要先加入乙醇，然后边振荡边慢慢加入浓硫酸和乙酸?

【生】此操作相当于浓硫酸的稀释，乙醇和浓硫酸相混会瞬间产生大量的热量,并且由于乙醇的密度比浓硫酸小，如果把乙醇加入浓硫酸中，热量会使得容器中的液体沸腾飞溅，可能烫伤操作者。

【师】问题②：导管末端为什么不能插入到接受试管液面以下?

【生】防止加热不均匀，使溶液倒吸。

【追问】除了采用这样一种方法防止倒吸外，此装置还有哪些其它改进方法?

【生】可以将吸收装置改为导管连接干燥管，干燥管下端插入液面以下防止倒吸(或其它合理方法)。

【师】问题③：为什么刚开始加热时要缓慢?

【生】防止反应物还未来得及反应即被加热蒸馏出来，造成反应物的损失。

【师】所以此装置也可以看作是一个简易的蒸馏装置，那么，装置的哪一部分相当于蒸馏烧瓶?哪一部分相当于冷凝管?

【生】作为反应容器的试管相当于蒸馏烧瓶，导管相当于冷凝管，不是用水冷却而是用空气冷却。

【追问】开始时缓慢加热是不是在产物中就不会混入乙酸和乙醇了?如何验证?

【生】用蓝色石蕊试纸来检验，如果变红，说明有乙酸;乙醇可以用红热的铜丝与之反应后显红色来检验。

【师】①盛有饱和碳酸钠溶液的试管不能用石蕊来检验是否含有乙酸，其实只要将试管振荡一下，看是否有气泡逸出就可以了;

②接受试管中有大量的水，其中溶解的少量乙醇可能无法通过CuO与乙醇的反应来验证，但可根据有乙酸挥发出来，推知也会有乙醇挥发出来。

【师】接受试管中有什么现象?所获得产物的量多少如何?

【总结】第一组接受试管内无明显现象，第二、三组实验中接受试管内有分层现象，并有浓厚的果香气味。从对比结果来看，第一组做法几乎没有收集到产物;第二组做法得到一定量的产物;第三组做法收集到的产物的量最多。

【布置课后讨论题】

①为什么第一组做法几乎没有得到乙酸乙酯?

②第二组做法比第三组做法得到的乙酸乙酯的量明显少，试分析原因，并设计实验证明你的分析是正确的(欢迎大家到实验室进行实验)。

③你对酯化反应有哪些方面的认识?请查阅相关资料后回答。

三、教学目标

【知识与技能】

知道烃的衍生物;认识到物质的结构与性质之间的关系;能说出乙醇的物理性质和化学性质;能写出乙醇的结构。

【过程与方法】

通过乙醇的结构和性质的学习，建立“(组成)结构—性质—用途”的有机物学习模式。

【情感态度与价值观】

体验科学探究的艰辛和乐趣，逐步形成严谨的科学态度，认识化学与人类生活的密切关系。

(过渡：根据新课标要求与教学目标，我确定了如下的重难点：)

四、教学重难点

【重点】乙醇的化学性质。

【难点】建立乙醇分子的立体结构模型。

(过渡：为了解决重点，突破重点，我确定了如下的教学方法：)

五、教学方法

实验探究法，讲授法

(过渡：好的教学方法应该在好的教学设计中应用，接下来我将重点说明我的教学过程。)

六、教学过程

教学过程包括了四个环节：导入新课、新课讲授、巩固提升、小结作业。我将会这样展开我的教学：

环节一：导入新课

在这一环节中我会以“乙醇汽油的利与弊”为话题，请学生谈一谈他们的想法，引发学生对社会问题的思考和警醒，培养学生的辩证意识。让学生在这个过程中意识到乙醇是一种与我们的生活联系密切的有机物，引入对乙醇的学习。

环节二：新课讲授

在这一环节中需要讲解乙醇的物理性质和化学性质。

1.乙醇的物理性质

我会让学生通过观察乙醇的颜色、状态、气味，结合自己的日常生活经验，得出结论。这一设计可以培养学生归纳总结概括的能力。

在讲解乙醇的化学性质之前，我会首先提问学生乙醇的分子式是什么，它的结构又是怎样的。既然物质的结构与性质是有所关联的，那么能否通过探究物质的性质推知物质的结构呢，从而进入接下来的学习。

2.乙醇的化学性质

教材涉及了两个性质：与钠的反应、氧化反应。

(1)乙醇与钠的反应

我会首先请学生观看乙醇与钠反应的视频，并请学生根据这一实验现象判断产物是哪种气体。接下来提出钠与烃不能反应，请学生判断乙醇分子中的氢的连接方式与烃分子中的氢的连接方式是否相同。接着让学生根据乙醇的分子式写出乙醇可能的结构简式，并最终通过小组讨论确定乙醇的结构简式为。在这里我会指出—OH即为羟基。

在此基础上，我会让学生对比乙醇和乙烷的结构简式有何不同，由此建立乙醇分子的立体结构模型。从中提出烃的衍生物的概念，并且说明之前学习的卤代烃、硝基苯都属于烃的衍生物，

物质的结构和性质有着极其紧密的关联，我会请学生思考为什么乙醇和乙烷的化学性质不同，乙醇与钠反应的本质是什么，并写出相应的化学方程式，引出有关官能团的学习，由此建立有机物“结构—性质”的学习模式。

