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文檔簡介
蘇教版化學(xué)2教學(xué)設(shè)計第二部分專題2化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一單元化學(xué)反應(yīng)的速率和限度[教學(xué)目標(biāo)]知識與技能:了解化學(xué)反應(yīng)速度的概念及表示方法,知道濃度、溫度、催化劑等因素對化學(xué)反應(yīng)速度的影響,初步了解如何調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的快慢。過程與方法:能夠在猜想、探究、實驗中完成外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究,通過實驗不斷總結(jié)、發(fā)現(xiàn)、歸納知識的要點,使自身的思維能力和創(chuàng)造能力都得到充分的鍛煉。情感態(tài)度與價值觀:培養(yǎng)對化學(xué)反應(yīng)研究的興趣,能夠在對化學(xué)反應(yīng)原理的探究過程中找到成功的喜悅,激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)探究原理的動力;增強學(xué)生合作、創(chuàng)新與求實精神。[教學(xué)重點]化學(xué)反應(yīng)速率概念,了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素[教學(xué)難點]影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素[教學(xué)過程][第一課時][引言]:日常生活和生產(chǎn)中有很多化學(xué)反應(yīng),有的反應(yīng)進(jìn)行得轟轟烈烈,而有些反應(yīng)則是在潛移默化中完成的,你了解下列化學(xué)變化過程進(jìn)行的快慢嗎?反應(yīng)的快慢與我們有什么關(guān)系?[投影圖片]:快慢差別很大的化學(xué)變化[思考]:比較下列反應(yīng)的快慢2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑[疑問]:從這些化學(xué)反應(yīng)我們能看出反應(yīng)快慢?[答]:從這些方程式,我們看不出反應(yīng)快慢,但我們可以從制取氫氣反應(yīng)中氣泡產(chǎn)生快慢的宏觀現(xiàn)象來判斷[學(xué)生實驗]:體驗上述四個反應(yīng)的快慢[小結(jié)]:這些反應(yīng)不僅可以從氣泡產(chǎn)生的快慢來判斷反應(yīng)快慢而且,也可以由固體量減少的快慢或者其它宏觀現(xiàn)象來判斷Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu溶液藍(lán)色褪去的快慢CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl溶液出現(xiàn)渾濁的快慢[過渡]:HCl+NaOH=H2O+NaCl那么中和反應(yīng)如何描述呢?有沒有更準(zhǔn)確的描述反應(yīng)快慢的方法呢?化學(xué)中還有這樣一個物理量專門用來準(zhǔn)確描述化學(xué)速率的快慢——化學(xué)反應(yīng)速率,讓我們一起來學(xué)習(xí)一下,它是如何規(guī)定的[學(xué)生]:閱讀課本[板書]一、化學(xué)反應(yīng)速率1、表示方法:化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示2、表達(dá)式:v=△C/△t3、常用單位:mol/(L·S)、mol/(L·min)、mol/(L·h)[投影練習(xí)]1、在某一化學(xué)反應(yīng)里,反應(yīng)物A的濃度在10s內(nèi)從L變成L,在這10s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率為_______________.2、向4L容器中充入和,4s末測得剩余SO2是,則VSO2=____________.[小結(jié)]:在具體的運用和理解化學(xué)反應(yīng)速率時,還應(yīng)該注意下面幾個問題:1、化學(xué)反應(yīng)速率是標(biāo)量,即只有大小而沒有方向2、一般計算出的化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率3、不用純液體和固體表示化學(xué)反應(yīng)速率,因為它們“濃度”是不變的4、對于同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同的的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率,可能不相同,但其化學(xué)反應(yīng)速率比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比例如:N2+3H2=2NH3中,VN2:VH2:VNH3=1:3:2[過渡]:一個小問題練習(xí)3、下列過程,我們想它更快一點的是()A.鋼鐵腐蝕B.食物腐壞C.煉鋼D.塑料老化[思考]:日常生活和生產(chǎn)中,我們希望某些反應(yīng)更快一點,而某些反應(yīng)更慢一點,那我們要做些什么呢?首先我們先明確哪些因素會影響化學(xué)反應(yīng)速率?大家大膽猜想一下,有哪些因素會影響化學(xué)反應(yīng)速率?[板書]:根據(jù)學(xué)生回答內(nèi)容板書[過渡]:這么多因素可能影響反應(yīng)速率,如何驗證某一個因素是否影響化學(xué)反應(yīng)快慢,又是如何影響的?[板書]:控制變量法[設(shè)計實驗]:學(xué)生討論,要求借助桌上所給器材和藥品設(shè)計實驗。[分組實驗]選擇濃度、溫度、固體表面積大小、催化劑四個因素,讓四組學(xué)生分組進(jìn)行實驗。[匯報結(jié)果][總結(jié)]:二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1、內(nèi)因:反應(yīng)物本身的性質(zhì)2、外因:⑴濃度:反應(yīng)物濃度越大,速率越大⑵溫度:體系溫度越高,速率越大⑶固體表面積:塊裝固體反應(yīng)速率小于粉末狀固體反應(yīng)速率⑷催化劑:能大大改變速率⑸壓強:有氣體參與的反應(yīng)壓強越大,速率越大[思考]:如果我們現(xiàn)在要制取氫氣,如何又快又安全的制取呢?[課堂總結(jié)]:本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示以及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,是否所有的化學(xué)反應(yīng)都會進(jìn)行到底,完全轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锬??我們將在下一?jié)課討論。[布置作業(yè)]1、在某一化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物B的濃度在5s內(nèi)從L變成L,在這5s內(nèi)B的化學(xué)反應(yīng)速率為____________。2、一個5L的容器中,盛入某氣體反應(yīng)物,5min后,測得這種氣體反應(yīng)物還剩余,這種反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率為_______________。3、在2L密閉容器中,在一定條件下進(jìn)行合成氨的反應(yīng)3H2+N2=2NH3,先加入H2和N2各2mol,反應(yīng)經(jīng)2min鐘后,測得N2的物質(zhì)的量濃度L。求此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是多少?分別用H2、N2、NH3的濃度變化來表示。4、在2SO2+O2=2SO3反應(yīng)中:如果2分鐘內(nèi)SO2的濃度由6mol/L下降為2mol/L,那么,用SO2濃度變化來表示的化學(xué)反應(yīng)速率為mol/(L·min),用O2濃度變化來表示的化學(xué)反應(yīng)速率為mol/(L·min)。5、合成氨反應(yīng):3H2+N2=2NH3,其反應(yīng)速率可分別為V(H2),V(N2),V(NH3)[用mol/(L·s)表示],則正確的關(guān)系式是()
