人教版高中化学 必修二 第二章 化学反应与能量 学案 (8课时)(无答案)

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名称 人教版高中化学 必修二 第二章 化学反应与能量 学案 (8课时)(无答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2019-02-21 16:49:38

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化学反应与热能
第一节 化学能与热能
第1课时 化学键与化学反应中能量变化的关系
知识与技能:
了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系。
过程与方法:
具有较强的问题意识,能够发现和提出有探究价值的化学问题,敢于质疑,勤于思索,逐渐形成独立思考能力,善于与人合作,培养团队精神。
情感态度与价值观:
1.培养学习化学的兴趣,乐于探究物质的奥秘,体验科学的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2.学习用图表表示化学反应放出能量和吸收能量的方法,培养学生阅读图表的能力。
重点: 化学键与能量变化的关系。
难点: 从本质上(微观结构角度)理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。

第一节 化学能与热能
1.化学反应过程===化学键的 (吸收能量)+化学键的 (放出热量),所以化学反应在发生物质变化的同时必定伴随着 变化。
2.对于繁多、复杂的化学反应,人们从不同的角度可以有不同的分类:
(1)从反应的形式上可以分为 四种基本反应类型。
(2)从反应进行的程度分为 与 。
(3)从反应过程是否存在电子的得失或转移分为 和 。
(4)从能量的变化来看有 与 。

一、化学键的断裂或形成与能量的关系
初中我们已经学过,所有的化学反应都伴随着能量的变化。为什么化学反应中会有能量的变化呢?
1.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
分子或化合物里的原子之间是通过化学键相结合的,化学键是指使离子或原子相结合的作用力。要使化学键断裂,必须克服“使离子或原子相结合的作用力”,即需要吸收能量。与此相反,形成化学键要放出能量。
氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H—H键和Cl—Cl键断开,氢原子和氯原子通过形成H—Cl键而结合成HCl分子。1 mol H2中含有l mol H—H键,1 mol Cl2中含有1 mol Cl—Cl键,在25℃和101 kPa的条件下,断开1 mol H—H键要吸收436 kJ的能量,断开1 mol Cl—Cl键要吸收242 kJ的能量,而形成1 mol HCl分子中的H—Cl键会放出431 kJ的能量。这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量的形式释放出来。

2.能量是守恒的。
从化学键的角度来看,化学反应的实质是旧化学键断裂、新化学键形成的过程。由于拆开不同的化学键消耗的能量不同,形成不同的化学键放出的能量也不同,所以,化学反应中总是伴随着能量的变化。
讨论 (1)一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量与什么因素有关?
(2)画出反应物、生成物总能量的大小与反应中能量变化的关系示意图。
(学生画出交流后教师展示)






水由高处向低处流要释放 将水由低处送向高处需提供能量
能量(势能转换为动能) (电能转换为机械能,再转为势能)
图一






反应物的总能量>生成物的 反应物的总能量<生成物的
总能量(化学反应放出能量) 总能量(化学反应吸收能量)
图二
小结:E(反应物的总能量)>E(生成物的总能量) 化学反应放出能量
E(反应物的总能量)【例1】 原子间形成1 mol化学键放出的能量或断开1 mol化学键吸收的能量,叫做键能。已知:
下列化学键的键能:P—P为198 kJ/mol;O==O为498 kL/mol;P-O为360 kJ/mol;
P==O为585 kJ/mol。
白磷的化学式为P4结构式为:


③化学反应中放出或吸收的能量称为反应热,用△H表示,其值小于O(即为负)时,表示反应放出热量;其值大于0(即为正)时,表示反应吸收热量。
④白磷在氧气中燃烧的化学方程式为:P4 (s) +5O2 (g) ===P4O10 (s);△H
用结构式表示为:







试根据题给信息计算上述反应中的反应热△H为多少?
【变式题1】 氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中,正确的是( )
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3 C.Q1+Q2二、 化学反应中能量变化的原因
化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,那么在断裂旧键时吸收的能量与成键时放出的能量存在怎样的关系呢?
从化学键的角度看,化学反应的过程实际上是反应物分子中旧化学键的断裂和生成物分子中新化学键的形成。据此分析,化学反应的过程中,必然伴随着能量的变化。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
【例2】 下列有关化学反应中能量变化的理解,正确的是 ( )
A.凡是伴有能量的变化都是化学变化
B.在化学反应过程中,总是伴随着能量的变化
C.在确定的化学反应中,反应物的总能量一定不等于生成物的总能量
D.在确定的化学反应中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
【变式题2】 在化学反应中,反应前与反应后相比较,肯定不变的是 ( )
①元素的种类 ②原子的种类 ③分子数目 ④原子数目 ⑤反应前物质的质量总和与反应后物质的质量总和 ⑥如果在水溶液中反应,则反应前与反应后阳离子所带的正电荷总数 ⑦反应前反应物的总能量与反应后生成物的总能量
A.①②③④ B.①②⑤⑥ C.①②④⑤ D.②③⑤⑥
三、化学反应中放热或吸热的原因
不同的化学反应伴随发生的能量变化也不同。那么,某个化学反应究竟是吸收能量还是放出能量由什么决定呢?
1.当反应物断键所吸收的能量高于生成物成键所释放的能量,反应吸收热量,即E(总吸)>E(总放),则该反应过程吸收热量,且吸收的热量值为:E(总吸)—E(总放);当反应物断键所吸收的能量低于生成物成键所释放的能量,反应放出热量,即E(总吸) 2.物质具有的能量越低,其分子越稳定,化学键断裂时,吸收的能量越多;化学键形成时,放出的能量越多。物质具有的能量越高,其分子越不稳定,化学键断裂时,吸收的能量越少;化学键形成时,放出的能量越少。
3.反应放热或吸热的实质:反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
若E(反应物总)>E(生成物总)时,则反应放热; 若E(反应物总)【例3】下列说法不正确的是 ( )
A.任何化学反应都伴随有能量变化 B.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
C.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应
D.反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应
【变式题3】下列说法不正确的是 ( )
A.在化学反应中,随着物质的变化,既有化学键的断裂.又有化学键的形成,还有化学能的改变
B.化学反应过程中是放出热量还是吸收热量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小
C.需要加热才能发生的化学反应,则该反应进行后一定是吸收热量的
D.物质具有的能量越低,其稳定性越大,反应越难以发生;物质具有的能量越高,其稳定性越小,反应越容易发生
小结:
1.化学键的断裂或形成与能量的关系。
2.化学反应中能量变化的原因: 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
3.化学反应中放出能量或吸收能量的原因
E(反应物总)>E(生成物总) 放出能量
E(反应物总)问题 请回顾一下,化学反应的特征是什么?通过我们上述的学习,你对化学反应的特征有什么新的认识呢?
小结 (学生回答后教师总结)化学反应在物质发生变化的同时,还伴随有能量的变化。所以说,物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。
课堂小结 通过本节课的学习,我们了解到,化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因。反应是放出能量还是吸收能量,取决于反应物的总能量与生成物总能量的比较。


第2课时 化学能与热能的相互转化
知识与技能:
了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系。
过程与方法:
具有较强的问题意识,能够发现和提出有探究价值的化学问题,敢于质疑,勤于思索,逐渐形成独立思考能力,善于与人合作,培养团队精神。
情感态度与价值观:
1.培养学习化学的兴趣,乐于探究物质的奥秘,体验科学的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2.学习用图表表示化学反应放出能量和吸收能量的方法,培养学生阅读图表的能力。
重点: 化学键与能量变化的关系。
难点: 从本质上(微观结构角度)理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。
1.我们知道一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,转化的 和 可以不同,但是体系包含的 不变。亦即总能量也是守恒的。
2.化学反应中的能量变化,通常主要表现为 的变化,有些反应是 反应,有些反应是 反应。
三、放热反应与吸热反应
化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化——吸热或放热。通过下面2个实验你能感受到这种热量的变化吗?
实验I 在一支试管里加入几小块铝片,再加入5mL盐酸,段时间后用手触摸试管外壁,并用温度计测量溶液的温度变化。
实验Ⅱ 在一小烧杯里,加入约20 g已研成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8 H2O],将小烧杯放在已滴有3~4滴水的玻璃片上。然后再加入约10 g NH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌,使之充分反应。
实验I结论:
实验步骤 实验现象 手摸试管的感觉 温度计的测量温度
向试管中加入适量擦 去氧化膜的铝片 铝片呈白色
向另一试管中加入2~3 mL6 mol/L盐酸 无色透明溶液 25℃(室温)
将盐酸加入装有铝片 的试管中 开始时反应缓慢进行,产生少量气泡,一会儿后反应逐渐加快,气泡增多 试管发热(特别注意,反应十分剧烈后,溶液温度很高,不要烫伤!) 85℃(注意:反应后溶液的温 度跟铝和盐酸的用量有关,量多时,温度可以高于100℃)
结 论 铝跟盐酸的反应是放热反应:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

实验Ⅱ结论
实验步骤 实验现象 手摸烧杯的感觉 温度计的测量温度
将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上, 向烧杯中加入20 gBa(OH)2·8H2O) 晶体与10 g NH4Cl晶体,用玻璃棒迅 速搅拌 白色晶体变成浆状物,有刺激性的 气体产生,烧杯壁上有水珠出现 烧杯外壁很冷 —5℃~—8℃
另用玻璃棒蘸取湿润的红色石蕊 试纸放在烧杯口 红色石蕊试纸变蓝色
用手拿起烧杯 烧杯与玻璃片黏结在一起,烧杯与玻璃片之间有冰生成
结 论 Ba(OH)2·8 H2O晶体与NH4C1晶体的反应是吸热反应: Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O


