人教版高中化学选修4全册教案Word下载.doc
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4）电化学的基础知识
基本概念
1）什么是有效碰撞？
引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关
2）什么是活化分子？
具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。
有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。
3）什么是活化能？
活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，如图
活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，
活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。
4）什么是催化剂？
催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:
可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.
5）归纳总结：
一个反应要发生一般要经历哪些过程？
课堂思考题
1、为什么可燃物有氧气参与，还必须达到着火点才能燃烧？
2、催化剂在我们技术改造和生产中，起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？
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）
一学习目标:
反应热,焓变
1:
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？
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、炭与二氧化碳生成一氧化碳
反应物具有的总能量<
生成物具有的总能量
当能量变化以热能的形式表现时：
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
（第二课时）
书写表示化学反应热的化学方程式
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）;
rH=–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：
∆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、a<
c<
0B、b>
d>
0C、2a=b<
0D、2c=d>
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
第二节燃烧热能源
燃烧热，中和热，能源
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
3、
［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。
2、中和热
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。
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。
第三节化学反应热的计算
盖斯定律及其应用
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）;
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）;
D.S（g）+O2（g）=SO2（g）;
S（s）+O2（g）=SO2（g）;
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。
第二章化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率
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：
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。
第二节影响化学反应速率的因素
（一）在其它条件不变的情况下，浓度对化学反应速率的影响
【表征性抽象】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。
【原理性抽象】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？
（明确）当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。
【对结论的再理解】1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大2.对于可逆反应aA+bBcC+dD来说，正反应的速率只取决于A、B两种物质的浓度，与C、D两种物质的浓度关系不大。
而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度，与A、B两种物质的浓度关系不大。
增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大，不会影响逆反应的速率。
3.固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。
【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的反应速率。
2.制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。
（二）在其它条件不变的情况下，压强对化学反应速率的影响
【提出问题】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？
【收集事实】途径：
已有的实验知识
（提出以下几个实验）对比
1.10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的实验。
2.CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3。
3.SO2与O2在一密闭容器内反应生成SO3。
（讨论）给上述三个反应的容器加压，三个反应的反应物的浓度是怎样变化的？
【事实的处理】列表比较
编号
反应物的状态
加压后反应物浓度变化
加压后反应的速率变化
1
2
3
【表征性抽象】对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，增大体系的压力，反应速率会加大。
【原理性抽象】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？
（明确）1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。
这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。
相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速
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