A.V(H2)=V(N2)=V(NH3)B.V(N2)=2V(NH3)
C.V(H2)=3/2V(NH3)D.V(N2)=3V(H2)6、把氣體的氣體混合于2L容器中,做使它們發(fā)生如下反應(yīng):3X+Y=nZ+2W。5min末已生成,若測知V(z)=(L·min),則上述反應(yīng)中Z氣體的計量數(shù)n的值是() B.2 7、下列四種X溶液,均能跟鹽酸反應(yīng),其中反應(yīng)最快的是()A.10℃20mL3mol/L的X溶液B.20℃30mL2molL的X溶液C.20℃10mL4mol/L的X溶液D.10℃10mL2mol/L的X溶液8、在mA+nBpC的反應(yīng)中,m、n、p為各物質(zhì)的計量數(shù)。現(xiàn)測得C每分鐘增加amol/L,B每分鐘減少1.5amol/L,A每分鐘減少0.5amol/L,則m:n:p為()A、2:3:2B、2:3:3C、1:3:2D、3:1:29、在鋁與稀硫酸的反應(yīng)中,已知10s末硫酸的濃度減少了mol/L,若不考慮反應(yīng)過程中溶液體積的變化,則10s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應(yīng)速率是()A、mol/(L?min)B、(L?min)C、mol/(L?min)D、mol/(L?min)10、在10℃時某化學(xué)反應(yīng)速率為mol/(L?s),若溫度每升高10℃反應(yīng)速率增加到原來的2倍。為了把該反應(yīng)速率提高到mol/(L?s),該反應(yīng)需在什么溫度下進(jìn)行?()A、30℃B、40℃ C、50℃D、60℃11、NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì),它們能緩慢地反應(yīng)生成氮氣和二氧化碳,對此反應(yīng),下列敘述正確的是()A使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┎桓淖兎磻?yīng)速率B降低壓強能提高反應(yīng)速率C升高溫度能提高反應(yīng)速率D改變壓強對反應(yīng)速率無影響12、反應(yīng)4(氣)+5(氣)4NO(氣)+6(氣)在10L密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,水蒸氣的物質(zhì)的量增加了,則此反應(yīng)的平均速率(X)(反應(yīng)物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表示為()A、(NH3)=B、(O2)=-1
、(NO)=D、(H2O)=、已知:4NH3+5O24NO+6H2O,若反應(yīng)速率分別用、、、[mol/(L·min)]表示,則正確的關(guān)系是()A.=B.=C.=D.=14、可逆反應(yīng):A+3B2C+2D在四種不同的情況下,反應(yīng)速率分別為①VA=(L·S),②VB=(L·S),③VC=(L·S),④VD=(L·S),則以上四種情況下反應(yīng)速率由小到大排列正確的是()A.②>④>③>①B.②>③=④>①C.④>②=③>①D.④>③>②>①15、鹽酸倒在碳酸鈉粉末上,能使反應(yīng)的最初速率加快的是()A.增加碳酸鈉的用量 B.鹽酸濃度不變,使用量增加一倍C.鹽酸濃度增加一倍,使用量減半D.鹽酸濃度不變,使用量減半16、一定的固體硝酸銀置于一容積不變的2L密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2AgNO3(固)2Ag(固)+2NO2(氣)+O2(氣),2NO2(氣)N2O4(氣),2min末,測得固體減重6.2g,且C(NO2)=L,則下列說法正確的是()后容器內(nèi)C(NO2)=L內(nèi)V(O2)=(L·min)C.混合氣體的平均密度為3.1g/LD.混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)為11%17、已知氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成-1價的氯和+6價的硫的化合物,反應(yīng)速率v和反應(yīng)時間t的關(guān)系如圖所示。已知這個反應(yīng)速率隨溶液中氫離子濃度增大而加快,試解釋:(1)反應(yīng)開始時,反應(yīng)速率加快的原因是。(2)反應(yīng)后期,反應(yīng)速率下降的原因是。18、分析下列實例,根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗,填寫下表。實例影響速率的因素如何影響夏天食物易變質(zhì)硫在氧氣中比在空氣中燃燒快粉狀的碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)比塊狀的碳酸鈣反應(yīng)快氯酸鉀與二氧化錳混合共熱可快速產(chǎn)生氧氣工業(yè)合成氨通常要在高壓下進(jìn)行19、在2L密閉容器中加入4molA和6molB,發(fā)生下列反應(yīng):4A(g)+6B(g)4C(g)+5D(g),經(jīng)5s后,剩下的A為,則B的反應(yīng)速率是多少?[第二課時]化學(xué)反應(yīng)的限度一、教學(xué)目標(biāo):1、認(rèn)識可逆反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)限度的涵義2、初步學(xué)會根據(jù)反應(yīng)速率判斷化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到的限度3、初步了解影響化學(xué)反應(yīng)限度的因素二、教學(xué)內(nèi)容:1、可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng):(1)可逆反應(yīng):在同一條件下,能同時向正、逆兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)。通常把從左向右進(jìn)行的反應(yīng)稱為正反應(yīng)。把從右向左的反應(yīng)稱為逆反應(yīng)。如:N2+3H22NH3+Q(2)不可逆反應(yīng):在同一條件下,不能同時向兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)??煽闯烧?、逆反應(yīng)的趨勢差別很大,反應(yīng)“一邊倒”。正、逆反應(yīng)是相對的。(3)可逆反應(yīng)的特點:a.正反應(yīng)和逆反應(yīng)之間具有既對立有統(tǒng)一的關(guān)系。即正反應(yīng)和逆反應(yīng)是兩個方向完全相反的不同的化學(xué)反應(yīng)。但他們有同時存在,不可分離。例如:某容器內(nèi)有SO2和O2合成SO3的化學(xué)反應(yīng),那么也一定有SO3分解為SO2和O2的化學(xué)反應(yīng)。b.正反應(yīng)和逆反應(yīng)的發(fā)生性質(zhì)相同。例如:SO2具有跟O2合成SO3的性質(zhì),SO3也有分解生成SO2和O2的性質(zhì)。c.正反應(yīng)和逆反應(yīng)發(fā)生的條件相同。例如:SO2和O2合成SO3和SO3分解為SO2和O2的條件都是催化劑、高溫。如果對反應(yīng)體系施加影響化學(xué)反應(yīng)速度率的措施,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都會受到影響。例如升高或者降低溫度,增大或者減小壓強,2SO2+O22SO3和2SO32SO2+O2的反應(yīng)速率都會發(fā)生相應(yīng)的變化。d.各反應(yīng)物、生成物同時存在。方程式兩邊的物質(zhì)互為反應(yīng)物和生成物。任何一種物質(zhì)的生成率都小于1。任何一種物質(zhì)的存在量都大于0。但存在量不能無條件的確定。e.事實上,大部分化學(xué)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。只不過有的可逆性較弱,有的可逆性很強。2、化學(xué)平衡狀態(tài):定義:在一定條件下,可逆反應(yīng)中正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài),叫做化學(xué)平衡狀態(tài)。注意:1、化學(xué)反應(yīng)中,只有可逆反應(yīng)才能形成化學(xué)平衡。非可逆反應(yīng)不能形成化學(xué)平衡。