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文档简介

1、第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 教学设计教学目标1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化,而且能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,能量的多少取决于反应物和生成物的量。3、了解反应热和焓变的含义。4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。5、了解燃烧热的概念,并掌握有关燃烧热的计算。教学重难点1.重点:(1)理解化学反应中物质变化和能量变化的实质。(2)学会从微观角度认识化学反应的反应热及焓变。(3)理解中和热和燃烧热的概念。2.难点:(1)吸热反应与放热反应的判断。(2)热化学方程式的书写。教学过程一、导

2、入新课投影展示图片:开矿爆破、乙炔与氧气反应放出的热量用于切割金属。导入化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用(如图),那么,在实际应用中,人们如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢?带着问题跟老师一起来做一个实验来测定反应热。二、讲授新课知识点一 反应热及其测定教师活动以盐酸与氢氧化钠的放热反应为例,请学生们设计实验测定此反应的反应热,选择最佳的方案进行实验。学生活动进行实验,记录数据,处理数据,得出结论,分析实验误差,提出实验中应注意的事项。实验结论大量实验测得,在25 C和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O

3、时,放出57.3kJ的热量。思考在上述过程中,注意事项有哪些?投影并讲解注意事项:(1)要使用同一支温度计:测量酸碱及混合液的温度时,测定一种溶液温度后温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干(2)减少热量损失:在量热的过程中,操作时动作要快,尽量减少热量的散失。盖板上的两个孔不要开得过大,只要能正好使温度计和玻璃搅拌棒通过即可。要一次性、迅速地将NaOH溶液倒进装有盐酸的容器里(注意不要洒到外面),并立即用杯盖盖好及时观察温度上升情况(3)操作规范、读数准确所配溶液的浓度要准确,所用NaOH溶液最好是新配制的,久置的NaOH溶液往往由于吸收空气中的CO2,导致浓度不准,影响实验结果。要比较准确地测

4、量出反应中溶液温度的变化,所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温后,才能使用,且中和后的温度一定要记混合溶液的最高温度温度计的水银球要完全浸没在溶液中,且不能靠在容器的底部或壁上。测混合液最高温度时,要随时读取温度值,以提高所测温度的精确度量取液体体积时读数要准确要用玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,使酸碱充分反应知识点二 反应热与焓变过渡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)学生活动学生思考并回答。讲解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,重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

5、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。讲解化学反应前后体系的内能(符号为U)发生了变化。内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。为了描述等压条件下的反应热,科学上引人了一个与内能有关的物理量一焓,用符号H表示。研究表明,在等压条件下,进行的化学反应的反应热等于反应的焓变,用H来表示。提问焓变如何计算呢?学生活动学生思考并回答。小结计算表达式:H= H生成物H反应物(宏观)师在一定条件下,判断某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(H)决定.焓增加吸热(反应)表示为 + 或H0

6、;焓减少放热(反应)表示为或H0 。提问化学反应过程中所释放或吸收的热量,称为该反应的热效应,简称反应热。那么反应热和焓变有什么关系呢?师恒压下:焓变=反应热;常用焓变表示反应热。知识点三 放热反应与吸热反应过渡热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。例如,燃料的燃烧、酸与碱的中和反应等会放出热量,属于放热反应。而有些反应,如工业上煅烧石灰石的反应等会吸收热量,属于吸热反应。那么对于放热反应和吸热反应有什么不同点呢?学生活动小组思考并讨论投影放热反应和吸热反应的比较师在我们学过的化学反应中有哪些是放热反应,又有哪些是吸热反应呢?我们一起来看一下。投影常见的放热反应和吸热反应师从宏观角度

7、分析,我们知道化学反应产生的热量与反应物、生成物的总能量有关,那么反应物的总能量高于生成物的总能量,反应为放热反应,H0;反应物的总能量低于生成物的总能量,反应为吸热反应,H0。师从微观角度来看,化学反应过程是原子重新组合的过程,反应物分子内化学键的断裂需要吸收能量,生成新物质时形成新的化学键要放出能量。两者的能量差,就决定了能量的变化。知识点四 热化学方程式师化学反应一般都有反应热,那么什么是化学反应热?如何表示?如何准确地描述物质间的化学反应及其能量变化?投影展示热化学方程式的定义及意义。强调热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,只表示物质的量,因此可以是整数或简单分数。对于相