(2)乙醇的氧化反应

首先请学生写出乙醇在空气中燃烧的化学方程式，思考乙醇还能不能发生其他的氧化反应。接着请学生自主实验3-3，观察实验现象，根据教材判断生成的具有刺激性气味的气体是什么，铜丝的作用是什么。并且通过分析铜丝先变黑后变红的过程写出由乙醇生成乙醛的化学方程式：

在这里我会详细讲解在乙醇生成乙醛的过程中，乙醇分子内的化学键是如何断裂的，由此提出新的问题，如果醇经催化氧化能生成醛，醛应该具有怎样的结构。在这一过程中培养学生的分析与解决问题的能力。

最后请学生阅读教材了解其他的有关乙醇、乙醛、乙酸相互转化的信息。

环节三：巩固提升

在这一环节我会请学生完成学案上有关乙醇的题，达到学以致用的目的。

环节四：小结作业

化学学习不仅要关注学生学习的结果，还要关心学生学习的过程。课程最后，我会请学生回答本堂课的收获有哪些，可以回答学到了哪些知识，也可以回答学习的感受。

我也会给学生布置开放性的作业，比如将本节课的知识应用于生活生产中，或者让学生搜集相关资料。这一作业的设置也能够体现出化学与实际生活的联系，让学生感受到化学的无处不在。

七、板书设计

最后说一下我的板书，板书内容包括乙醇的物理性质、化学性质，乙醇的化学性质有2个，我将其提纲挈领地反映在板书里，便于学生清楚它们之间的逻辑关系。

化学守恒

守恒是化学反应过程中所遵循的基本原则，在水溶液中的化学反应，会存在多种守恒关系，如电荷守恒、物料守恒、质子守恒等。

1.电荷守恒关系：

电荷守恒是指电解质溶液中，无论存在多少种离子，电解质溶液必须保持电中性，即溶液中阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等，用离子浓度代替电荷浓度可列等式。常用于溶液中离子浓度大小的比较或计算某离子的浓度等，例如：

①在NaHCO3溶液中：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-);

②在(NH4)2SO4溶液中：c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(SO42—)。

2.物料守恒关系：

物料守恒也就是元素守恒，电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。

可从加入电解质的化学式角度分析，各元素的原子存在守恒关系，要同时考虑盐本身的电离、盐的水解及离子配比关系。例如：

①在NaHCO3溶液中：c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3);

②在NH4Cl溶液中：c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)。

3.质子守恒关系：

酸碱反应达到平衡时，酸(含广义酸)失去质子(H+)的总数等于碱(或广义碱)得到的质子(H+)总数，这种得失质子(H+)数相等的关系就称为质子守恒。

在盐溶液中，溶剂水也发生电离：H2OH++OH-，从水分子角度分析：H2O电离出来的H+总数与H2O电离出来的OH—总数相等(这里包括已被其它离子结合的部分)，可由电荷守恒和物料守恒推导，例如：

①在NaHCO3溶液中：c(OH-)=c(H+)+c(CO32-)+c(H2CO3);

②在NH4Cl溶液中：c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)。

综上所述，化学守恒的观念是分析溶液中存在的微粒关系的重要观念，也是解决溶液中微粒浓度关系问题的重要依据。

1、化学反应的反应热

(1)反应热的概念：

当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。用符号Q表示。

(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系：

Q>0时，反应为吸热反应;Q

(3)反应热的测定

测定反应热的仪器为量热计，可测出反应前后溶液温度的变化，根据体系的热容可计算出反应热，计算公式如下：

Q=-C(T2-T1)

式中C表示体系的热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。实验室经常测定中和反应的反应热。

2、化学反应的焓变

(1)反应焓变

物质所具有的能量是物质固有的性质，可以用称为“焓”的物理量来描述，符号为H，单位为kJ·mol-1。

反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变，用ΔH表示。

(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。

对于等压条件下进行的化学反应，若反应中物质的能量变化全部转化为热能，则该反应的反应热等于反应焓变，其数学表达式为：Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。

(3)反应焓变与吸热反应，放热反应的关系：

ΔH>0，反应吸收能量，为吸热反应。

ΔH

(4)反应焓变与热化学方程式：

把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式，如：H2(g)+

O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1

书写热化学方程式应注意以下几点：

①化学式后面要注明物质的聚集状态：固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。

②化学方程式后面写上反应焓变ΔH，ΔH的单位是J·mol-1或 kJ·mol-1，且ΔH后注明反应温度。

③热化学方程式中物质的系数加倍，ΔH的数值也相应加倍。

一.三维目标

知识与技能

了解“有效碰撞”、“活化分子与活化能”的概念模型，认识催化剂对于化学科学研究和化工生产的巨大作用，为其后的学习打下基础。

过程与方法

了解本书的基本内容和学习方法，认识学习概念模型是学习和研究化学反应原理的基础。

情感态度与价值观

认识物质的各种化学性质是有规律可循的，而这些规律是化学的精髓，需要下功夫学习掌握。激发学生更深入的探究意识。

二.教学重点

“有效碰撞”、“活化分子与活化能”的概念模型

三.教学难点

“有效碰撞”、“活化分子与活化能”的概念模型

四.教学方法

讲授、读书指导

五.课堂类型

新授课

六.教学手段

七.教学用具

学案

教学过程：

一.知识回顾

1.常见的吸热和放热反应?

2.化学反应速率的意义、计算式、单位?

3.可逆反应的概念，化学平衡状态的建立?