2、可逆反應(yīng)需要在有關(guān)條件(如物質(zhì)的溫度,氣體的壓強、物質(zhì)的濃度等)確定的前提下才能夠形成化學(xué)平衡。3、化學(xué)平衡是可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大限度。4、化學(xué)平衡的特點:“動、定、變”a.反應(yīng)物與生成物處于動態(tài)平衡,在化學(xué)平衡狀態(tài),可逆反應(yīng)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)都還在不斷的進(jìn)行著,只是此時V正=V逆(且都大于0)。而不是停止了化學(xué)反應(yīng)。b.在化學(xué)平衡狀態(tài),任何反應(yīng)物與生成物濃度保持一定,百分組成保持一定;(或說反應(yīng)物與生成物的含量保持一定)c.影響平衡的外界條件改變,平衡狀態(tài)即被破壞,發(fā)生平衡移動。3、影響化學(xué)平衡的條件:化學(xué)平衡狀態(tài)是與外界條件有關(guān)的。外界某種條件改變時,使正、逆反應(yīng)速率不等,平衡混合物中各組成物質(zhì)的百分含量(或濃度)也隨之改變,原來的平衡被破壞直到建立新條件下的另一種平衡狀態(tài)。這種改變的過程,叫化學(xué)平衡的移動。影響化學(xué)平衡的重要條件有:濃度、壓強、溫度。三、例題:例1、問:點燃?xì)錃夂脱鯕獾幕旌衔锟蓜×业鼗仙伤?,電解水時又可生成氫氣和氧氣,這是不是一個可逆反應(yīng)?為什么?答:不是。因為反應(yīng)條件不一樣.問:可逆反應(yīng)能否進(jìn)行到底?答:不能,因而對于任何一個可逆反應(yīng)都存在一個反應(yīng)進(jìn)行到什么程度的問題。練習(xí)1、對化學(xué)反應(yīng)限度的敘述,錯誤的是()A.任何可逆反應(yīng)都有一定的限度B.化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時,正逆反應(yīng)速率相等C.化學(xué)反應(yīng)的限度與時間的長短無關(guān)D.化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的2、一定條件下,可逆反應(yīng)2AB+3C,在四種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是()正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率AυA=2mol/(L·min)υB=2mol/(L·min)BυA=2mol/(L·min)υC=2mol/(L·min)CυA=1mol/(L·min)υB=2mol/(L·min)DυA=1mol/(L·min)υC=(L·min)3、在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的()(1)生成速率與分解速率相等。(2)單位時間內(nèi)生成,同時生成(3)、、的濃度不再變化。(4)、、的壓強不再變化。(5)混合氣體的總壓不再變化。(6)混合氣體的物質(zhì)的量不再變化。(7)單位時間內(nèi)消耗,同時生成(8)、、的分子數(shù)之比為。A.(2)(8)B.(1)(6)C.(2)(4)D.(3)(8)一定溫度下的定容密閉容器中,當(dāng)下列物理量不再改變時,表明反應(yīng):A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已達(dá)平衡的是()A.混合氣體的壓強 B.混合氣體的密度C.B的物質(zhì)的量濃度D.氣體的總物質(zhì)的量某體積可變的密閉容器,盛有適量的A和B的混合氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):A+3B2C若維持溫度和壓強不變,當(dāng)達(dá)到平衡時容器的體積為VL,其中C氣體的體積占10%。下列推斷正確的是()原混合氣體的體積為;原混合氣體的體積為;反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體A消耗掉;④反應(yīng)達(dá)平衡時氣體B消耗掉。A.②③B.②④C.①③D.①④6、在恒溫下的密閉容器中,有可逆反應(yīng)2NO(氣)+O2(氣)2NO2(氣)+熱量,不能說明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是…………()A.正反應(yīng)生成NO2的速率和逆反應(yīng)生成O2的速率相等B.反應(yīng)器中壓強不隨時間變化而變化C.混合氣體顏色深淺保持不變D.混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變7、在一定溫度下,反應(yīng)A2(氣)+B2(氣)2AB(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A.單位時間生成nmol的A2同時生成nmol的ABB.容器內(nèi)的總壓強不隨時間變化C.單位時間生成2nmol的AB同時生成nmol的B2D.單位時間生成nmol的A2同時生成nmol的B28、下列敘述表示可逆反應(yīng)N2+3H22NH3一定處于平衡狀態(tài)的是………()A.N2、H2、NH3的百分含量相等B.單位時間,消耗amolN2的同時消耗3molH2C.單位時間,消耗amolN2的同時生成3amolH2D.反應(yīng)若在定容的密器中進(jìn)行,溫度一定時,壓強不隨時間改變9、對于固定體積的密閉容器中進(jìn)行的氣體反應(yīng)可以說明A(氣)+B(氣)C(氣)+D(氣)在恒溫下已達(dá)到平衡的是()A.反應(yīng)容器的壓強不隨時間而變化B.A氣體和B氣體的生成速率相等C.A、B、C三種氣體的生成速率相等D.反應(yīng)混合氣體的密度不隨時間而變化10、在2NO2N2O4的可逆反應(yīng)中,下列狀態(tài)說明達(dá)到平衡標(biāo)志的是………()A.C(N2O4)=C(NO2)的狀態(tài)B.N2O4處于不再分解的狀態(tài)C.NO2的分子數(shù)與N2O4分子數(shù)比為2∶1的狀態(tài)D.體系的顏色不再發(fā)生改變的狀態(tài)11、已知氯水中有如下平衡:常溫下,在一個體積為50mL的針筒里吸入40mL氯氣后,再吸進(jìn)10mL水。寫出針筒中可能觀察到的現(xiàn)象_____________________??蓪⒋酸樛查L時間放置,又可能看到何種變化_______;試用平衡觀點加以解釋。12、在高溫、高壓和催化劑存在的條件下,把3mol氫氣和1mol氮氣置于密閉容器中反應(yīng)能夠得到2mol氨氣嗎?說明理由。第二單元化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化【教學(xué)背景及教材分析】認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)中能量變化并不等同于化學(xué)反應(yīng)中熱量的釋放與吸收?;瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化,可以以不同的能量形式呈現(xiàn),如熱、光的釋放和吸收,電能、電磁波的釋放和吸收等。許多化學(xué)反應(yīng)伴隨有熱量的放出和吸收,在這些反應(yīng)中,能量的變化也不一定全都以熱量的形式呈現(xiàn)。注意幫助學(xué)生區(qū)分吸熱反應(yīng)與需要加熱引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)。認(rèn)識可逆反應(yīng)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)在能量變化上的區(qū)別。不要求學(xué)習(xí)熱效應(yīng)、燃燒熱、中和熱、焓變等概念。利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)化學(xué)反應(yīng)中熱量的計算時,不涉及蓋斯定律的內(nèi)容。教材通過“你知道嗎”欄目,讓學(xué)生交流和討論,利用日常生活中觀察到的現(xiàn)象認(rèn)識物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化四處可見、形式多樣。在探討化學(xué)反應(yīng)放熱、吸熱本質(zhì)時,要使學(xué)生明確三點:1.熱量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要表現(xiàn)形式;2.