1.放热反应: 叫做放热反应。
常见的放热反应:
(1)所有的燃烧反应(剧烈的发光发热的化学反应),如:木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧,H2在C12中的燃烧。
(2)酸碱中和反应,如:H++OH—===H2O。
(3)大多数的化合反应,如: CaO+H2O===Ca(OH)2,H2+F2===2HF。
注意:C+CO2====2CO和H2+I2===2HI是吸热反应。
(4)铝热反应,如:8A1+3Fe3O4=====4A12O3+9Fe。
(5)金属跟酸反应,如: 2Al+6H+===2A13++3H2↑,Mg+2H+===Mg2++H2↑。
2.吸热反应: 叫做吸热反应。
常见的吸热反应:
(1)大多数的分解反应,如:NH4Cl====HCl↑+NH3↑。
(2)以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应,如: C+H2O====CO+H2。
(3)Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl====BaCl2+2NH3↑+10 H2O。
【例l】 在研究物质变化时,人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述错误的是 ( )
A.金属钠与氯气反应生成氯化钠后,其结构的稳定性增强,体系的能量降低
B.物质燃烧可看成“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来
C.氮分子内部存在着很强的共价键,故通常状况下氮气化
学性质很活泼
D.需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应
【变式题1】 (2007·黄冈)下列说法不正确的是 ( )
A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B.放热反应在常温下不一定很容易发生
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.吸热反应在一定的条件下也能发生

四、中和热的测定
酸与碱的中和反应是一类重要的化学反应;那么从能量变化的角度来分析,中和反应是吸热反应还是放热反应呢?
1.概念:在 中,酸跟碱发生中和反应而生成 molH2O,这时的反应热叫做中和热。
2.标准:生成 mol H2O所 的热量。
3.数值:强酸、强碱中和反应的实质是:H+(aq)+OH—(aq)===H2O(l),酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O,这时的中和热相同,均为—57.3 kJ·mol—1。
4.中和热的测定
实验原理:Q==mc△t。Q:中和反应放出的热量;m:反应混合液的质量;c:反应混合液的比热容;△t:反应前后溶液温度的差值。
本实验中,我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL,它们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L。由于是稀溶液,且为了计算简便,我们近似地认为,所用酸、碱溶液的密度均为1 g·cm-3,且中和后所得溶液的比热容为c==4.1 8 J/(g·℃)。Q==(V酸ρ酸+V碱ρ碱)·c·(t2—t1)==0.418(t2—t1)kJ。中和热是稀的酸、碱中和生成1 mol水的反应热,而50 mL0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol,故上式表示的也不是中和热。
中和热的计算公式:△H==kJ/mol。
实验步骤:
在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放人的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,如下图所示。
②用一个量筒量取50 mL0.50 mol·L-1盐酸,倒人小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
③用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记人下表。
④把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒人小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,记人下表。
⑤重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
【例2】 50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL0.55 mol/LNaOH溶液在右图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol/L 盐酸跟50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和热 (填“相等”或“不相等”),简述理由 。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 ;用50 mL0.50 mol/LNaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 。(均填“偏大”“偏小”或“无影响”)

化学能与电能 (第一课时)

