玉山高中化学化学反应进行的方向教学设计选修4.docx

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玉山高中化学化学反应进行的方向教学设计选修4

化学反应进行方向

一、教材分析

教材从学生已有的知识和生活经验出发，分四个层次就化学反应的方向进行了介绍。

第一，以学生熟悉的自发进行的放热反应为例，介绍化学反应有向能量降低的方向自发进行的倾向——焓判据；以生活现象为例，说明混乱度（熵）增加是自然界的普遍规律，也是化学反应自发进行的一种倾向——熵判据。

第二，用实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面的。

第三，要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。

第四，简单介绍了自由能判据的结论性内容。

二、学情分析

高二的学生已学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学平衡等知识，逐渐会运用化学知识对生活的一些现象进行分析和探讨。

三、教学目标

1．知识与技能

（1）理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据；

（2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向。

2．过程与方法

（1）通过已有知识及日常生活中的见闻，构建化学反应方向的判据。

（2）学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工，构建新知识。

3．情感、态度与价值观：

通过本节内容的学习，能体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题。

四、教学重点

焓减和熵增与化学反应方向的关系

五、教学难点

焓减与熵增对化学反应方向的影响

六、教学方法

（1）应用讨论交流、实物展示以及实验探究的方法调动学生的积极性，充分发挥学生的想象力；

（2）启发学生学会归纳、概括，对信息进行加工，得出结论；

（3）注重从学生已有知识及日常生活的经验上构建新知识。

七、教学资源

视频、图片、实验、多媒体

八、仪器及药品

Ba（OH）2·8H2O、NH4Cl、数显温度计、浓氨水、浓盐酸、红墨水、火柴（共12组，根据人数而定，4人一组） 

九、教学过程

教

学

过

程

教学环节

教学内容

教师活动

学生活动

目标达成

新课导入

视频《美国洛杉矶光化学烟雾事件》

播放视频，引导通过本节内容学习解决实际生活问题

观看视频了解光化学烟雾，寻找解决方法

导入涉及化学方向的内容

引入自发过程

图片：

高山流水、冰雪融化、苹果落地、铁生锈等

多媒体播放列举并展示一些生活中的自发过程的图片

联系生活中的自发现象，归纳其共同点。

理解自发过程的特点

引入焓判据

自发过程与焓判据的关系，Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl实验

（1）列举熟悉的自发反应：

2Na（s）+2H2O（l）=2NaOH+H2（g）

△H=－368kJ/mol

3Fe（s）+3/2O2（g）=Fe2O3（s）△H=－824kJ/mol

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=－571.6kJ/mol

引导学生得出焓判据

（2）指导学生分组实验

（1）归纳：

自发过程共同点——

放热反应，即：

焓判据——△H＜0的反应有自发进行的倾向

（2）分组实验：

Ba（OH）2·8H2O

和NH4Cl

通过观察实验现象，得出结论：

H<0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H<0。

能利用焓减对一些自发反应进行判断

引入熵判据

自发过程与熵判据的关系，NH3与HCl的探究实验

（1）列举并实物展示一些生活中的自发过程的实例：

火柴棒散落、红墨水扩散等引导学生了解熵以及理解熵判据。

（2）指导学生分组实验

（1）联系生活中的自发现象，了解熵以及理解熵判据：

△S>0的过程有自发进行的倾向

（2）自己动手做NH3与HCl反应实验，通过现象归纳结论:

△S>O有利于反应自发进行，自发反应不一定要△S>O。

能利用熵增对一些自发反应进行判断

总结复合判据

复合判据判断自发反应

抛出CaCO3（s）==CaO（s）+CO2（g）

△H=+178.2kJ/mol

△S=+169.6J/mol/K

反应的进行与温度相关问题，引导学生了解并应用复合判据

思考并讨论自发反应判断除焓判据和熵判据以外还需结合温度，得出复合判据：

△G=△H—T△S

△G<0自发

△G>0非自发

△G=0平衡状态

能利用复合判据对自发反应进行判断

运用复合判据解决生活疑惑

汽车尾气处理以及石墨转化为金刚石问题探究

给出汽车尾气处理

2NO（g）+2CO（g）===

N2（g）+2CO2（g）

△H=-113.0KJ·mol-1

△S=-143.5J·mol-1·K-1

石墨转化为金刚石

C（石墨）==C（金刚石）

△H=+1.9KJ•mol-1,

△S=-3.3J•mol-1•K-1

相关方程式的△H、△S，引导学生用本节学习内容判断是否能自发进行

用本节学习内容判断这两个反应是否能自发进行

体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题

本节内容小结

总结本节所学内容

以图表方式引导学生归纳本节知识点

归纳总结本节知识点

能条理清晰的归纳所学知识

巩固练习

随堂练习

给出课堂练习题

完成巩固练习

巩固学习本节知识

板书设计

第四节化学反应进行的方向

一、焓判据：

△H<0---自发倾向

二、焓判据：

△S>0---自发倾向

三、复合判据：

△G=△H—T△

教学

效果

预测

通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。

对于自由能知识，达到知道、了解的层次即可。

2021届新高考化学模拟试卷

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．某小组设计如图装置，利用氢镍电池为钠硫电池（总反应为：