化學(xué)反應(yīng)過程中的能量守恒;3.化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸熱還是放熱,決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。引導(dǎo)學(xué)生從能量變化的高度來學(xué)習(xí)節(jié)內(nèi)容?!緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1、認(rèn)識化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因;2、了解化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的實質(zhì);3、通過生產(chǎn)生活中的實例,了解化學(xué)能和熱能的相互轉(zhuǎn)化;【重點】化學(xué)能與熱能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化?!倦y點】從本質(zhì)上(微觀結(jié)構(gòu)角度)理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化,從而建立起科學(xué)的能量變化觀?!窘虒W(xué)方法】學(xué)生自學(xué)閱讀、教師歸納【課時安排】[第一課時]化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化【教學(xué)過程】【導(dǎo)入】1、化學(xué)反應(yīng)按反應(yīng)物和生成物的種類分可分為:化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)2、化學(xué)反應(yīng)按是否有電子轉(zhuǎn)移可分為:氧化還原反應(yīng)、非氧化還原反應(yīng)3、化學(xué)反應(yīng)按是否有離子參加可分為:離子反應(yīng)、非離子反應(yīng)4、化學(xué)反應(yīng)按是否有熱量的放出和吸收可分為:放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)【引導(dǎo)閱讀】課本32頁【提問】“你知道嗎?”【板書并講解】一、化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化1、化學(xué)反應(yīng)的基本特征(1)都有新物質(zhì)生成,常伴隨能量變化及發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等現(xiàn)象發(fā)生。(2)能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。2、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)(實質(zhì))舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成【指導(dǎo)閱讀】課本33頁活動與探究3、化學(xué)反應(yīng)按熱量的變化分類(1)概念放熱反應(yīng):有熱量放出的化學(xué)反應(yīng);吸熱反應(yīng):吸收熱量的化學(xué)反應(yīng);(2)分類能量的釋放能量的貯存放熱反應(yīng):放出熱量的反應(yīng)〔∑E(反應(yīng)物)>∑能量的釋放能量的貯存化學(xué)反應(yīng)吸熱反應(yīng):吸收熱量的反應(yīng)〔∑E(反應(yīng)物)<∑E(生成物)〕【圖示法表示】【補充講解】化學(xué)反應(yīng)遵循著能量守恒定律:反應(yīng)物的總能量+斷鍵時吸收的總能量=生成物的總能量+成鍵時放出的能量【練習(xí)一】判斷下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)【板書】4、常見的放熱、吸熱反應(yīng)(1)放熱反應(yīng):a、所有燃燒反應(yīng);b、酸堿中和反應(yīng);c、金屬與酸生成氣體的反應(yīng);d、大多數(shù)的化合反應(yīng)(2)吸熱反應(yīng):a、C(s)+CO2(g)2CO(g);b、Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)c、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)d、大多數(shù)的分解反應(yīng)【練習(xí)】關(guān)于吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),下列說法中錯誤的是(A)A.需要加熱才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.化學(xué)反應(yīng)中能量變化,除了熱量外,還可以是光能、電能等C.化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化,也服從能量守恒定律D.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時,發(fā)生放熱反應(yīng)【指導(dǎo)練習(xí)】課本33頁“問題解決”【總結(jié)】化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化是化學(xué)反應(yīng)的一大特征。我們可以利用化學(xué)能與熱能及其能量的相互轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惖纳a(chǎn)、生活及科學(xué)研究服務(wù)。化學(xué)在能源的開發(fā)、利用及解決日益嚴(yán)重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用,同學(xué)們平時可以通過各種渠道來關(guān)心、了解這方面的進(jìn)展,從而深切體會化學(xué)的實用性和創(chuàng)造性?!咀鳂I(yè)】預(yù)習(xí)熱化學(xué)方程式的書寫要求;并完成下列練習(xí)一、選擇題1、下列反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是()A.灼熱的炭與二氧化碳反應(yīng)B.鐵和稀硫酸的反應(yīng)C.氫氧化鋇晶體的粉末和氯化銨晶體混合D.鋼鐵制品生銹的反應(yīng)2、已知2H2+O2==(條件為“點燃”)2H2O,關(guān)于該反應(yīng)的下列說法錯誤的是()A.該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)B.參加反應(yīng)的氫氣和氧氣的總能量高于反應(yīng)生成的水的總能量C.該反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)D.參加反應(yīng)的氫氣和氧氣的總能量低于反應(yīng)生成的水的總能量3、已知金剛石在一定條件下轉(zhuǎn)化為石墨是放熱的。據(jù)此,以下判斷或說法正確的是()A.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生C.反應(yīng)是放熱還是吸熱,必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生4、已知在相同狀況下,要使同一化學(xué)鍵斷裂需要吸收的能量等于形成該化學(xué)鍵放出的能量。下列說法正確的是()A.電解熔融的Al2O3可以制得金屬鋁和氧氣,該反應(yīng)是一個放出能量的反應(yīng)B.水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣時放出能量C.相同狀況下,反應(yīng)2SO2+O2=2SO3是一個放熱反應(yīng),則反應(yīng)2SO3=2SO2+O2是一個吸熱反應(yīng)D.氯化氫分解成氫氣和氯氣時需要吸收能量[第二、三課時]熱化學(xué)方程式和燃料燃燒釋放的熱量一、教學(xué)目標(biāo)1、復(fù)習(xí)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)2、熱化學(xué)方程式的含義和熱化學(xué)方程式的書寫3、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱、物質(zhì)的完全燃燒二、教學(xué)內(nèi)容在高考中有關(guān)熱化學(xué)方程式的試題類型主要有3種:(1)已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)的吸、放熱量,寫出其熱化學(xué)方程式或判斷所給的熱化學(xué)方程式的正誤。