教学目标
1、能举例说明化学能与电能的转化关系及应用。
2、通过实验探究原电池中发生的反应,认识化学能转化为电能的基本原理,初步了解化学电池的化学反应基础。
3、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法,提高发现问题、分析问题和解决问
题的能力。
4、通过实验和小组合作学习,体验科学探究过程。
5、了解各类电池在生产、生活实际中的应用,认识化学的价值,增强环保意识。
重点:初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。
难点:对原电池的原理、组成条件及应用的理解。
通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
教材教法:探究式教学方法:现代生活-----电力-----化学能与电能的关系-----原电 池的原理----应用
教学过程:
电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源,人类生产、生活的各个方面都离不开它。而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重,是电能最主要的来源。
[创设问题情景]
1、电力在当今社会有哪些应用和作用?
2、你了解我国目前和未来发电总量的构成吗?
3、燃烧的本质是什么?火力发电中能量的转化方式是怎样的?火力发电又有哪些优点和缺点呢?
[学生讨论、分析、总结]
[板书]
一、化学能与电能的关系
1、我国目前发电总量的构成:(课本P34)火力发电约占81.2% 水力发电约占17.6% 其它约占1.2%
我国未来发电总量的构成:适当增加水利发电和核能发电、减少火力发电的比例
2、火力发电的过程是: 煤—水蒸气—发电机—变压器
火力发电中能量的转化方式是:化学能—热能—机械能—电能
3、火力发电优点:(1)能大量生产 (2)把不能直接利用的能源转化成可利用的能源
火力发电缺点:(1)设备繁多 (2)利用率低,约为30% (3)环境污染严重
[激疑,建立新思路]
针对火力发电的缺点,能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢?如何才能提化学能转化成电能的效率呢?
[分组实验探究]
锌铜原电池原理
实验1:把一块锌片和铜片同时平行插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2:用导线将锌片和铜片连起来再同时平行插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验3:用导线将锌片和铜片连起来,在导线中间接入一个灵敏电流计,再平行插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验4:用干电池检验灵敏电流计的正负极。
将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。
[学生交流、讨论]
1、实验1和实验2中的现象有何不同?是什么原因造成的?
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,铜片表面有气泡产生,你认为这种气体可能是什么?锌片和铜片上可能分别发生什么反应?如何证明?
灵敏电流计的指针发生偏转,说明有电流通过,你如何解释这一现象?该装置的
正负极分别是什么?请你再设计一个实验证明之。
[分组实验探究]
验3中的锌片换成铁片
验5中的铜片换成石墨碳棒
[通过分析上述六个实验,归纳出原电池的基本原理,并以实验3为例,归纳规律]
[板书]
二、原电池
原电池的定义:把化学能转化成电能的装置称为原电池。
锌铜原电池的工作原理:负极—较活泼的金属—发生氧化反应
正极--较不活泼的金属或非金属—发生还原反应
锌铜原电池的电极反应式:负极:Zn - 2e- == Zn2+
正极:2H+ + 2e- == H2 ↑
电池总反应式: Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
微粒的流向
电子流向;负极 → 导线 → 正极
电流流向:正极 → 导线 → 负极 → 溶液 → 正极
溶液中的微粒流向:阳离子流向正极,阴离子流向负极
[设疑]
通过刚才的实验我们可以体会到,化学能在原电池装置中可以直接转化为电能,
那么,符合什么条件的装置才能构成原电池呢?
[分组实验探究]
分别用Fe-塑料片、Fe-C、 Cu-C 、C-C做电极,用稀硫酸做电解质溶液,观察能否形成原电池?用Zn-Cu做电极,分别用酒精、氢氧化钠、硫酸铜溶液做电解质溶液,观察能否形成原电池?用Zn-Cu做电极,把两极分别放于两个盛有硫酸铜溶液的烧杯中,观察能否形成原电池?
[交流讨论、归纳总结:通过分析上述实验,归纳出原电池的构成条件]
5、原电池的构成条件:1、两种活泼性不同的金属(或一种金属和另一种非金属
导体)构成电极。
2、电解质溶液。
3、构成闭合回路。
4、能发生自发的氧化还原反应。
[反思与评价]
在刚才的分组实验中,同伴或其他组的同学的哪些做法对你有启发?你又提出了
哪些好的思路?根据提供的仪器、药品,你现在还能设计出其它的原电池装置吗?
[实践活动]
课本P42制作水果电池
6、原电池电极名称的判断方法
(1)根据电极材料的性质确定
① 金属—金属电极,活泼金属是 极,不活泼金属是 极;
② 金属—非金属电极, 是负极, 是正极;
③ 金属—化合物电极,金属是负极,化合物是正极。
(2)根据电极反应的本身确定 失电子的反应—氧化反应— 极;
得电子的反应—还原反应— 极
【例1】把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时,A为负极;C、D相连,D上有气泡逸出;A、C相连时A极减轻;B、D相连,B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为
A.A>B>C>D B.A>C>B>D C.A>C>D>B D.B>D>C>A

[巩固练习]
1、由Cu、Zn和稀H2SO4组成的原电池,在工作过程中,溶液的pH( )
A、不变 B、先变小后变大 C、逐渐变大 D、逐渐变小
2、X、Y、Z都是金属,把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出, X 与Y组成原电池时,Y为电池的负极,X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为: ( )
A X>Y>Z B Y>X>Z C X>Z>Y D Y>Z>X
3、随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是
A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中石墨电极

第二节 化学能与电能 (第二课时)
教学目标
1、能举例说明化学能与电能的转化关系及应用。
2、通过实验探究原电池中发生的反应,认识化学能转化为电能的基本原理,初步了解化学电池的化学反应基础。
3、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法,提高发现问题、分析问题和解决问
题的能力。
4、通过实验和小组合作学习,体验科学探究过程。
5、了解各类电池在生产、生活实际中的应用,认识化学的价值,增强环保意识。
重点:初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。
难点:对原电池的原理、组成条件及应用的理解。
通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
教材教法:探究式教学方法:现代生活-----电力-----化学能与电能的关系-----原电 池的原理----应用
教学过程:
为了满足生产、生活、科学研究等各方面的需要,科学家尤其是化学家根据原电池原理设计出了许许多多形状各异、用途不同的实用电池,极大地方便了我们的生活,也有力地促进了科学的发展。那么,你所知道的电池有哪些呢?
[学生举例]
[教师引导学生分析]
常见电池的组成和工作原理,并比较各种电池的优缺点。
三、化学电源
1、干电池——
2、二次电池
①铅蓄电池:负极为 ,正极为 电解质溶液为硫酸。
负极:
正极:
电池反应:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
②银—锌高能电池:由负极为 ,正极为 ,电解质为KOH溶液。
( )极 Zn-2e+2OH-ZnO+H2O; ( )极 Ag2O+2e+H2O2Ag+2OH-
电池总反应:
3、燃烧电池
(分别写出H2、CH4和CH3OH在酸性介质和碱性介质下的燃烧电池电极方程式)
(1)H2在酸性介质和碱性介质下的燃烧电池电极方程式