）充电。

已知氢镍电池放电时的总反应式为

，其中M为储氢合金，下列说法正确的是

A．a极为氢镍电池的正极

B．充电时，

通过固体

陶瓷向M极移动

C．氢镍电池的负极反应式为

D．充电时，外电路中每通过2mol电子，N极上生成1molS单质

2．25℃时，向20.00mL0.1mol·L-1H2X溶液中滴入0.1mol·L-1NaOH溶液，溶液中由水电离出的c水（OH-）的负对数[-1gc水（OH-）]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。

下列说法中正确的是

A．水的电离程度：

M>N=Q>P

B．图中M、P、Q三点对应溶液中

相等

C．N点溶液中c（Na+）>c（X2-）>c（HX-）>c（H+）=c（OH-）

D．P点溶液中c（OH-）=c（H+）+c（HX-）+c（H2X）

3．下列各选项中所述的两个量，前者一定大于后者的是（）

A．将pH=4的盐酸和醋酸分别稀释成pH=5的溶液，所加水的量

B．pH=10的NaOH和Na2CO3溶液中，水的电离程度

C．物质的量浓度相等的（NH4）2SO4溶液与（NH4）2CO3溶液中NH4+的物质的量浓度

D．相同温度下，10mL0.1mol/L的醋酸与100mL0.01mol/L的醋酸中H+的物质的量

4．工业用强氧化剂PbO2来制备KClO4的工业流程如下：

根据流程推测，下列判断不正确的是（）

A．“酸化”的试剂是稀硝酸或浓盐酸

B．“滤渣”主要成分是PbO2粉末，可循环使用

C．NaClO3与PbO2反应的离子方程式为

D．在KNO3、KClO4、NaClO4、NaNO3中，常温下溶解度小的是KClO4

5．下列说法不正确的是

A．C5H12的三种同分异构体沸点不同，因为其分子间作用力大小不同

B．NH3和HCl都极易溶于水，均与它们能跟水分子形成氢键有关

C．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和形成，也有分子间作用力的破坏

D．NaHSO4晶体溶于水和受热熔化时破坏的化学键类型不完全相同

6．化学与生活密切相关。

下列说法错误的是（）

A．碳酸钠可用于去除餐具的油污B．漂白粉可用于生活用水的消毒

C．碳酸钡可用于胃肠X射线造影D．氢氧化铝可用于中和过多胃酸

7．NA为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是

A．水蒸气通过过量的Na2O2使其增重2g时，反应中转移的电子数为2NA

B．25℃时，1LpH=11的醋酸钠溶液中，由水电离出的OH－数目为0.001NA

C．1mol－OH（羟基）与lmolNH4+中所含电子数均为10NA

D．2.8g乙烯与2.6g苯中含碳碳双键数均为0.1NA

8．下列操作不正确的是

A．配制氯化铁溶液时需加入少量盐酸

B．金属钠保存在装有煤油的带玻璃塞的广口瓶中

C．保存液溴需用水封，放在带橡皮塞子的棕色细口瓶中

D．用稀硝酸洗去附在试管内壁的银镜

9．X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，其原子半径与最外层电子数的关系如下图所示。

R原子最外层电子数Q原子最外层电子数的4倍，Q的简单离子核外电子排布与Z2-相同。

下列相关叙述不正确的是

A．化合物

中含有离子键

B．五种元素中Q的金属性最强

C．气态氢化物的稳定性：

D．最高价氧化物对应的水化物酸性：

10．我国是世界最大的耗煤国家，下列加工方法不属于煤的综合利用的是

A．干馏B．气化C．液化D．裂解

11．下列反应不属于氧化还原反应的是（）

A．Cl2+H2O=HCl+HClOB．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

C．2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2D．Cl2+2FeCl2=3FeCl3

12．25 ℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下表所示。

下列说法正确的是（）

化学式

CH3COOH

H2CO3

HCN

电离平衡常数K

K=1.7×10–5

K1=4.2×10–7

K2=5.6×10–11

K=6.2×10–10

A．NaCN溶液中通入少量CO2的离子方程式为H2O+CO2+CN-=HCO3-+HCN

B．向稀醋酸溶液中加少量水，

增大

C．等物质的量浓度的Na2CO3溶液pH比NaHCO3溶液小

D．等体积等物质的量浓度的NaCN溶液和HCN溶液混合后溶液呈酸性

13．X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的四种短周期元素,其中Z为金属元素,X、W为同一主族元素。

