高中化学选修4教案.docx

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高中化学选修4教案

第一章化学反应与能量

第一节化学反应与能量的变化

（第一课时）

教学目标:

1.知识与技能

了解反应热和焓变的含义

理解吸热反应和放热反应的实质

2．过程与方法

从化学反应的本质即旧键断裂与新键形成的角度研究反应热产生的原因

3．情感态度与价值观

通过了解简单过程中的能量变化中的热效应

教学重点

理解吸热反应和放热反应的实质

教学难点

能量变化中的热效应

教学用具：

投影仪

学习过程

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、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧碳生成一氧化碳w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

反应物具有的总能量<生成物具有的总能量

1：

当能量变化以热能的形式表现时：

我们知道：

一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？

有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。

能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。

那么化学反应中能量到底怎样变化

2:

反应热,焓变

化学反应过程中为什么会有能量的变化？

（用学过的知识回答）

化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。

旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。

而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。

所以化学反应过程中会有能量的变化。

反应热焓变

化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。

符号：

ΔH，单位：

kJ/mol或kJ•mol-1

∆H为“－”为放热反应,∆H为“＋”为吸热反应

思考:

能量如何转换的？

能量从哪里转移到哪里？

体系的能量如何变化？

升高是降低？

环境的能量如何变化？

升高还是降低？

规定放热反应的ΔH为“－”，是站在谁的角度？

体系还是环境?

放热反应ΔH为“—”或ΔH〈0

吸热反应ΔH为“+”或ΔH〉0

∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）

∆H＝E（反应物的键能）－E（生成物的键能）

3:

练习

1）1molC与1molH2O（g）反应失成lmolCO（g）和1molH2（g），需要吸收131.5kJ的热量，

该反应的反应热为△H=kJ/mol。

2）拆开lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡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。

3）H2+F2=2HFH2+Cl2=2HCl预测当生成2molHF和2molHCl时，哪个反应放出的热量多？

若干化学键的键能（kJ/mol，25℃）

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D、金刚石和石墨不能相互转化

教学反思：

第一节化学反应与能量的变化

（第二课时）

教学目标：

1．知识与技能

书写表示化学反应热的化学方程式

有关热化学方程式的计算

2．过程与方法

通过实例理解化学方程式的局限性，介绍热化学方程式的必在性

3．情感态度与价值观

通过热化学方程式的教学，培养学生勇于探索的科学态度

教学重点

书写表示化学反应热的化学方程式

教学难点

有关热化学方程式的计算

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）、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（焓变）

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“＋”，“－”

（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：

反应物和生成物前的系数它代表了什么？

在方程式中∆H它表示了什么意义？

∆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（KJ/mol）它表示每摩尔反应所放出的热量，∆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∆H不同。

例题

1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ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）1molN2（g）与适量O2（g）反应生成NO（g），需吸收68kJ的热量；

2）2molCu（s）与适量O2（g）反应生成CuO（s），放出314kJ热量；

3）1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。

4）4gCO在氧气中燃烧生成CO2，放出9.6kJ热量，写出CO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：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;H=–572kJ/mol

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）;

H=–890kJ/mol由1mol氢气和2mol甲烷组成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：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;∆H=–572kJ/mol

C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）;∆H=–2220kJ/mol

5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为

（A）1:

3（B）3:

1（C）1:

4（D）1:

1

7）已知

（1）H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH1=akJ/mol

（2）2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH2=bkJ/mol

（3）H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）ΔH3=ckJ/mol

（4）2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）ΔH4=dkJ/mol

则a、b、c、d的关系正确的是AC。

A、ad>0C、2a=b<0D、2c=d>0

8）若2.6g乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130kJ。

则乙炔燃烧的热化学方程式为

C2H2（g）＋5/2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）ΔH=－1300kJ/mol

2C2H2（g）＋5O2（g）==4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH=－2600kJ/mol