(2)CH4在酸性介质和碱性介质下的燃烧电池电极方程式





(3)CH3OH在酸性介质和碱性介质下的燃烧电池方程式





例2:宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池。
①H2为 极,氧气为 极,电解质为KOH溶液。
负极(H2):
正极(O2):
总电池反应:2H2+O22H2O
②H2为 极,氧气为 极,电解质为硫酸溶液。
负极(H2):
正极(O2):
总电池反应:2H2+O22H2O

小结:原电池电极反应式书写关键
(1)明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化;
(2)确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子,还是其他物质(如溶有或通入的氧气);
(3)判断是否存在特定的条件(如介质中的微粒H+、OH- 非放电物质参加反应),进而推断电解质溶液的酸碱性的变化;
(4)总的反应式是否满足质量守衡、得失电子守衡、电荷守衡。

[巩固练习]
4、银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O,在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( )
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
5、在外界提供相同电量的条件,Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e-→Cu或Ag++e-→Ag在电极上放电,其析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为
A. 6.48g B. 1.62g C.3.24g D.12.96g
答案;1、C 2、B 3、B 4、D 5、A

第三节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应速率
【教学目标】
1.知识目标:了解化学反速率的概念和表示方法。
2.能力目标:掌握有关化学反应速率计算的方法。掌握比较化学反应快慢的方法。
重 点:化学反应速率的表示方法
难 点:化学反应速率的计算
【自主学习】
1、化学反应要有 生成,都必须遵循 定律,也都伴随着 的变化。
2、不同的化学反应进行的 也不相同。
【新课】
一、化学反应速率:
1、定义:衡量 的物理量。
2、表示: 内 或 。
3、表达式: ;单位: 或 。
【经典例题】
氢气在氧气中燃烧,开始时,向2L容器中充入的H2为6mol,反应10s后测得H2的浓度为2mol/L,则该反应中用H2表示的化学反应速率为: 。
4、上述反应中,O2消耗的物质的量为 ,若用O2的物质的量浓度的变化来表示化学反应速率,则为: 。
由此可知,同一个反应在相同的反应时间内可以用不同的物质来表示 ,
数值 ,(所以必须指明物质种类)但是其意义 。
而且其数值之间存在必然的关系,如上述反应中:v(H2):v(O2)= ,也就等于H2和O2在方程式中的 ,可以总结如下:
aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),则v(A):v(B):v(C):v(D)= 。

【疑问】对于有固体或者纯液体参加的反应,不能用固体或者纯液体物质来表示化学反应速率。请问为什么?
【课堂练习】
1.甲、乙两容器都在进行A→B的反应,甲容器内每分钟减少4mol A,乙容器内每分钟减少2mol A,则甲容器内的反应速率与乙容器内的反应速率相比( )
A.甲快 B.甲慢 C.相等 D.无法判断快慢
2.反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在10L的密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率v(x)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为( )
A.v(NH3)=0.010mol/(L·s) B.v(O2)=0.0010mol/(L·s)
C.v(NO)=0.0010mol/(L·s) D.v(H2O)=0.045mol/(L·s)
3.把4种不同体积或不同浓度的X溶液,分别加入4个盛有10mL 2mol·L-1盐酸的烧杯中,并加水稀释到50mL,此时X和盐酸进行反应,其中反应速率最大的是( )
A.20mL,3 mol·L-1 B.20mL,2 mol·L-1
C.10 mL,4 mol·L-1 D.10 mL,2 mol·L-1
4.温度不变恒容的容器中进行某反应,若反应物浓度由0.1mol·L-1降到0.06mol·L-1需20s,那么由0.06mol·L-1降到0.036mol·L-1所需反应时间应为( )
A.等于10s B.等于12s C.大于12s D.小于12s
5.可逆反应A(g)+3B(g) =2C(g)+2D(g)在4种不同情况下反应速率分别如下,其中反应速率v最大的是( )
A.v(A)=0.15mol/(L·min) B.v (B)=0.6 mol/(L·min)
C.v (C)=0.5 mol/(L·min) D.v (D)=0.1 mol/(L·min)

第2课时 影响化学反应速率的因素

【学习目标】
1、认识浓度、压强、温度和催化剂等外界因素对化学反应速率的影响,
2、初步了解如何调控化学反应的快慢。

一、学生做实验2—5、2—6

二、影响化学反应速率的因素:
1、内在原因: 。
2、外界因素:
①反应的 :
其他条件相同的时候,反应所处的 ,反应速率越快。
②反应物的 :
其他条件不变时,增大反应物的 ,可以 反应速率;反之, 反应物的浓度,则可以 反应速率。
③是否加入 :
使用正 可以 反应速率。
④反应容器的 :
对于有 参加的反应,其他条件不变时, 增大,化学反应速率 ,反之则 。
此外,还有哪些因素也会影响到化学反应速率?