X、Z、W形成的最高价氧化物分别为甲、乙、丙。

x、y2、z、w分别为X、Y、Z、W的单质，丁是化合物。

其转化关系如图所示，下列判断错误的是

A．反应①、②、③都属于氧化还原反应

B．X、Y、Z、W四种元素中，Y的原子半径最小

C．Na 着火时，可用甲扑灭

D．一定条件下，x与甲反应生成丁

14．可用碱石灰干燥的气体是

A．H2SB．Cl2C．NH3D．SO2

15．化学与生产、生活密切相关。

下列叙述错误的是（）

A．生活中可用氢氟酸在玻璃器皿上做标记

B．液态HCl不能导电，说明HCl是共价化合物

C．杜康用高粱酿酒的原理是通过蒸馏法将高粱中的乙醇分离出来

D．“霾尘积聚难见路人”，雾和霾所形成的气溶胶具有丁达尔效应

二、实验题（本题包括1个小题，共10分）

16．实验室常用

与浓盐酸反应制备

。

（1）制备反应会因盐酸浓度下降面停止。

为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：

甲方案：

与足量

溶液反应，称量生成的

质量。

乙方案：

采用酸碱中和滴定法测定。

丙方案：

与己知量

（过量）反应，称量剩余的

质量。

丁方案：

与足量

反应，测量生成的

体积。

继而进行下列判断和实验：

①判定甲方案不可行。

现由是_________。

②进行乙方案实验；准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。

a．量取试样

，用

标准溶液滴定，选择的指示剂是____，消耗

，该次滴定测得试样中盐酸浓度为_______

b．_________，获得实验结果。

③判断两方案的实验结果________（填“偏大”、“偏小”或“准确”）．

[已知：

、

]

④进行丁方案实验：

装置如图所示（夹持器具已略去）。

a．使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将_______转移到____中。

b．反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。

气体体积逐次减小的原因是__________（排除仪器和实验操作的影响因素），至体积不变时，量气管的左侧液面高于右侧液面，此时读数测得的体积__________（填“偏大”、“偏小”或“准确”）