【思考】为什么化学反应会伴随着能量变化?化学反应速率受哪些外界条件的影响，改变外界条件速率为什么随之变化?化学平衡状态会被破坏吗，如何利用化学平衡的移动为人类服务?从而引出本书内容。

二.内容结构

1.简要地介绍本模块的基本教学内容。以大量事例说明，化学反应种类繁多，条件极其复杂，但都有规律可循。而这些规律恰好是化学的精髓，是吸引人们学习、钻研化学科学的魅力所在。

化学反应原理

复杂的化学反应有规律可循

化学反应原理的基本内容

化学反应原理的学习方法

2. 凸显研究问题的过程与方法，侧重介绍了简化后的有效碰撞模型的构建思路，及活化分子、活化能等概念。

简化概念模型

有效碰撞理论

活化分子与活化能

催化剂作用简介

三.简化后的有效碰撞模型

1.化学反应的必要条件是 。

2.化学反应的充要条件是 。

3.有效碰撞是 。

4.活化分子为 。

5.活化能为 。

图中E1是 ，E2是 ，E2―E1是 。

6.不同的化学反应所需的活化能差别很大，通常只能用 测得，并以测量 对反应速率的影响为主要方法，因此 对某反应的速率的影响程度，大致反映了该反应的活化能的大小。即化学反应的发生需要的温度越高说明该反应的活化能 。

7.活化能的作用是使反应物活化，从而启动反应或改变反应速率。能够实现向体系提供“活化能”的方法有： xxx等。

8.催化剂的研究进展： 。请分析下图，并得出正催化剂使反应的活化能 。(填：升高、降低、无影响)

板书设计：

1.化学反应原理

复杂的化学反应有规律可循

化学反应原理的基本内容

化学反应原理的学习方法

2.简化概念模型

有效碰撞理论

活化分子与活化能

催化剂作用简介

第一章 化学反应与能量

考点1：吸热反应与放热反应

1、吸热反应与放热反应的区别

特别注意：反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系，而决定于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。

2、常见的放热反应

①一切燃烧反应;

②活泼金属与酸或水的反应;

③酸碱中和反应;

④铝热反应;

⑤大多数化合反应(但有些化合反应是吸热反应，如：N2+O2=2NO，CO2+C=2CO等均为吸热反应)。

3、常见的吸热反应

①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;

②大多数分解反应是吸热反应

③等也是吸热反应;

④水解反应

考点2：反应热计算的依据

1.根据热化学方程式计算

反应热与反应物各物质的物质的量成正比。

2.根据反应物和生成物的总能量计算

ΔH=E生成物-E反应物。

3.根据键能计算

ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。

4.根据盖斯定律计算

化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。

温馨提示：

①盖斯定律的主要用途是用已知反应的反应热来推知相关反应的反应热。

②热化学方程式之间的“+”“-”等数学运算，对应ΔH也进行“+”“-”等数学计算。

5.根据物质燃烧放热数值计算：Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。

第二章 化学反应速率与化学平衡

考点1：化学反应速率

1、化学反应速率的表示方法___________。

化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度和生成物浓度的变化来表示。表达式：___________ 。

其常用的单位是__________ 、或__________ 。

2、影响化学反应速率的因素

1)内因(主要因素)

反应物本身的性质。

2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)

3、理论解释——有效碰撞理论

(1)活化分子、活化能、有效碰撞

①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。

②活化能：如图

图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1-E2。(注：E2为逆反应的活化能)

③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。

(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

考点2：化学平衡

1、化学平衡状态：一定条件(恒温、恒容或恒压)下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物(包括反应物和生成物)中各组分的浓度保持不变的状态。

2、化学平衡状态的特征

3、判断化学平衡状态的依据

考点3：化学平衡的移动

1、概念

可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立，由原平衡状态向新化学平衡状态的转化过程，称为化学平衡的移动。

2、化学平衡移动与化学反应速率的关系

(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。

(2)v正=v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。

(3)v正

3、影响化学平衡的因素

4、“惰性气体”对化学平衡的影响

①恒温、恒容条件

原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。

②恒温、恒压条件

原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小

5、勒夏特列原理

定义：如果改变影响平衡的一个条件(如C、P或T等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

原理适用的范围：已达平衡的体系、所有的平衡状态(如溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡等)和只限于改变影响平衡的一个条件。

勒夏特列原理中“减弱这种改变”的解释：外界条件改变使平衡发生移动的结果，是减弱对这种条件的改变，而不是抵消这种改变，也就是说：外界因素对平衡体系的影响占主要方面。

第三章 水溶液中的离子平衡

一、弱电解质的电离

1、定义：电解质：在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。

非电解质：在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物。

强电解质：在水溶液里全部电离成离子的电解质。

弱电解质：在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。

2、电解质与非电解质本质区别：

电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物

注意：①电解质、非电解质都是化合物 ②SO2、NH3、CO2等属于非电解质

③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水，但溶于水的BaSO4全部电离，故BaSO4 为强电解质)——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。

3、电离平衡：在一定的条件下，当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 时，电离过程就达到了平衡状态 ，这叫电离平衡。

4、影响电离平衡的因素：

A、温度：电离一般吸热，升温有利于电离。

B、浓度：浓度越大，电离程度 越小 ;溶液稀释时，电离平衡向着电离的方向移动。C、同离子效应：在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质，会减弱电离。D、其他外加试剂：加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时，有利于电离。

5、电离方程式的书写：用可逆符号 弱酸的电离要分布写(第一步为主)