三、课本49页的思考与交流

【随堂反馈】
1.不同的化学反应有不同的反应速率,决定化学反应速率的主要因素是( )
A.温度 B.浓度 C.催化剂 D.反应物的性质
2.将下列金属分别投入0.1mol·L-1盐酸中,能发生反应且反应最剧烈的是( )
A.Fe B.Al C.Mg D.Cu
3.汽车尾气里含有有毒的NO和CO,NO和CO能缓慢地反应生成N2和CO2.对此反应的下列叙述不正确的是( )
A.使用催化剂能加快反应速率 B.升高温度能加快反应速率
C.改变压强对反应速率无影响 D.此反应能减轻尾气对环境的污染
4.下列措施一定能使反应速率加快的是( )
A.增加反应物的物质的量 B.升高温度
C.缩小容器体积 D.加入生成物

第3课时 化学平衡的判断
【学习目标】
1、知道许多化学反应在一定条件下是可逆的。
2、学会可逆反应的表示方法。
3、通过分析一定条件下的可逆反应中化学反应速率随时间的变化情况,认识化学平衡状态。
4、可逆反应,化学反应限度,化学平衡状态的概念和特征。
【自主学习】
1、化学平衡的建立
类比:溶解平衡的建立:(以蔗糖为例)
开始时:____________;平衡时:______________结论:_____________________
那么对于可逆反应来说,又是怎样的情形呢?
????? 我们以CO和H2O (g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。
??????????? CO?? +?? H2O (g) ===?CO2? +? H2???? ?
??? Co? ???0.01????? 0.01??????0?????? 0?
?? t1时?? 0.005??? ?0.005??? 0.005?? 0.005
【归纳】? 反应速率的变化趋势:
反应开始:______________________________________________
反应过程中:____________________________________________
t1时:____________________________________________
【思考】:1、什么是化学平衡?化学平衡是如何建立的?
2、当可逆反应达到平衡状态时,反应是否停止了?
3、?对于不可逆反应存在化学平衡吗?化学平衡的研究对象是什么??

一、可逆反应:
1、可逆反应就是指在 下, 和 同时进行,所以,在反应体系里, 和 共存。
例: Cl2、 + H2O HCl +HClO
2SO2 + O2 2SO3
花可逆反应里,正瓜 D。AgNO KI N2 +3H2 2NH3
【随堂反馈】
1、下列不属于可逆反应的是( )
A.氯气与水反应生成盐酸与次氯酸
B.N2与H2在一定条件下可以生成NH3,同时 NH3又可分解为N2和H2
C.电解水生成H2和O2,氢气和氧气转化成H2O
D.SO2溶于水和H2SO3分解
2、氯气溶于水中含有的微粒有: 。
3、如果氯气的物质的量为1mol,那么溶在足量的水中能不能得到1mol的HClO?
4、你还学习过哪些可逆反应?


二、化学平衡状态:
1、建立:以合成氨反应为例 (方程式)
(1)反应开始时:反应物的浓度 ,正反应速率 ;
生成物的浓度 ,逆反应速率 。
(2)反应进行中:反应物的浓度逐 ,正反应速率逐渐 ;
生产物的浓度逐 ,逆反应速率逐渐 。
(3)某一时刻:正反应速率与逆反应速率 。
2、含义:化学平衡状态是指:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

关于化学平衡状态应掌握五个字:逆、等、定、动、变
(1) :化学反应达到平衡时, 。
(2) :化学反应达到平衡时,反应体系中各组分的浓度 。
(3) :化学平衡是一种 平衡,在化学平衡状态下化学反应仍在 。
(4) :当反应条件改变时,原化学平衡可能会 ,但是一段时间以后会达到 。
【强调】化学平衡状态的判断要把握本质: 。
逆(可逆反应)是化学平衡的前提。等、定、动、变是化学平衡的特征。
我们从等、定两点出发:可以判断可逆反应是否已达到化学平衡。
(1)等的角度:V(正)=V(逆)
(2)定的角度:可逆反应的相关的物理量由改变变为不变(定值)。
A.某物质的质量、物质的量、浓度、百分含量、颜色等
B.反应混合物总的压强、密度、平均摩尔质量等
[例题]说明可逆反应A(气)+B(气)C(气)+D(气)在一定条件下已达到平衡的事实是 ( )
A、容器内压强不随时间的变化而变化
B、容器内A、B、C、D四者共存
C、A、D的消耗速率相等
D、D、C的生成速率相等