在判斷熱化學(xué)方程式的正誤時,一要注意是否標(biāo)明反應(yīng)中各物質(zhì)的狀態(tài);二是要注意在熱化學(xué)方程式右端是否注明熱量的變化,△H的“+”、“-”號是否正確,三是熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前面的系數(shù)只要同后面的熱量值相對應(yīng),則無論系數(shù)為整數(shù)、分?jǐn)?shù)還是小數(shù),都應(yīng)當(dāng)是正確的。(2)已知相關(guān)的熱化學(xué)方程式,要求寫出新的熱化學(xué)方程式;這種類型題目的解題思路是:先比較要寫的熱化學(xué)方程式與已知的相關(guān)熱化學(xué)方程式的主要不同,找出無關(guān)的物質(zhì)并變換系數(shù)使其相同,再通過對已知熱化學(xué)方程式加減消去,然后算出新化學(xué)方程式的熱量。(3)依據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)計算:這類題目是求一定量物質(zhì)燃燒放出的熱量,求混合氣體成分或含量,在進(jìn)行計算時,應(yīng)把反應(yīng)熱量看成一種產(chǎn)物,按一般化學(xué)方程式的計算要求進(jìn)行計算。三、典型例題例1、已知破壞各1molN≡N鍵、H—H鍵和N—H鍵分別需吸收的能量為946kJ、436kJ、391kJ。計算1molN2(g)和3molH2(g)完全轉(zhuǎn)化為NH3(g)的反應(yīng)熱的理論值。[分析]N2(g)與H2(g)反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),使1mol的N≡N鍵斷裂吸收946kJ的能量,使3molH—H鍵斷裂共需吸收436kJ·mol-1×3mol=1308kJ的能量,因此使1molN2(g)和3molH2(g)反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂共需吸收的能量為946kJ+1308kJ=2254kJ。而2molNH3(g)中含6molN-H鍵,形成6molN-H鍵時放出能量為391kJ·mol-1×6mol=2346kJ。因此反應(yīng)熱應(yīng)等于生成物分子形成時所釋放的總能量2346kJ·mol-1與反應(yīng)物分子斷裂時所吸收的總能量2254kJ·mol-1之差,即放出了92kJ·mol-1的能量。例2、下列對熱化學(xué)方程式1/2H2(g)+1/2I2(g)====HI(g);△H=+26kJ·mol-1的敘述中,正確的是()A.1mol氫氣和1mol碘蒸氣完全反應(yīng)需要吸收26kJ的熱量B.1個氫分子和1個碘分子完全反應(yīng)需要吸收52kJ的熱量C.1molH2(g)與1molI2(g)完全反應(yīng)生成2mol的HI氣體需吸收52kJ的熱量D.1molH2(g)與1molI2(g)完全反應(yīng)放出26kJ的熱量[分析]熱化學(xué)方程式的具體形式是表示一定物質(zhì)的量的、一定聚集狀態(tài)的反應(yīng)物完全反應(yīng)生成一定聚集狀態(tài)的生成物時的放熱、吸熱情況。只要依據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的六點注意事項,對于本例題就不難作出判斷。在A、B、D三個選項中均未指明生成物的狀態(tài);且D將反應(yīng)錯認(rèn)為是放熱反應(yīng);A則未將反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)與△H正確對應(yīng)起來;B則無視熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù)的前提。因此合理答案只有C。練習(xí)1、以下反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是()A.生石灰加水制熟石灰B.氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合C.氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸D.化石燃料的燃燒2、(1)某化學(xué)反應(yīng),設(shè)反應(yīng)物總能量為E1,生成物總能量為E2。若E1>E2,則該反應(yīng)為________熱反應(yīng),該反應(yīng)過程可看成_______________(2)中和反應(yīng)都是______熱反應(yīng),其實質(zhì)是_______________________3、氣態(tài)高能燃料乙硼烷(分子式B2H6),在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出的熱量,則其熱化學(xué)方程式為______.又已知H2O(l)===H2O(g);△H=+44kJ?mol-1,則11.2L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是__________kJ4、能源可化分為一級能源和二級能源。自然界以現(xiàn)成方式提供的能源稱為一級能源;需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源,它可以由自然界中大量存在的水來制取:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)該反應(yīng)要吸收大量的熱。根據(jù)上述內(nèi)容回答下列問題(1)、下列敘述正確的是()A.電能是二級能源B.水能是二級能源C.天然氣是一級能源D.水煤氣是一級能源(2)、關(guān)于用水制取二級能源氫氣,以下研究方向不正確的是()A.構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì),因此可研究在水不分解的情況下,使氫氣成為二級能源B.設(shè)法將太陽光聚集,產(chǎn)生高溫,使水分解產(chǎn)生氫氣C.尋找高效催化劑,使水分解產(chǎn)生氫氣,同時釋放能量D.尋找特殊催化劑,用于開發(fā)廉價能量,以分解水制取氫氣5、已知在發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)為燃料和NO2作氧化劑,這兩者反應(yīng)生成N2和水蒸氣.又已知:①N2(氣)+2O2(氣)==2NO2(氣);△H=+mol②N2H4(氣)+O2(氣)=N2(氣)+2H2O(氣);△H=-534kJ/mol試寫出肼與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______________________________?;瘜W(xué)2專題二第二單元練習(xí)1、已知在1×105Pa,298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是(A)2、已知方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=–·mol-1,則關(guān)于方程式2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H2=?的說法正確的是(B)A.方程式中化學(xué)計量數(shù)表示分子數(shù)B.該反應(yīng)△H2大于零C.該反應(yīng)的△H2=·mol-1D.該反應(yīng)可表示36g水分解時的熱效應(yīng)3、25℃、101kPa時,1g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O,同時放出熱量。下列表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式中正確的是(ACH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=mol2CH4O(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=+mol2CH4O+O2=2CO2+4H2O(l)△H=molCH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=mol4、已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=–mol.