6、电离常数：在一定条件下，弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积，跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。叫做电离平衡常数，(一般用Ka表示酸，Kb表示碱。)

表示方法：ABA++B- Ki=[ A+][B-]/[AB]

7、影响因素：

a、电离常数的大小主要由物质的本性决定。

b、电离常数受温度变化影响，不受浓度变化影响，在室温下一般变化不大。

C、同一温度下，不同弱酸，电离常数越大，其电离程度越大，酸性越强。如：H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO

二、水的电离和溶液的酸碱性

1、水电离平衡：

水的离子积：KW= c[H+]·c[OH-]

25℃时,[H+]=[OH-] =10-7 mol/L ; KW= [H+]·[OH-] = 1*10-14

注意：KW只与温度有关，温度一定，则KW值一定

KW不仅适用于纯水，适用于任何溶液(酸、碱、盐)

2、水电离特点：(1)可逆(2)吸热(3)极弱

3、影响水电离平衡的外界因素：

①酸、碱：抑制水的电离 KW〈1*10-14

②温度：促进水的电离(水的电离是 吸 热的)

③易水解的盐：促进水的电离 KW 〉1*10-14

4、溶液的酸碱性和pH：

(1)pH=-lgc[H+]

(2)pH的测定方法：

酸碱指示剂—— 甲基橙 、石蕊 、酚酞 。

变色范围：甲基橙3.1~4.4(橙色) 石蕊5.0~8.0(紫色) 酚酞8.2~10.0(浅红色)

pH试纸—操作 玻璃棒蘸取未知液体在试纸上，然后与标准比色卡对比即可 。

注意：①事先不能用水湿润PH试纸;②广泛pH试纸只能读取整数值或范围

三、混合液的pH值计算方法公式

1、强酸与强酸的混合：(先求[H+]混：将两种酸中的H+离子物质的量相加除以总体积，再求其它) [H+]混=([H+]1V1+[H+]2V2)/(V1+V2)

2、强碱与强碱的混合：(先求[OH-]混：将两种酸中的OH‑离子物质的量相加除以总体积，再求其它) [OH-]混=([OH-]1V1+[OH-]2V2)/(V1+V2) (注意:不能直接计算[H+]混)

3、强酸与强碱的混合：(先据H++ OH-==H2O计算余下的H+或OH-，①H+有余，则用余下的H+数除以溶液总体积求[H+]混;OH-有余，则用余下的OH-数除以溶液总体积求[OH-]混，再求其它)

四、稀释过程溶液pH值的变化规律：

1、强酸溶液：稀释10n倍时，pH稀=pH原+n (但始终不能大于或等于7)

2、弱酸溶液：稀释10n倍时，pH稀〈pH原+n (但始终不能大于或等于7)

3、强碱溶液：稀释10n倍时，pH稀=pH原-n (但始终不能小于或等于7)

4、弱碱溶液：稀释10n倍时，pH稀〉pH原-n (但始终不能小于或等于7)

5、不论任何溶液，稀释时pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液无限稀释后pH均接近7

6、稀释时，弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢，强酸、强碱变化得快。

五、强酸(pH1)强碱(pH2)混和计算规律w

.w.w.k.s.5.u.c.o.m

1、若等体积混合

pH1+pH2=14 则溶液显中性pH=7

pH1+pH2≥15 则溶液显碱性pH=pH2-0.3

pH1+pH2≤13 则溶液显酸性pH=pH1+0.3

2、若混合后显中性

pH1+pH2=14 V酸：V碱=1：1

pH1+pH2≠14 V酸：V碱=1：10〔14-(pH1+pH2)〕

六、酸碱中和滴定：

1、中和滴定的原理

实质：H++OH—=H2O 即酸能提供的H+和碱能提供的OH-物质的量相等。

2、中和滴定的操作过程：

(1)仪②滴定管的刻度，O刻度在上 ，往下刻度标数越来越大，全部容积 大于 它的最大刻度值，因为下端有一部分没有刻度。滴定时，所用溶液不得超过最低刻度，不得一次滴定使用两滴定管酸(或碱)，也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以读到小数点后 一位 。

(2)药品：标准液;待测液;指示剂。

(3)准备过程：

准备：检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面。(洗涤：用洗液洗→检漏：滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗(或待测液洗)→装溶液→排气泡→调液面→记数据V(始)

(4)试验过程

3、酸碱中和滴定的误差分析

误差分析：利用n酸c酸V酸=n碱c碱V碱进行分析

式中：n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数;c——酸或碱的物质的量浓度;

V——酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确定碱的浓度时，则：

c碱=

上述公式在求算浓度时很方便，而在分析误差时起主要作用的是分子上的V酸的变化，因为在滴定过程中c酸为标准酸，其数值在理论上是不变的，若稀释了虽实际值变小，但体现的却是V酸的增大，导致c酸偏高;V碱同样也是一个定值，它是用标准的量器量好后注入锥形瓶中的，当在实际操作中碱液外溅，其实际值减小，但引起变化的却是标准酸用量的减少，即V酸减小，则c碱降低了;对于观察中出现的误差亦同样如此。综上所述，当用标准酸来测定碱的浓度时，c碱的误差与V酸的变化成正比，即当V酸的实测值大于理论值时，c碱偏高，反之偏低。

同理，用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然。

七、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解)

1、盐类水解：在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。

2、水解的实质： 水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+或OH-结合,破坏水的电离，是平衡向右移动，促进水的电离。