动:指动态平衡,V(正) = V(逆) ≠ 0,可逆反应没有停止,只是正、逆反应速率相等
变:指外界条件改变,平衡发生移动,各反应物、生成物的百分含量发生改变。
【随堂反馈】
1.在一定条件下,对于在密闭容器中进行的反应P(g)+Q(g)R(g)+S(g),下列说法中可以充分说明这一反应已经达到平衡状态的是( )
A.P、Q、R、S的浓度相等 B.P、Q、R、S在容器中共存
C.P、Q、R、S的浓度不再变化 D.P、Q的反应速率相等
2、对于在密闭容器中、一定条件下进行的可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.各物质体积分数相等 B.c(NH3)保持不变
C.各物质浓度相等 D.c(NH3)∶c(N2)∶c(H2)=2∶1∶3
3.可逆反应N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=v正(NH3)
C.v正(H2)=3 v逆(NH3) D.3v正(N2)=v逆(H2)
4.在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g) 达到平衡状态的标志是( )
A.单位时间生成nmolA2同时生成nmolAB
B.容器内的总压强不随时间变化
C.单位时间生成2nmolAB同时生成nmolB2
D.单位时间生成nmolA2同时生成nmolB2
5.在一定温度下,反应2NO2 N2O4达到平衡的标志是( )
A.混合气体的颜色不随时间而变化
B.数值上v(NO2)生成= 2v(N2O4)消耗
C.单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数
D.压强不随时间的变化而变化
6.现有反应mA(g)+nB(g)wC(g),测得在同一时间内A每分钟减少0.15 mol·L-1,B每分钟减少0.05 mol·L-1,C每分钟增加0.1 mol·L-1,则下列叙述不正确的是
A.在体积和温度不变的条件下,随反应进行压强逐渐下降,一段时间后压强保持恒定不变
B. m∶n∶w=3∶1∶2
C.单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加
D.若在前10s内A减少了xmol,则在前20s减少小于2xmol
7.在密闭容器中进行反应:2A+3B2C。开始时C的浓度为amol·L-1,2min后C的浓度变为2amol·L-1,A和B的物质的量浓度均变为原来的1/2,则下列说法中不正确的是( )
A.用B表示的反应速率是0.75a mol/(L·min)
B.反应开始时,c(B)=3amol·L-1
C.反应2min后,c(A)=0.5amol·L-1
D.反应2min后,c(B)=1.5amol·L-1
8.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时
间的变化曲线如右图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程
式为______________________________。反应开始至2min,
Z的平均反应速率为___________________________。
9.影响化学反应速率的外界条件主要是__________、__________、__________、
__________,一般地说,其他条件不变时,__________或__________都可以使化学反应
速率增大,而__________对有气体参加或生成的反应有影响。
10.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol·L-1,C的平均反应速率是0.1mol/(L·min),且此时A、B的物质的量浓度之比为3∶5。求:
(1)此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B的物质的量。
(2)B的平均反应速率。
(3)x的值是多少?

第4课时 化学平衡的移动
学习目标:1、化学平衡的移动的定义
2、浓度,压强,温度等条件对化学平衡的影响

一、含义:可逆反应中,旧平衡的破坏,新平衡的建立过程
平衡发生移动本质原因:外界条件的改变使正、逆反应速率不相等。
平衡移动的结果:各反应物、生成物的百分含量发生改变。
三、影响平衡移动的条件:浓度、压强、温度等。
1、浓度对化学平衡的影响:
(1)在其他条件不变的情况下,
增大反应物浓度,或减小生成物浓度.化学平衡向______移动.
减小反应物浓度,或增大生成物浓度.化学平衡向______移动.
注意:固体物质和纯液体无所谓浓度,其量改变,不影响平衡.
[例题]在密闭容器中存在下列平衡: ,CO2的平衡浓度为C1摩/升,现再充入CO2使其浓度达到2C1摩/升,重新达到平衡后, CO2的浓度为C2摩/升(设温度不变),则C1和C2的关系是 ( )
A. C1 C2 D. 2C1 =C2
(2)对于一般可逆反应A+B C+D,增大反应物A的浓度,A的转化率将下降,反应物B的转化率变大。生成物的浓度一定增大,但是生成物的百分含量不一定增大。
2、压强对化学平衡移动的影响:
对反应前后气体总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着__________移动.减小压强,会使化学平衡向着__________移动.
对于有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有发生变化,如2HI(g) H2(g)+I2(g)在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动.
固态物质或液态物质的体积,受压强的影响很小,可以忽略不计.因此,如果平衡混合物都是固体或液体 ,可以认为改变压强不能使化学平衡移动.
练习 :在一定的温度和压强下,合成氨反应 3H2+N2 2NH3达到平衡时,下列操作平衡不发生移动的是( )
(A) 恒温恒压充入氨气
(B) 恒温恒压充入氮气
(C) 恒温恒容充入氦气
(D) 恒温恒压充入氦气
注意3:加入惰性气体后平衡体系是否发生移动,取决于平衡体系所占据的体积是否发生变化.若在恒容的条件下加入惰性气体,它并不能引起体系中其它物质的浓度改变,所以平衡不移动;若在恒压情况下加入惰性气体,必然引起平衡体系占据的体积增大,体系中其它物质的浓度发生变化,使平衡发生移动.
复习:
对平衡N2+3H2 2NH3 ,如果在恒温恒容下加入氮气,平衡向_________移动.
(2)如果在恒温恒容下加入氨气呢 加入氩气又怎么样呢
(3)如果需要增加氢气的转化率,可以有什么办法
(4)如果增大压强,正反应速率_________,逆反应速率_________,氮气的转化率_________.
注意点:(1)改变压强对有气体参加或生成的可逆反应的平衡才有影响
(2)改变压强对反应前后气体体积不变的平衡没有影响
(3)改变压强引起平衡移动其实质还是改变了气体反应物的浓度而引起平衡移动。如果
3、温度对化学平衡移动的影响:
任何反应都伴随着能量的变化,通常表现为放热或吸热;所以温度对化学平衡移动也有影响.
如果升高温度,平衡向_____的方向移动;降低温度平衡向_____的方向移动.
练习:
可逆反应2A+B 2C, C%
在不同压强及温度下达成平衡时,c的百分含量情况如图所示.回答
(1)该反应的正反应是_____热反应,逆反应是气体体积_____的反应.
(2)若c是气态,则A为_____态,B为_____态.
(3)若B为固态,则A为_____态,c为_____态.
答案:(1)吸,扩大,(2)气,气(3)气,固态或液态催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率,
4、所以使用催化剂不能使平衡发生移动,但是可以改变达到平衡所需要的时间.