由此判斷CO的燃燒熱是(A) 、以NA代表阿伏加德羅常數(shù),則關(guān)于反應(yīng):C2H2(g)+2/5O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=–1300kJ/mol熱化學(xué)方程式的說法正確的是(AD)A.有10NA個電子轉(zhuǎn)移時,該反應(yīng)放出1300kJ的能量B.有NA個水分子生成且為液體時,吸收1300kJ的能量有2NA個碳氧共用電子對生成時,放出1300kJ的能量D.有8NA個碳氧共用電子對生成時,放出1300kJ的能量6、強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng),H+(aq)+OH-(aq)=H2O(液)△H=–mol,向1LL的NaOH溶液中加入稀醋酸、濃H2SO4、稀硝酸,則恰好完全反應(yīng)時的熱效應(yīng)△H、△H2、△H3的關(guān)系正確的是(D)△H1>△H2>△H3 B.△H1<△H3<△H2C.△H2>△H1>△H3 D.△H1>△H3>△H27、已知CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l);△H=-Q1kJ/mol,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-Q2kJ/mol,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-Q3kJ/mol,常溫下取體積比為4:1的CH4和H2的混合氣11.2L(標(biāo)況)經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至常溫,放出的熱量是(A)A.+B.+2C.+D.8、在一定條件下,CO和CH4燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);ΔH=-566kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890kJ/mol由1molCO和3molCH4組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時,釋放的熱量為(B)A.2912kJ B.2953kJ C.3236kJ D.3867kJ9、航天飛機用鋁粉與高氯酸銨(NH4ClO4)的混合物為固體燃料,點燃時鋁粉氧化引發(fā)高氯酸銨反應(yīng),其方程式可表示為:NH4ClO4=N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑;△H<0下列對此反應(yīng)的敘述中錯誤的是(D)A.上述反應(yīng)屬于分解反應(yīng)
B.上述反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機飛行
C.反應(yīng)從能量變化上說,主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽?/p>
D.在反應(yīng)中高氯酸銨只能起氧化劑作用10、已知3.6g碳在6.4g的氧氣中燃燒,至反應(yīng)物耗盡,并放出XkJ熱量。已知單質(zhì)碳的燃燒熱為-YkJ/mol,則C與1molO2反應(yīng)生成CO時的反應(yīng)熱ΔH為(B)A.-YkJ/molB.-(10X-Y)kJ/molC.-(5X-kJ/molD.+(10X-Y)kJ/mol二、填空11、熱化學(xué)方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)△H=mol表示的意義是在250CH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=mol能量12、某不可逆反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)程的能量變化如圖所示:能量反應(yīng)物分子的平均能量E1生成物分子的平均能量E2反應(yīng)分子的最低能量E3反應(yīng)物分子的平均能量E1生成物分子的平均能量E2反應(yīng)分子的最低能量E3(2)反應(yīng)的活化能為E3–E1(3)對反應(yīng)體系加熱,提高了E1活化分子數(shù)增多,反應(yīng)速率加快;在反應(yīng)體系中加入催化劑,降低了E3活化分子數(shù)增多,反應(yīng)速率大大地加快。(2、3兩問用E1、E2、填空)13、已知下列反應(yīng):H2(g)=2H(g)ΔH1=+Q1kJ/molO2(g)=2O(g)ΔH2=+Q2kJ/mol2H(g)+O(g)=H2O(g)ΔH3=-Q3kJ/molH2O(g)=H2O(l)ΔH4=-Q4kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);ΔH5=-Q5kJ/mol試指出Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的等量關(guān)系:2Q5+2Q1+Q2=2Q3+2Q414、火箭推進(jìn)器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)時,即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣,并放出大量的熱。已知液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng),生成氮氣和水蒸氣,放出的熱量。(1)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)ΔH5=-mol(2)又已知H2O(l)=H2O(g);ΔH=+44kJ·mol-1。則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是。(3)此反應(yīng)用于火箭推進(jìn),除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,還有一個很大的優(yōu)點是產(chǎn)物是氮氣和水,無污染。15、沼氣是一種廉價的能源。農(nóng)村富有秸稈、雜草等廢棄物,它們經(jīng)微生物發(fā)酵之后,便可以產(chǎn)生沼氣,可以用來點火做飯。(1)煤的主要成分是碳,寫出煤和沼氣中的主要成分燃燒過程的化學(xué)方程式:C+O2=CO2_____________________________、_CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);并指出哪一種燃料對環(huán)境的污染小?沼氣。(2)我國農(nóng)村大約有700萬個沼氣發(fā)生池,如果每個沼氣池平均每天產(chǎn)生2立方米的沼氣(主要是甲烷),1mol甲烷完全燃燒能放出890kJ的熱量,計算每天可節(jié)約燃燒值為×107J·kg-1的標(biāo)準(zhǔn)煤多少千克?(×107Kg)細(xì)菌點燃細(xì)菌點燃(3)已知:(C6H10O5)n+nH2O3nCO2+3nCH4;?H<0。請設(shè)想出這個反應(yīng)的實際價值與意義:。16、某液化石油氣由丙烷和丁烷組成,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為80%和20%,它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式分別為C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(g)△H=–2200KJ·mol-12C4H10(g)+13O2(g)→8CO2(g)+10H2O(g)△H=–5800KJ·mol-1有一質(zhì)量為、容積為的鋁壺,將一壺20℃的水燒開需消耗該液化石油氣。試計算該燃料的利用率[已知水的比熱為(Kg·℃),鋁的比熱為(Kg·℃)](50%)第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化[教學(xué)目標(biāo)][知識與技能]1.通過實驗探究,認(rèn)識化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能,初步認(rèn)識原電池反應(yīng)的原理。2.了解常見的化學(xué)電源及其應(yīng)用。[過程與方法]1.