3、盐类水解规律：

①有弱 才水解，无弱不水解，越弱越水解;谁 强显谁性，两弱都水解，同强显中性。

②多元弱酸根，浓度相同时正酸根比酸式酸根水解程度大，碱性更强。 (如:Na2CO3>NaHCO3)

4、盐类水解的特点：(1)可逆(与中和反应互逆)(2)程度小(3)吸热

5、影响盐类水解的外界因素：

①温度：温度越 高 水解程度越大(水解吸热，越热越水解)

②浓度：浓度越小，水解程度越 大 (越稀越水解)

③酸碱：促进或抑制盐的水解(H+促进 阴离子 水解而 抑制 阳离子水解;OH-促进阳离子水解而抑制阴离子水解)

6、酸式盐溶液的酸碱性：

①只电离不水解：如HSO4- 显 酸 性

②电离程度>水解程度，显 酸 性 (如: HSO3-、H2PO4-)

③水解程度>电离程度，显 碱 性(如：HCO3-、HS-、HPO42-)

7、双水解反应：

(1)构成盐的阴阳离子均能发生水解的反应。双水解反应相互促进，水解程度较大，有的甚至水解完全。使得平衡向右移。

(2)常见的双水解反应完全的为：Fe3+、Al3+与AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);S2-与NH4+;CO32-(HCO3-)与NH4+其特点是相互水解成沉淀或气体。双水解完全的离子方程式配平依据是两边电荷平衡，如：2Al3++ 3S2- + 6H2O == 2Al(OH)3↓+3H2S↑

8、盐类水解的应用：

9、水解平衡常数(Kh)

对于强碱弱酸盐：Kh=Kw/Ka(Kw为该温度下水的离子积，Ka为该条件下该弱酸根形成的弱酸的电离平衡常数)

对于强酸弱碱盐：Kh=Kw/Kb(Kw为该温度下水的离子积，Kb为该条件下该弱碱根形成的弱碱的电离平衡常数)

电离、水解方程式的书写原则

1)、多元弱酸(多元弱酸盐)的电离(水解)的书写原则：分步书写

注意：不管是水解还是电离，都决定于第一步，第二步一般相当微弱。

2)、多元弱碱(多元弱碱盐)的电离(水解)书写原则：一步书写

八、溶液中微粒浓度的大小比较

☆☆基本原则：抓住溶液中微粒浓度必须满足的三种守恒关系：

①电荷守恒：:任何溶液均显电 中 性，各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和=各阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和

②物料守恒:(即原子个数守恒或质量守恒)

某原子的总量(或总浓度)=其以各种形式存在的所有微粒的量(或浓度)之和

③质子守恒：即水电离出的H+浓度与OH-浓度相等。

九、难溶电解质的溶解平衡

1、难溶电解质的溶解平衡的一些常见知识

(1)溶解度 小于 0.01g的电解质称难溶电解质。

(2)反应后离子浓度降至1*10-5以下的反应为完全反应。如酸碱中和时[H+]降至10-7mol/L

(3)难溶并非不溶，任何难溶物在水中均存在溶解平衡。

(4)掌握三种微溶物质：CaSO4、Ca(OH)2、Ag2SO4

(5)溶解平衡常为吸热，但Ca(OH)2为放热，升温其溶解度减少。

(6)溶解平衡存在的前提是：必须存在沉淀，否则不存在平衡。

2、溶解平衡方程式的书写

意在沉淀后用(s)标明状态，并用“⇌”。如：Ag2S(s)⇌ 2Ag+(aq)+S2-(aq)

3、沉淀生成的三种主要方式

(1)加沉淀剂法：Ksp越小(即沉淀越难溶)，沉淀越完全;沉淀剂过量能使沉淀更完全。

(2)调pH值除某些易水解的金属阳离子：如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。

(3)氧化还原沉淀法：

(4)同离子效应法

4、沉淀的溶解：

沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移动。常采用的方法有：①酸碱;②氧化还原;③沉淀转化。

5、沉淀的转化：

溶解度大的生成溶解度小的，溶解度小的生成溶解度更小的。

如：AgNO3 →AgCl(白色沉淀)→ AgBr(淡黄色)→AgI (黄色)→ Ag2S(黑色)

6、溶度积(Ksp)

1)、定义：在一定条件下，难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。

2)、表达式：AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)

Ksp= [c(An+)]m •[c(Bm-)]n

3)、影响因素：

外因：①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。

②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。

4)、溶度积规则

QC(离子积)>KSP 有沉淀析出

QC=KSP平衡状态

QC

第四章 电化学

1.原电池的工作原理及应用

1.概念和反应本质

原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。

2.原电池的构成条件

(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。

3.工作原理

以锌铜原电池为例

(1)反应原理

(2)盐桥的组成和作用

①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路;b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。

2.电解的原理

1.电解和电解池

(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

(2)电解池：电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的构成

①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液(或熔融电解质)。

③形成闭合回路。

2.电解池的工作原理

(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)

总反应式：

(2)电子和离子的移动方向

①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极;从电解池的阳极流出后流向电源的正极。

②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。

3.阴阳两极上放电顺序

(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：

(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。

若是惰性电极作阳极，放电顺序为

3.化学电源

1.日常生活中的三种电池

(1)碱性锌锰干电池——一次电池

正极反应：2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-;

负极反应：Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;

总反应：Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。

(2)锌银电池——一次电池

负极反应：Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;

正极反应：Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-;