小结:勒沙特列原理(平衡移动原理)
(1)浓度,压强,温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动的原理,也叫勒夏特列原理:对于已达平衡的可逆反应,如果改变影响平衡的一个因素,平衡将向着减弱这种改变的方向移动。
(2)平衡移动的结果是“减弱”这种改变,不是“消除”这种改变

关于平衡移动的结果有如下注意点:
1、平衡右移,反应物的转化率不一定都增大。如:A +B== C + D增大A的浓度
2、平衡右移,产物的物质的量一定增大,但是它在反应混合物中所占的百分含量不一定增大。如:无限增大A的浓度。
平衡右移,产物的浓度不一定增大。如:稀释、减压等。
练习:
1已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是(如不正确,能否给出反例或理由) ( )
①生成物的百分含量一定增加 ②生成物的产量一定增加
③反应物的转化率一定增大 ④反应物的浓度一定降低
⑤正反应速度一定大于逆反应速度 ⑥使用了合适的催化剂
2、下列叙述中,对于可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡来说,下列变化能肯定其化学平衡发生移动的是 ( )
A.反应混合物浓度的改变
B.反应混合物百分含量的改变
C.正、逆反应速率的改变
D.反应物转化率的改变
E.反应混合物的密度的改变
3、
对于mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)的平衡体系,当升高温度时,体系的平均分子量对氢气的相对密度从16.5变成16.9,则下列说法正确的是 ( )
A.m+n>p+q 正反应是放热反应
B.m+n>p+q 正反应是吸热反应
C.m+nD.m+n4、已知某可逆反应在密闭容器中进行:A(g)+2B(g) 2C(g)+D(s)+Q,右图中曲线a代表一定条件下该反应的过程,若使a曲线变为b曲线,可采用的措施是

( )C
A.增大A的浓度 B.缩小容器的体积
C.加入催化剂 D.升高温度
5、在一个密闭容器中,放入3升X气体和2升Y气体,在一定条件下发生下列反应:4X(气)+3Y(气)2Q(气)+nR(气)。达到平衡时,容器内压强比原来增加5%,X的浓度减少,但温度不变,则该反应式中的n值应为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
6、在已经处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中一定能表明平衡移动的是 ( )
A、反应混和物的浓度 B、反应物的转化率
C、正、逆反应速率 D、反应混和物的压强
7、一定条件下,在密闭容器中进行如下可逆反应:
S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气)2SCl2(鲜红色液体)+51.16kJ下列说法不正确的是 ( )
A、单位时间里生成nmolS2Cl2,同时也生成nmolCl2(气),则反应达平衡
B、达到平衡时,若增大压强,反应混合液颜色变深
C、达到平衡时,单位时间里消耗nmolS2Cl2,同时有nmolCl2(气)生成
D、其它条件不变,增加氯气,平衡向正反应方向移动,但氯气的转化率降低
8、在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反应: 达到平衡后,升高温度,测得容器内气体密度增加,则 ( )
A.若正反应是吸热反应,则A为非气体
B. 若正反应是放热反应,则A为气体
C.在平衡体系中加入少量的C,该反应向逆反应方向移动
D.压强对该平衡移动无影响