通過電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的實例——電解和電鍍的教學(xué)活動,了解電解和電鍍的重要應(yīng)用。2.通過反應(yīng)物之間電子的轉(zhuǎn)移的探究,理解原電池的形成是氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)的拓展和運用。[情感態(tài)度與價值觀]1.利用伏打電池發(fā)明的事例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)明創(chuàng)造的欲望。2.感悟研制新型電池的重要性以及化學(xué)電源可能會引起的環(huán)境問題,形成較為客觀、正確的能源觀,提高開發(fā)高能清潔燃料的意識。[重點難點]1.初步了解原電池的概念、原理、組成及應(yīng)用。2.通過實驗探究從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)及原電池的構(gòu)成條件。[課時分配]3課時[教學(xué)過程][第一課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能][創(chuàng)設(shè)問題情景]電能是現(xiàn)代社會最清潔、也是最重要的二次能源,人類生產(chǎn)、生活的各個方面都離不開它。而火力發(fā)電又在電能生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比重,是電能最主要的來源。[播放錄像或展示圖片][提問]燃燒的本質(zhì)是什么?火力發(fā)電中能量的轉(zhuǎn)化方式是怎樣的?火力發(fā)電又有哪些優(yōu)點和缺點呢?[學(xué)生討論、分析][激疑]針對火力發(fā)電的缺點,能否通過某些方式將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能呢?[分組實驗探究]鋅銅原電池原理實驗1:把一塊鋅片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯里。實驗2:用導(dǎo)線將鋅片和銅片連起來。實驗3:在導(dǎo)線中接入一個靈敏電流計。將實驗中觀察到的現(xiàn)象和自己的結(jié)論記錄下來。[學(xué)生交流、討論]1.實驗1和實驗2中的現(xiàn)象有何不同?是什么原因造成的?2.鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中,銅片表面有氣泡產(chǎn)生,你認(rèn)為這種氣體可能是什么?鋅片和銅片上可能分別發(fā)生什么反應(yīng)?如何證明?靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明有電流通過,你如何解釋這一現(xiàn)象?該裝置的正負(fù)極分別是什么?請你再設(shè)計一個實驗證明之。[教師補充講解]原電池的定義;鋅銅原電池的工作原理;電極反應(yīng)式及電池總反應(yīng)式的書寫。在原電池中,較活潑的金屬極板發(fā)生氧化反應(yīng),電子經(jīng)導(dǎo)線從較活潑的金屬一極流向較不活潑的金屬極板,溶液中易得電子的陽離子在不活潑的金屬極板發(fā)生還原反應(yīng)。在原電池中,相對活潑金屬為負(fù)極,相對不活潑金屬(或石墨電極)為正極。上述原電池發(fā)生的反應(yīng)是:在鋅電極(負(fù)極):Zn-2e→Zn2+在銅電極(正極):Zn-2e→Zn2+反應(yīng)總方程式Zn+2H+=Zn2++H2↑電子流動方向:電子流從原電池的負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極(而電流從原電池的正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極)[講述]這一現(xiàn)象早在1799年被意大利的物理學(xué)家伏打捕捉到并加以研究,發(fā)明了世界上第一個電池──伏打電池,即原電池。[觀看計算機軟件]模擬原電池兩極的氧化還原反應(yīng)。[設(shè)疑]通過剛才的實驗我們可以體會到,化學(xué)能在原電池裝置中可以直接轉(zhuǎn)化為電能,那么,符合什么條件的裝置才能構(gòu)成原電池呢?[分組實驗探究]原電池的構(gòu)成條件。[交流討論、歸納總結(jié)]原電池的構(gòu)成條件:1.兩種活潑性不同的金屬(或一種金屬和另一種非金屬導(dǎo)體)構(gòu)成電極。2.電解質(zhì)溶液。3.構(gòu)成閉合回路。4.能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。[反思與評價]在剛才的分組實驗中,同伴或其他組的同學(xué)的哪些做法對你有啟發(fā)?你又提出了哪些好的思路?根據(jù)提供的儀器、藥品,你現(xiàn)在還能設(shè)計出其它的原電池裝置嗎?[實踐活動]設(shè)計其它的原電池裝置[小結(jié)]通過前面的兩組分組實驗,我們了解了原電池的工作原理和構(gòu)成條件,同學(xué)們對于通過實驗來進(jìn)行化學(xué)研究的思路、方法也一定有了更深的體會。為了滿足生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究等各方面的需要,科學(xué)家尤其是化學(xué)家根據(jù)原電池原理設(shè)計出了許許多多形狀各異、用途不同的實用電池,極大地方便了我們的生活,也有力地促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展。那么,你所知道的電池有哪些呢?[學(xué)生舉例][教師引導(dǎo)學(xué)生分析]常見電池的組成和工作原理。[鞏固練習(xí)]相同條件下,純鋅粒和粗鋅粒(含雜質(zhì))與同濃度的稀硫酸反應(yīng)的速率一樣嗎?為什么?假如要求你設(shè)計實驗來證明你的觀點,你的實驗方案是怎樣的?證據(jù)和結(jié)論又是什么?[第二課時化學(xué)電源][實踐活動]水果電池的制作1.實驗準(zhǔn)備:水果樣品(檸檬、番茄、桔子、葡萄或其它水果)、金屬(鐵絲、銅絲、鋅片或鋁片)、石墨電極、電鈴、燈泡、微安電流計、導(dǎo)線若干、小刀、pH試紙2.學(xué)生分小組活動鼓勵學(xué)生利用各種自備的水果、金屬片制作電池,用微安電流計或耳機測試是否能產(chǎn)生電流,比較電流的大小。若用小刀切開水果,使兩個極板分離,觀察電流是否消失,將水果重新合攏是否又產(chǎn)生電流?探究其原因。學(xué)生設(shè)計實驗方案,教師參與活動并適時點撥、鼓勵、引導(dǎo)。[討論與交流]小組代表匯報說明實驗結(jié)果,交流發(fā)現(xiàn)的問題與解決方法。[總結(jié)與評價]說明水果電池的構(gòu)成,為什么可以產(chǎn)生電流。[教師補充講解]電池在生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面有廣泛的用途,人們利用原電池原理,制作了多種電池,制作了多種電池,如干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等,以滿足不同的需要。二、化學(xué)電源依據(jù)原電池的反應(yīng)原理,人們發(fā)明并制造了多種多樣的化學(xué)電源。化學(xué)電源有一次電池與二次電池之分。各種干電池是一次電池,用過之后不能復(fù)原。蓄電池是二次電池,在充電后能繼續(xù)多次使用。化學(xué)電源的能量轉(zhuǎn)化率是燃料燃燒所不可比擬的?;瘜W(xué)電源不僅在生活中得到了廣泛的應(yīng)用,而且在高科技領(lǐng)域乃至航天技術(shù)中也是不可或缺的。請結(jié)合生活經(jīng)驗和自己的了解,請同學(xué)們說說你所知道的電池的用途。[投影]各種電池(學(xué)生分別述說電池的用途)1.干電池2.鉛蓄電池[展示]干電池和鉛蓄電池實物。(由學(xué)生和教師分別講述這兩種電池的構(gòu)造和用途)[閱讀]課本中3.鋰電池4.新型燃料電池(由學(xué)生自學(xué)完成)[講述]生活經(jīng)驗告訴我們,有些金屬制品在使用一段時間以后,會失去表面的光澤,嚴(yán)重的會變得銹跡斑斑影響使用,尤其是鋼鐵制品,在潮濕的空氣里,很容易生銹,這實際上是一種被叫做金屬腐蝕的現(xiàn)象。下一個問題,我們就要研究一下這個現(xiàn)象。三、金屬的腐蝕
(回顧化學(xué)1學(xué)過的相關(guān)內(nèi)容)