总反应：Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。

(3)二次电池(可充电电池)

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。

①放电时的反应

a.负极反应：Pb+SO42--2e-===PbSO4;

b.正极反应：PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO4+2H2O;

c.总反应：Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。

②充电时的反应

a.阴极反应：PbSO4+2e-===Pb+SO42-;

b.阳极反应：PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-;

c.总反应：2PbSO4+2H2O电解=====Pb+PbO2+2H2SO4。

注 可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。

2.“高效、环境友好”的燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。

4.电解原理的应用

1.氯碱工业

(1)电极反应

阳极反应式：2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应)

阴极反应式：2H++2e-===H2↑(还原反应)

(2)总反应方程式

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

(3)氯碱工业生产流程图

2.电镀

下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：

(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。

(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。

(3)电极反应：

阳极：Ag-e-===Ag+;

阴极：Ag++e-===Ag。

(4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。

3.电解精炼铜

(1)电极材料：阳极为粗铜;阴极为纯铜。

(2)电解质溶液：含Cu2+的盐溶液。

(3)电极反应：

阳极：Zn-2e-===Zn2+、Fe-2e-===Fe2+、Ni-2e-===Ni2+、Cu-2e-===Cu2+;

阴极：Cu2++2e-===Cu。

4.电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。

(1)冶炼钠

2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑

电极反应：

阳极：2Cl--2e-===Cl2↑;阴极：2Na++2e-===2Na。

(2)冶炼铝

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

电极反应：

阳极：6O2--12e-===3O2↑;

阴极：4Al3++12e-===4Al。

5.金属的腐蚀与防护

1.金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

2.金属腐蚀的类型

(1)化学腐蚀与电化学腐蚀

(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析：

3.金属的防护

(1)电化学防护

①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理

a.负极：比被保护金属活泼的金属;

b.正极：被保护的金属设备。

②外加电流的阴极保护法—电解原理

a.阴极：被保护的金属设备;

b.阳极：惰性金属或石墨。

(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。

一、教材分析：

本节课之前的章节中，已对原子结构、分子结构和化学键做了详细的介绍，为本章内容的学习奠定了理论基础。而本节课中对晶体常识的介绍，则是以后学习各种晶体结构与性质的一个重要开端。关于晶体的常识本节教材的内容包括三部分：1、晶体与非晶体的区别;2、晶体的特点;3、晶体的制备。从教材看，本章首先从人们熟悉的固体出发，把固体分为晶体和非晶体两大类，引出了晶体的特征和晶胞的概念。从外形、微观角度和物理性质等方面讨论了晶体和非晶体的区别，并联系实际生活中的应用，是学生充分体会的化学的意义。晶胞是描述晶体结构的基本单元，是研究晶体结构的最基本概念，教科书利用图片、比喻等方式介绍了晶体与晶胞的关系，并通过例子介绍了如何计算晶胞中所含的原子数。

二、学情分析：

学生在初中物理的学习中，对晶体与非晶体在宏观上有了一定的了解，但对其微观本质了解并不多，基本可以运用在前几个章节学习的原子结构、分子结构和化学键的知识对本节课进一步学习。再通过设计合适的情境和问题，让学生自己分析、归纳出晶体与非晶体的各种性质。高一15班是西安交通大学少年预科班，具有较高的实验素养和理论知识以及对科学强烈的探究精神。所以本节课在知识的理论性上可以适当加深，满足学生的需要。

三、设计理念：

本教案利用多媒体课件展、实物展示和形象比喻等教学方式，使学生自主分析晶体和非晶体的不同，激发学生探究晶体和非晶体本质区别的热情。通过晶体和非晶体微观上的本质区别，理解晶体和非晶体的宏观性质上的区别，建立结构决定性质的科学思维方法。

建构起晶胞的概念，形象比喻的方式，体会晶胞与晶体之间的关系;再以课本上的问题设置矛盾，通过学生自学讨论，教师的适当点拨，总结归纳出一个晶胞中平均所含粒子个数的计算方法，在此过程中，提升学生的空间想象能力。

四、教学目标及重难点

知识与技能

1、了解晶体与非晶体的本质差异

2、掌握晶体的基本性质

过程与方法

通过生活常识、感情经验从宏观特征逐步过渡到微观特征，认真把握内部有序造就了外部有序

情感态度价值观

增强探究晶体结构的兴趣，强化结构决定性质的辨证思维

教学重点：晶体和晶胞的概念;晶体与非晶体的本质上的差异

教学难点：晶胞的结构、晶胞中微粒数目的计算

五、教学过程

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图及

目标达成预测

【引入】在前面两张，我们从原子结构和分子结构这两种微观结构研究了物质的性质及变化规律。在这一章，我们将从另一种微观角度——晶体结构，来研究固体的性质与结构。

我们先来了解一下晶体的有关常识

【板书】第一节晶体的常识

初中对于晶体和非晶体是如何定义的?那些物质是晶体，那些不是?

展示一些晶体和非晶体的图片

展示具体的实物和图片进行教学。例如，展示一些实验室常见的晶体实物：食盐、蓝矾、明矾、__钾等;展示一些非晶体实物：玻璃、松香，一些塑料。

我们先来了解一下晶体的有关常识

【学生】晶体：胆矾、水晶、金刚石……

非晶体：玻璃、石蜡……

观看图片

回答：晶体和非晶体

创设情境引起学生的兴趣，使学生的注意力集中到课堂上来

联系旧知，导入课题

引导学生观察刚才展示的实物以及本章章图中的各种矿石的彩__片等。

展示教科书中的图3-4晶体SiO2和非晶体SiO2的示意图。

提出问题：(1)什么是晶体?什么是非晶体?(2)晶体有什么特点和性质?