（2）若没有酒精灯，也可以采用

与浓盐酸反应制取适量氯气的如下简易装置。

装置B、C、D的作用分别是：

B___________C______________D______________

三、推断题（本题包括1个小题，共10分）

17．某药物G，其合成路线如下：

已知：

①R-X+

②

试回答下列问题：

（1）写出A的结构简式_________。

（2）下列说法正确的是__________

A．化合物E具有碱性B．化合物B与新制氢氧化铜加热产生砖红色沉淀

C．化合物F能发生还原反应D．化合物G的分子式为C16H17N5O2Br

（3）写出C+D→E的化学方程式___________。

（4）请设计以用4－溴吡啶（

）和乙二醇（

）为原料合成化合物D的同系物

的合成路线________（用流程图表示，无机试剂任选）。

（5）写出化合物A可能的同分异构体的结构简式__________。

须同时符合：

①分子中含有一个苯环；②1H-NMR图谱显示分子中有3种氢原子。

四、综合题（本题包括2个小题，共20分）

18．双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。

它在NCP疫情控制中发挥重要作用。

（1）工业生产双氧水常采用催化剂—乙基蒽醌法，其反应过程如图所示：

写出工业制备H2O2

（1）反应的热化学方程式___。

（2）过氧化氢还可以通过电解-水解法制得。

工业上用Pt作电极材料，电解硫酸氢铵饱和溶液得到过二硫酸铵[（NH4）2S2O8]，然后加入适量硫酸以水解过二硫酸铵即得到过氧化氢。

写出阳极的电极反应式___；整个过程的总化学方程式是___。

（3）某课题组在298K时研究H2O2+2HI=2H2O+I2反应速率的影响因素，实验结果如下表：

试验编号

1

2

3

4

5

c（HI）/mol·L-1

0.100

0.200

0.300

0.100

0.100

c（H2O2）/mol·L-1

0.100

0.100

0.100

0.200

0.300

v/mol·L-1·s-1

0.00760

0.0153

0.0227

0.0151

0.0228

分析上述数据，写出反应速率与物质浓度的关系式___；该反应的速率常数（k）的值为___。

（4）过氧化氢是强氧化剂，在许多反应中有重要的应用。

在一定温度下，将0.4molN2H4（g）和0.6molH2O2（g）装入2L固定容积的容器中，发生反应N2H4（g）+2H2O2（g）

N2（g）+4H2O（g）ΔH<0，当N2H4（g）的转化率为50%时反应达到平衡，该反应的化学平衡常数的值为___。

实验测得反应中N2H4（g）的转化率（α）与温度（T）的关系如图所示，分析说明温度高于T0时，N2H4（g）的转化率下降的原因是___。

19．（6分）丙烷、乙烯等有机物在工业上有广泛的应用。

回答下列问题：

（1）丙烷中混有乙烯杂质，实验室用如图装置除杂，得到纯净的丙烷。

若试剂a为酸性高锰酸钾溶液，则试剂b、c的名称分别为______、_______。

（2）如图为各组物质的能量总和及相互间转化的能量关系。

丙烷气体分解得到石墨（C）和氢气的热化学方程式为_________。

（3）在两个容积均为1L的恒容密闭容器中以不同的氢碳比[n（H2）/n（CO2）]充入2molH2和一定量的CO2，在一定条件下发生反应2CO2（g）+6H2（g）

C2H4（g）+4H2O（g）△H。

CO2的平衡转化率α（CO2）与温度的关系如图所示：

①该反应的∆H___________（填“>”“<"或“="）0，判断的理由是__________。

②在氢碳比为2.0时，Q点v（逆）_______P点v（逆）（填“>”“<"或“=”）。

③氢碳比：

x_____2.0（填“>”“<”或“=”）。

④Q点对应温度下，该反应平衡常数K=_______L3·mol-3。

参考答案

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．B

【解析】

【分析】

由电池总反应可知，氢镍电池放电时为原电池反应，负极反应式为MH+OH--e-=M+H2O，正极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni（OH）2+OH-；钠硫电池充电时为电解池反应，阴极反应式为

2Na++2e-=2Na，阳极反应式为Sx2--2e-=xS；充电时，两个电池的电极负接负，正接正，固体Al2O3中的Na+（阳离子）向阴极（电池的负极）移动，据此解答。

【详解】

A.根据以上分析，与a极相连的是钠硫电池的负极，所以a极为氢镍电池的负极，故A错误；

B.电解时阳离子向阴极移动，所以充电时，

通过固体Al2O3陶瓷向M极移动，故B正确；

C.氢镍电池的负极发生氧化反应，反应式为MH+OH--e-=M+H2O，故C错误；

D.充电时，N电极为阳极，反应式为Sx2--2e-=xS，根据电子守恒，外电路中每通过2mol电子，N极上生成xmolS单质，故D错误。

故选B。

2．C

【解析】

【详解】

A.M点：

水电离出来的氢氧根离子为10-11.1mol/L，N点和Q点：

水电离出来的氢氧根离子为10-7.0mol/L，P点水电离出来的氢氧根离子为10-5.4mol/L，水的电离程度：

P>N=Q>M，故A错误；

B.H2X的第二步电离常数Ka2=

得

=

，电离常数只与温度有关为定值，在滴定过程中溶液中氢离子浓度一直在减小，因此M、P、Q三点对应溶液中氢离子浓度不等，

不相等，故不选B；

C.N点为NaHX与Na2X的混合溶液，由图像可知，M点到P点发生HX-+OH-=H2O+X2-，根据横坐标消耗碱的量可知，在N点生成的X2-大于剩余的HX-，因此混合液n（Na2X）>n（NaHX）,因为溶液呈中性，X2-的水解平衡与HX-的电离平衡相互抵消，所以N点溶液中c（Na+）>c（X2-）>c（HX-）>c（H+）=c（OH-），故选C；

D.P点恰好生成Na2X溶液，根据质子守恒c（OH-）=c（H+）+c（HX-）+2c（H2X），故D错误；

答案：

C

【点睛】

本题注意把握图象的曲线的变化意义，把握数据的处理，难度较大。

3．C

【解析】

【详解】

A.醋酸是弱电解质，在稀释过程中继续电离出氢离子，氯化氢是强电解质，在水溶液中完全电离，所以pH相同的盐酸和醋酸，如果稀释相同倍数，则醋酸中氢离子浓度大于盐酸，所以将pH=4的盐酸和醋酸分别稀释成pH=5的溶液时所加水的量，醋酸加入水的量大于盐酸，A项错误；