教学反思：

第二节燃烧热能源

教学目标：

1.知识与技能

理解燃烧燃烧的含义

掌握表示燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算

2．过程与方法

通过对“应根据什么标准来选择燃料”的教学，让学生学会多角度的综合分析的方法

3．情感态度与价值观

通过结我国的能源现状的认识过程，培养学生的节能意识

教学重点

表示燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算

教学难点

表示燃烧热的热化学方程式的写法

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℃,101kPa时，1mol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：

①研究条件：

25℃,101kPa

②反应程度：

完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

③燃烧物的物质的量：

1mol

④研究内容：

放出的热量。

（ΔH<0，单位kJ/mol）

⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃,101kPa.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→CO2（g）、H→H2O（l）、S→SO2（g）

［练习1］分析以下几个热化学方程式，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）＋O2（g）===CO（g）;ΔH=110.5kJ/mol

B.C（s）＋O2（g）===CO2（g）;ΔH=－393.5kJ/mol

C.2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）;ΔH=－571.6kJ/mol

D.H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g）;ΔH=－241.8kJ/mol

你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗？

由于计算燃烧热时，可燃物质是以1mol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101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？

1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？

CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，1000LCH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ

2.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：

C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH=－2800kJ/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100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。

3、中和热

1）定义：

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。

2）中和热的表示：

H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；△H=-57.3kJ／mol。

3）要点

①条件：

稀溶液。

稀溶液是指溶于大量水的离子。

②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。

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

③生成1mol水，中和反应的实质是H+和OH-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。

④放出的热量：

57.3kJ/mol

例：

已知H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；△H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的热量。

（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________kJ的热量。

（2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应，放出____________kJ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SO2、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。

教学反思：

第三节化学反应热的计算

第1课时盖斯定律

教学目标：

1．知识与技能

盖斯定律的本质，了解其科学研究中的意义。

掌握有关盖斯定律的应用。

2．过程与方法

通过运用盖斯定律求有关物质的反应热，进一步理解反应热的概念。

3．情感态度与价值观

通过实例感受盖斯定律的应用，并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要贡献。

教学重点

掌握有关盖斯定律的应用

教学难点

掌握有关盖斯定律的应用

教学用具：

多媒体课件

学习过程

1．引入：

如何测出这个反应的反应热：

C（s）+1/2O2（g）==CO（g）

①C（s）+1/2O2（g）==CO（g）ΔH1=?

②CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）ΔH2=-283.0kJ/mol

③C（s）+O2（g）==CO2（g）ΔH3=-393.5kJ/mol

①+②=③，则ΔH1+ΔH2=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2ΔH1=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol

2．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“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。

已知P4（s、白磷）+5O2（g）=P4O10（s）；ΔH=-2983.2kJ/mol

P（s、红磷）+5/4O2（g）=1/4P4O10（s）；ΔH=-738.5kJ/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Q2>Q1的是（B）

A．H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）;△H=-Q1

1/2H2（g）+1/2Cl2（g）=HCl（g）;△H=-Q2

B.C（s）+1/2O2（g）=CO（g）;△H=-Q1

C（s）+O2（g）=CO2（g）;△H=-Q2

C.2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;△H=-Q1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）;△H=-Q2

D.S（g）+O2（g）=SO2（g）;△H=-Q1

S（s）+O2（g）=SO2（g）;△H=-Q2

3、298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）;△H=-92.38kJ/mol。

在该温度下，取1molN2（g）和3molH2（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92.38kJ，其原因是什么。

教学反思：

第2课时反应热的计算

教学目标:

1.知识与技能

掌握有关反应热、燃烧热、热化学方程式的计算

2．过程与方法

通过有关反应热的计算的学习过程，使学生掌握有关反应热计算的方法和技巧，进一步提高化学计算能力。

3．情感态度与价值观

通过有关反应热的计算的学习过程，进一步培养学生的节能意识和开发新能源的使命感、责任感；认识化学知识与人类生活、生产的密切关系。

教学重点：

掌握有关反应热、燃烧热、热化学方程式的计算

教学难点：

掌握有关反应热、燃烧热、热化学方程式的计算

教学用具：

多媒体课件

教学过程

一、怎样进行反应热的计算

1、热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；各项的系数包括△H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。