《晶体的常识》教学设计

《晶体的常识》教学设计《晶体的常识》教学设计

观察、小组讨论、归纳

归纳：

1.晶体：具有规则几何外形的固体。

2、非晶体：不具规则几何外形的固体。

让学生通过小组讨论，进行归纳与整理，提高学生自主学习的能力和团结的意识。

探究本质差异

应用多媒体课件展示NaCl、CO2、金刚石等晶体的微观结构示意图;展示教科书中的图3-4晶体SiO2和非晶体SiO2的示意图。

《晶体的常识》教学设计

《晶体的常识》教学设计

晶体二氧化硅

《晶体的常识》教学设计

非晶体二氧化硅

提出问题：

晶体和非晶体的本质区别是什么?

晶体与非晶体的本质差异

归纳：

晶体：原子在三维空间内呈周期性有序排列;

非晶体：原子排列相对无序

通过问题解决，运用比较、分类、抽象、概括的教学策略，引导学生自己总结出晶体和非晶体的本质区别。

讲解晶体的自范性：

请学生观察老师制备得到的玛瑙和水晶，并告诉其制备方法，结合前边看到的晶体SiO2和非晶体SiO2的示意图。

引导学生从制备方法中得到晶体具有自范性的条件。

归纳：

晶体具有自范性的条件：

晶体的生长速率适当

结合以前和今天学到的知识，总结出晶体的性质

归纳:

晶体的特点：

1.晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性。

2、有固定的熔点。

3、有各向异性。

【演示】实验3—1

碘的升华与凝华

引导学生应用晶体的概念和性质，总结制备晶体的方法：

熔融态物质凝固

气态物质凝华

溶质从溶液中析出

通过实验帮助学生了解得到晶体的一般途径，培养学生学以致用的能力

重新展示上课开始的图片，请学生判断是晶体还是非晶体。

通过板书总结本节课主要介绍的内容：晶体的概念、性质及晶体与非晶体的本质区别及晶体的制备方法。

板书设计

第三章晶体和结构与性质

第一节晶体的常识

一、晶体与非晶体

1、晶体：具有规则几何外形的固体。

2、非晶体：不具规则几何外形的固体。

3、晶体与非晶体的本质差异

4、晶体具有自范性的条件

晶体的生长速率适当

【知识归纳】1、氧气、二氧化碳、氢气的实验室制法比较(装置从下图选)

氧气二氧化碳氢气

药品(1)氯酸钾和二氧化锰

(2)高锰酸钾(加棉花)(3)过氧化氢和二氧化锰(1)稀盐酸和大理石

(2)稀盐酸和石灰石锌与稀硫酸

锌与稀盐酸

化学方程式

(1)

(2)

发生

装置

选择

依据固体+固体反应

需要加热固体+液体反应不需要加热

收集

装置

选择

依据氧气的密度比空气，溶于水二氧化碳密度比空气，溶于水氢气的密度比空气，溶于水

检验

方法把带火星的木条，若木条，则该气体为氧气。把气体通入中，若，则该气体是二氧化碳。

验满

方法把带火星的木条集气瓶，若，则氧气已经集满。把燃烧的木条放在集气瓶，若木条，则二氧化碳已经集满。

ABCDEF

发生装置收集装置

2、不同(固体+液体)发生装置的优点

(1)图一：仪器简单，容易检查;

(2)图二：便于添加，操作方便;

(3)图三：节约药品，;

(4)图四:节约药品，。

3、检查装置的气密性

图一(图三类似):把导管的一端放入水中，用手紧握试管，如果水中出现气泡，则气密性良好。

图二：用止水夹夹住导管，向长颈漏斗内倒水，若长颈漏斗内形成稳定的水柱，则气密性良好。

(图四类似，只是将“用止水夹夹住导管”改为“关闭活塞”)

4、多用途瓶

(1)收集气体

排空气法：密度大于空气的气体如CO2，用图1装置，a进b出

密度小于空气的气体如NH3，用图1装置，b进a出

排水法：收集不(不易)溶于水的气体，用图2装置，b进a出图1图2

(2)干燥气体、检验气体、除杂质气体：用图2装置，a进b出，使气体充分与溶液混合接触。

5、干燥和除杂的顺序是：先，后。

气体的检验顺序是：先检验，后检验。

6、常见的干燥剂介绍(能用来干燥的打“√”)

酸性气体：

CO2、SO2、HCl等

碱性气体：NH3等中性气体：

H2、O2、N2、CO等

浓H2SO4

NaOH固体

生石灰(CaO)

【课堂训练】

1、在实验中利用如图装置，可以进行的实验是

①用过氧化氢溶液与MnO2制取氧气②用KMnO4固体制取氧气

③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气

④用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳气体

A.①④B.①②C.②③D.③④

2、有下列如图收集装置，请回答。

ABCDEF

(1)已知氨气极易溶于水，实验室收集NH3可选用装置。收集有毒气体SO2时，常采用D收集装置，则气体应从端通入。还可用E收集，气体应从端通入。

(2)实验室制取H2、O2、CO、CO2、NH3等五种气体，可用装置C来收集的有____________。

(3)如果要选用D收集氢气，气体应从端通入。如果用F收集氢气，应从端通入。

3、根据下列装置，结合所给化学知识回答下列问题。

(1)请写出图中标号仪器的名称：①;②。(补充写出其他你认识的仪器名称)