B.酸或碱抑制水电离，含有弱离子的盐促进水电离，所以氢氧化钠抑制水电离、碳酸钠促进水电离，氢氧化钠中水电离程度小于碳酸钠溶液中水电离程度，B项错误；

C.碳酸根离子与铵根离子相互促进水解，所以硫酸铵溶液中铵根离子浓度大于碳酸铵，C项正确；

D.相同温度下,醋酸的浓度越大其电离程度越小,所以前者电离程度小于后者,所以10 mL 0.1mol/L的醋酸与100 mL 0.01mol/L的醋酸中H+的物质的量前者小于后者，D项错误；

答案选C。

【点睛】

D项是易错点，要注意物质的量浓度与物质的量不是一个概念，10 mL 0.1mol/L的醋酸与100 mL 0.01mol/L的醋酸物质的量虽然相同，但物质的量浓度不同，则电离程度不同。

4．A

【解析】

【分析】

工业用PbO2来制备KClO4，是在酸性条件下用PbO2将NaClO3氧化成NaClO4，过滤得含有NaClO4的溶液中加入硝酸钾，经结晶可得KClO晶体，

【详解】

A.浓盐酸具有还原性会与NaClO3发生归中反应，同时也会消耗PbO2，故A错误；

B.“滤渣”主要成分是PbO2粉末，可循环使用，B正确；

C.根据产物可知NaClO3被PbO2氧化，根据电子守恒和元素守恒可知离子方程式为：

，故C正确；

D.根据溶液中溶解度小的物质先析出，结合复分解反应的条件可判断溶解度较小的物质为KClO4，故D正确；

故答案为A。

5．B

【解析】

【详解】

A.C5H12的三种同分异构体结构不同，分子间作用力大小不同，因而沸点不同，A正确；

B.NH3能和水分子形成氢键，HCl不能形成氢键，B错误；

C.石墨为层状结构，层内含有共价键，层与层之间是分子间作用力，转化为金刚石既有共价键的断裂和形成，也有分子间作用力的破坏，C正确；

D.NaHSO4晶体溶于水时电离为Na+、H+、SO42-，破坏离子键和共价键，受热熔化时电离为Na+、HSO4-，破坏离子键，破坏的化学键类型不完全相同，D正确；

答案选B。

6．C

【解析】

【详解】

A.碳酸钠水解溶液显碱性，因此可用于去除餐具的油污，A正确；

B.漂白粉具有强氧化性，可用于生活用水的消毒，B正确；

C.碳酸钡难溶于水，但可溶于酸，生成可溶性钡盐而使蛋白质变性，所以不能用于胃肠X射线造影检查，应该用硫酸钡，C错误。

D.氢氧化铝是两性氢氧化物，能与酸反应，可用于中和过多胃酸，D正确；

答案选C。

【点睛】

选项C是解答的易错点，注意碳酸钡与硫酸钡的性质差异。

7．B

【解析】

【分析】

A、根据水蒸气与Na2O2的方程式计算；

B、25℃时，1LpH=11的醋酸钠溶液中，水电离出的OH－浓度为10-3mol·L－1；

C、一个－OH（羟基）含9个电子；

D、苯中不含碳碳双键。

【详解】

A、水蒸气通过过量的Na2O2使其增重2g时，

2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2△m2e-

4g2mol

2g1mol

反应中转移的电子数为1NA，故A错误；

B、25℃时，1LpH=11的醋酸钠溶液中，水电离出的OH－浓度为10-3mol·L－1，由水电离出的OH－数目为0.001NA，故B正确；

C、1mol－OH（羟基）中所含电子数均为9NA，故C错误；

D、苯中不含碳碳双键，故D错误；

故选B。

【点睛】

本题考查阿伏加德罗常数及其应用，难点A根据化学方程式利用差量法计算，易错点B，醋酸钠水解产生的OH-来源于水。

8．C

【解析】

【详解】

A.氯化铁是强酸弱碱盐,铁离子易水解,为抑制水解,在配制氯化铁溶液时需要加入少量稀盐酸,故A正确；

B.钠易和空气中水、氧气反应而变质,其密度大于煤油，并且又不和煤油反应,所以金属钠保存在装有煤油的带玻璃塞的广口瓶中,故B正确；

C.溴易腐蚀橡皮塞,应该用玻璃塞的试剂瓶,故C错误；

D.银能溶于稀硝酸生成硝酸银,所以可以用稀硝酸洗去附在试管内壁的银镜，故D正确；

答案选C。

9．A

【解析】

【分析】

X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，R原子最外层上的电子数是Q原子最外层电子数的4倍，则Q只能处于IA族，R处于ⅣA族，R与X最