M-ne-=Mn+[閱讀]學(xué)生在教師指導(dǎo)下閱讀教材相關(guān)內(nèi)容[投影]閱讀要點:1.什么是金屬的腐蝕?舉例說明。2.金屬腐蝕的本質(zhì)是什么?3.由于金屬接觸的介質(zhì)不同,一般金屬的腐蝕可分為幾種?各是什么?4.什么是化學(xué)腐蝕?舉例說明。5.什么是電化學(xué)腐蝕?6.在潮濕的空氣里,鋼鐵制品的表面為什么會形成無數(shù)微小的原電池?正、負(fù)極各是什么?(學(xué)生討論)[講述]在這些微小的原電池里,做負(fù)極的鐵失去電子被氧化,鋼鐵表面的水吸收氧氣得電子生成OH-,這樣鋼鐵制品被慢慢腐蝕。1.化學(xué)腐蝕2.電化學(xué)腐蝕鋼鐵在潮濕空氣里腐蝕
負(fù)極:Fe-2e-=Fe2+
正極:2H2O+O2+4e-=4OH-[小結(jié)投影]化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較
化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟氧化劑直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑的金屬被氧化的過程相互關(guān)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生[講述]金屬被腐蝕后,在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)生變化,會使機器設(shè)備、儀器、儀表的精密度和靈敏度降低,影響使用以至報廢,甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。據(jù)估計,每年由于腐蝕而直接損耗的金屬材料,約占金屬年產(chǎn)量的10%。因此防止金屬腐蝕有很重要的意義。金屬的防護(hù)方法有多種,同學(xué)們在課下已做了充分的準(zhǔn)備,下面請各組派代表發(fā)言。[討論發(fā)言][講述](教師最后總結(jié)。)[第三課時電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能]教學(xué)過程[創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景]電解水能夠制得氫氣和氧氣,電解食鹽水能夠制取燒堿、氫氣和氯氣,用于制造日常生活中各種鋁制品的鋁,是通過電解氧化鋁獲得的。電流怎樣使水、食鹽水、氧化鋁發(fā)生氧化還原反應(yīng),轉(zhuǎn)化為各種產(chǎn)物呢?[實驗探究活動]在教師指導(dǎo)下,讓學(xué)生用下圖所示簡易電解裝置進(jìn)行電解實驗,并交流討論實驗結(jié)果。1.取一段棉線約2厘米,置于大片玻璃片上,用3滴食鹽水將整根棉線潤濕,然后在其左右兩邊各加數(shù)滴食鹽水溶液。兩端再各加入1滴酚酞試液。2.將兩只鱷魚夾分別夾住棉線兩端,用導(dǎo)線把鱷魚夾分別與電源(兩節(jié)2號干電池)相連。約15-20秒后,觀察發(fā)生的現(xiàn)象,并做好記錄。3.在沒有顯示紅色的一端滴入一滴碘化鉀淀粉溶液,觀察發(fā)生的現(xiàn)象,并做好記錄。學(xué)生依據(jù)實驗結(jié)果,匯報如下現(xiàn)象:實驗1--食鹽水滴加酚酞試液沒有顏色變化;實驗2--跟電源負(fù)極相聯(lián)的一端溶液呈紅色,并有細(xì)微氣泡產(chǎn)生,說明氫氧根離子濃度增大。實驗3--跟電源正極相聯(lián)的一端溶液顯藍(lán)色,聲明有氯氣產(chǎn)生。觀察到的現(xiàn)象實驗1實驗2實驗3[教師補充講解]我們可以依據(jù)大家的實驗探究結(jié)果來分析電解反應(yīng)的原理:一、電解反應(yīng)1.電解池與電解電解池由電源、陰極、陽極和電解質(zhì)溶液各部分。跟電源負(fù)極相聯(lián)接的電極稱為陰極,在陰極有過剩的負(fù)電荷;跟電源正極相聯(lián)接的一極稱為陽極,在陽極有過剩的正電荷。在食鹽水溶液中存在大量的Na+和Cl-,還有微量的H+ 和OH-。當(dāng)接通電源時,帶正電荷的Na+和H+向陰極定向移動,帶負(fù)電荷的Cl-和OH-向陽極定向移動。在陰極,由于H+比Na+易得電子,H+得電子發(fā)生還原反應(yīng):2H++2e—=H2↑在陰極區(qū)域由于H+發(fā)生還原反應(yīng)成為H2逸出,溶液中OH—濃度大于H+溶度,溶液顯堿性,使酚酞顯紅色。在陽極,由于Cl—比OH—易失電子,Cl—失電子生氧化反應(yīng):2Cl—-2e—=Cl2↑在陽極區(qū)域由于Cl—發(fā)生氧化反應(yīng)(2Cl—-2e—=Cl2)成為Cl2。Cl2和碘化鉀反應(yīng)生成碘(Cl2+2KI=2KCl+I2),碘遇淀粉變藍(lán)色。總之,由于在陰極生成氫氣,在陽極生成氯氣,沒有參加氧化還原反應(yīng)的Na+和OH—形成氫氧化鈉溶液,這就是我們已學(xué)的電解食鹽水反應(yīng)的基本原理。電解食鹽水反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NaCl+2H2O電解2NaOH+H2↑+Cl2↑陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物[實驗觀察]用石墨做電極,電解U型管中的氯化銅溶液,在陰極和陽極各發(fā)生什么樣的變化?[交流與討論]試分析氯化銅溶液電解發(fā)生的反應(yīng),寫出電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。學(xué)生分析:在氯化銅溶液中,存在Cu2+和Cl—,接通電源后,陰極周圍的Cu2+得電子發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2e=Cu;在陽極Cl—失電子發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl—-2e—=Cl2↑。在這一電解過程中,水中電離的H+和OH-。都沒有被氧化或還原。所以電解的化學(xué)方程式為:CuCl2電解Cu+Cl2↑陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物[歸納與小結(jié)]通過我們的分析,可以知道,電解反應(yīng)是電解質(zhì)溶液在電流的作用下,在電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng),得到電解產(chǎn)物,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。2.電解反應(yīng)是電流作用下發(fā)生的氧化還原反應(yīng),電解過程電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。請大家通過下表把已學(xué)的一些電解實例進(jìn)行歸納。實例電極反應(yīng)陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物化學(xué)方程式電解CuCl2溶液陽極發(fā)生反應(yīng);陰極發(fā)生反應(yīng)。銅氯氣CuCl2電解Cu+Cl2↑電解食鹽水燒堿、氫氣氯氣2NaCl+2H2電解2NaOH+H2↑+Cl2↑電解水氫氣氧氣2H2O電解2H2↑+O2↑[觀看影像資料]電解原理的應(yīng)用:電解飽和食鹽水、氯堿工業(yè);銅的電解精煉。[交流與討論]用硫酸銅溶液做電解質(zhì),用含有鋅、金、銀等金屬雜質(zhì)的粗銅板與電源正極連接做陽極,用純的銅簿片和電源負(fù)極連接做陰極,進(jìn)行電解反應(yīng)時,純的銅簿片在電極上“長大”得到純度很大的精銅板,相反粗銅板“瘦身”變少,這是為什么?能分析發(fā)生的變化嗎?[歸納與小結(jié)]進(jìn)行電解時,在陽極,粗銅板上的Cu失去電子被氧化:Cu-2e=Cu2+,進(jìn)入溶液;(粗銅板“瘦身”變?。?;在陰極,Cu2+在純的銅簿片得電子發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2e—=Cu(純的銅簿片變大)。所以,當(dāng)電路中通過電流時,陽極上的粗銅不斷溶解,陰極上不斷析出銅,這樣得到的精銅又叫做電解銅,其純度大于%。這就是工業(yè)上銅電解精練的基本原理。二、電解反應(yīng)的應(yīng)用1.銅的電解精練[交流與討論]如果以上電解精煉的裝置改為以下裝置(用一個鐵器件做陰極,用銅板做陽極,仍用硫酸銅溶液為電解質(zhì)),進(jìn)行電解,會發(fā)生什么樣的變化呢?接通電源時:在陽極Cu失電子被氧
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