(2)实验室制取少量二氧化碳时，发生装置选用，收集装置应选用。

如需随时控制反应速率并节约药品，发生装置选用。(填编号)

(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用(填编号);

写出其反应的化学方程式。

(4)如用E装置收集O2，检验O2是否收集满的方法是。

4、请根据下列装置图，回答有关问题：

(1)写出实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式，

不用Na2CO3与稀盐酸反应制取CO2的原因是

不用CaCO3与浓盐酸反应制取CO2的原因是

不用CaCO3与稀硫酸反应制取CO2的原因是

(2)用碳酸氢钠粉末与稀盐酸反应来制取CO2，可选择发生装置C，其优点是。

(3)你认为实验室制取气体时要注意的是

①选择适当的反应，包括和;

②选择合适的;

③需所制得的气体;

④选择收集装置时，必须考虑气体的

a颜色b密度c溶解性d可燃性。

5、某化学兴趣小组利用下列装置进行O2、CO2的实验室制备和有关性质的研究。

(1)用A制氧气时，若所用试剂是一种混合物，则反应的化学方程式为。

(2)若将B装置产生的气体通入C装置中，C装置的现象为，导致该现象的原因有。

(3)制取并收集纯净干燥的CO2气体，D、E装置按导管字母连接的正确顺序是：b→()→()

→()→()→F装置。

(4)D瓶中NaHCO3发生反应的化学方程式为。

(5)F装置可用来测量生成的CO2气体的体积，在水面上加一层植物油的目的是。

6、某同学用下图装置制取、收集氢气，并试验氢气的性质。请回答下列问题。

(1)A装置中的仪器有分液漏斗、带导管的双孔橡胶塞和;

(2)A中发生的化学反应的化学方程式为;

(3)A装置产生的气体包括，B装置用于除去杂质气体，应在其中装入溶液，发生的化学反应的化学方程式为;能否用碳酸氢钠溶液?为什么?

(4)C装置中的紫色石蕊溶液的作用是，当观察到溶液变红，证明。还可将紫色石蕊溶液换成(写化学式)溶液，能达到同样的目的。

(5)图中装置(填字母)有明显错误，F装置中应装。

(6)如果将A装置中的浓盐酸换成，则B和C装置是多余。

(7)本实验设计试验了氢气的性和性，实验装置分别是和，现象分别是和。

(8)实验前，为了安全起见，应先滴入浓盐酸，还是先加热氧化铜?

高中化学人教版选修4教案

选修4化学反应原理教案

本节重点：初步了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型

【思考与交流】请大家填表或回答问题：

1．填表

氢气与其它物质反应反应条件难易程度

H2 + O2

H2 + CuO

H2 + N2

物质之间能否发生反应以及反应的难易程度，是由 决定的，同时也是影响化学反应速率的根本原因。

2．将H2 、O2混合，在室温条件下可以稳定存在数百年，但点燃后会发生剧烈反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物，这又说明了什么？

3．将3lH2 和1l N2混合在适当条件下反应，最终能否得到2l的NH3？这说明什么？

化学研究的核心是化学反应，化学反应是怎么发生的？为什么有的反应快、有的反应慢？它遵循怎样的规律？如何控制化学反应为人所用？这些都是化学反应原理所要涉及到的内容。

合理简化的概念模型，是学习和研究化学反应原理的基础。

简化后的'有效碰撞模型

分子都在不停的运动，反应物分子能够发生碰撞是反应发生的先决条件，如果每次碰撞都是有效的话任何反应都会在瞬间完成，而事实不是这样，所以并不是所有的碰撞都是有效的。

有效碰撞和投篮的比拟图：

发生有效碰撞的条件：

活化分子和活化能

活化分子

活化能

普通分子 活化分子 有效碰撞

结论：某一化学反应的速率大小与单位时间内 有关；有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中 的多少有关；活化分子的多少又与该反应的 活化能大小有关。活化能的大小是由反应物分子的性质决定的，而反应物分子的性质又与分子的内部结构密切相关，可以说反应物分子的内部结构是决定化学反应速率的内因。那么，对于一个特定的反应人们可以通过改变它的外部条件加以控制和利用。

催化剂

【练习】某反应在催化剂的作用下，按以下两步进行：第一步为 X＋＝Z，第二步为 ＋Z ＝M＋N＋X。此反应的总的化学方程式是__________________________________，反应的催化剂是_____________。

总结催化剂的特性：

【本堂小结】

【作业】

1．某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解，且A和二氧化锰的最佳催化温度均在500℃左右，于是对A和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收满500 L氧气为准其他可能影响实验的因素均已忽略。

表1 用MnO2作催化剂

实验序号ClO3质量gMnO2质量g反应温度℃待测数据

18.002.00500

28.002.00500

表2 用A作催化剂

实验序号ClO3质量gA质量g反应温度℃待测数据

18.002.00500

28.002.00500

请回答：

上述实验中的待测数据应是： 。

完成此项容后，他们准备发表一篇研究报告，请你替他们拟一个报告的题目： 。

2．试将外界条件对化学反应速率的影响结果填入下表中

影响

外界条件改变单位体积内有效碰撞次数 化学反应速率

分子总数活化分子数活化分子百分数

增大反应物浓度

增大压强

升高温度

使用催化剂

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