2、根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其△H相加或相减，得到一个新的热化学方程式。

3、可燃物完全燃烧产生的热量＝n×△H

二、进行反应热计算常用的几种方法

1、列方程或方程组法

2、平均值法

3、极限分析法

4、十字交叉法

5、估算法（仅适于选择题）

[投影]例题见课本12、13页。

三、进行反应热的计算时应注意的问题：

1、反应热数值与各物质的化学计量系数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做同倍数的改京戏。

2、热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。

3、正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。

〖练习1〗298K，101KPa时，将1.0g钠与足量的氯气反应，生成氯化钠晶体并放出17.87KJ的热量，求生成1mol氯化钠的反应热？

〖练习2〗乙醇的燃烧热是△H=-1366.8KJ/mol，在此温度下，1Kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？

[投影]

〖练习3〗已知下列反应的反应热为：

（1）CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H1=-870.3KJ/mol

（2）C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=—393.5KJ/mol

（3）H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=—285.8KJ/mol

试计算下列反应的反应热：

2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）

教学反思：

第二章．化学反应速率和化学平衡

第一节化学反应速率

学习目标:

1、知识与技能

了解化学反应速率的含义

理解化学反应速率的表达式及其简单计算

了解化学反应速率的测量方法

2．过程与方法

通过学习化学反应速率的测量方法，培养设计实验的能力

3．情感态度与价值观

通过对化学反应速率的学习，感悟其在生产、生活和科学研究中的作用，提高对化学科学的认识。

教学重点

理解化学反应速率的表达式及其简单计算

教学难点

理解化学反应速率的表达式及其简单计算

教学过程：

1.定义：

用单位时间内反应物浓度的减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（min）或小时（h）来表示，则化学反应速率的数学表达式为：

V==△C/t

单位是：

mol/（L·s）或mol/（L·min）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

【例题】在2L的密闭容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，发生N2+3H22NH3，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。

解：

N2+3H22NH3

起始量（mol）：

130

2s末量（mol）：

1-0.23-0.60.4

变化量（mol）：

0.20.60.4

则VN2==0.2/2×2==0.05mol/（L·s）VH2==0.6/2×2==0.15mol/（L·s）

VNH3==0.4/2×2==0.1mol/（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。

4.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。

即：

VN2：

VH2：

VNH3====1：

3：

2

5.对于在一个容器中的一般反应aA+bB==cC+dD来说有：

VA：

VB：

VC：

VD===△CA：

△CB：

△CC：

△CD===△nA：

△nB：

△nC：

△nD====a：

b：

c：

d

6.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一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·minB.VB==0.6mol/L·min

C.VC==0.4mol/L·minD.VD==0.01mol/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）、mol/（l·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一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：

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

对于反应

来说，则有

。

4、一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。

教学反思：

第二节影响化学反应速率的因素

[教学目标]

1．知识与技能

（1）理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

（2）使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

2．过程与方法

（1）掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；

（2）通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像，提高识图析图能力，培养从图像中挖掘化学信息的能力。

3、情感、态度与价值观

（1）通过实验培养学生严谨的科学态度，知道科学研究的一般方法。

（2）通过目前催化剂研究的遗憾，激发学生投身科学的激情。

[教学重点、难点]压强对化学速率的影响，用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。

[教学过程]

[导入]有些反应速率很快，如盐酸与氢氧化钠的中和反应，而有些反应速率很慢，如石油的形成。

可见，不同物质化学反应速率相差很大，决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质。

[板书]

一、决定化学反应速率的因素：

反应物本身的性质

二、外界条件对化学反应速率的影响：

（一）浓度对化学反应速率的影响

[演示]课本20页实验2-2草酸与酸性高锰酸钾的反应

加入试剂

4mL0.01mol/LK