8、同物质的反应,当化学计量数不同时,其H 也不同,即H 的值与化学计量数成正比。知识点五 燃烧热过渡由于反应的情况不同,反应热可分为多种。其中,与燃料品质相关的燃烧热在实际中应用较广。讲解在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位是kJ/mol。燃烧热通常利用量热计由实验测得。例如,实验测得在25 和101 kPa时,1 mol 氢气完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量,这就是氢气的燃烧热。强调研究条件:101 kPa反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量:1 mol研究内容:放出的热量。(H1.010-14,此时

9、pH=7呈碱性。判断溶液酸碱性的唯一标准是溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小,不应看pH的大小,因此只有满足c(H+)=c(OH-)的溶液才一定呈中性。追问某溶液中由水电离产生的c(H+) = 10-12 mol/L ,则该溶液呈酸性还是碱性?回答c(H+)水=c(OH-)水=10-12mol/L,若c(H+)aq=c(H+)水=10-12mol/L,则c(OH-)aq=10-2mol/L溶液显碱性;若c(OH-)aq=c(OH-)水=10-12mol/L,则c(H+)aq=10-2mol/L溶液显酸性。讲解 关于pH的计算,也是需要我们掌握的内容。若溶液为中性,c(H+)=c(OH)=

10、1.0 10-7 mol/L。若溶质为酸的溶液,H+来源于酸的电离和水的电离,而OH只来源于水的电离。即c(H+)=c酸(H+)+c水(H+),且溶液中Kw=c(H+)c(OH)。溶质为碱的溶液,OH来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水的电离。即c(OH)=c碱(OH)+c水(OH),且溶液中Kw=c(H+)c(OH)。对于单一溶液pH的计算,若为酸性溶液,酸电离出H+,根据c(H+)可得出溶液的pH。若为碱性溶液,碱电离出OH-,根据Kw=c(H+)c(OH),可计算出c(H+),从而得出溶液的pH。对于强酸、强碱混合后溶液pH的计算,原则上“谁过量就先求谁”。学生活动做练习题。过渡工

11、农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性,人们的生活和健康也与溶液的酸碱性有密切关系。因此,测试和调控溶液的pH,对工农业生产、科学研究,以及日常生活和医疗保健等都具有重要意义。讲解例如,农业生产。土壤的pH影响植物对不同形态养分的吸收剂养分的有效性,各种作物生长都对土壤的pH范围有一定的要求。3.课堂小结师本节课的内容已经结束了,本节课学习了溶液酸碱性与pH的相关知识,重点掌握溶液酸碱性、pH的计算等,并完成作业。4.板书3.2.2溶液酸碱性与pH 第三章 水溶液中的离子反应与平衡第二节 水的电离和溶液的pH第3课时 教学设计【教学目标】1.了解酸碱中和滴定的概念和原理。2.会运用酸碱中和滴

12、定测定未知浓度的强酸或强碱的浓度。3.掌握酸碱中和滴定实验的操作步骤和误差分析。【教学重难点】酸碱中和滴定的原理及应用【教学过程】1.新课导入步入情境我们已经学会了根据需要配制一定物质的浓度的溶液的方法,如果有现成的溶液,我们怎样测定其浓度呢?学生活动倾听、回想、思考。设计意图揭示本课教学目标,激发学生的学习兴趣。2.新课讲授板书一、酸碱滴定的定义和原理引入新课化学定量分析的方法很多,而滴定法是其中最基本、最简单的一种。用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸)溶液的方法称为酸碱中和滴定。设疑酸碱中和滴定的实质什么?学生回答思考并回答,写出离子方程式:H+ +OH- =H2O。设计意图使学

13、生从离子反应的角度理解中和反应的实质。追问试找出下列各反应中c酸、c碱、V酸、 V碱之间的关系:盐酸跟氢氧化钠溶液恰好中和盐酸跟氢氧化钡溶液恰好中和硫酸跟氢氧化钠溶液恰好中和磷酸跟氢氧化钠溶液恰好中和学生活动写出有关反应的化学方式,然后根据化学方程工中各反应物的物质的量这比找出酸和碱两溶液的相关量之间的关系。总结恰好完全反应时,n(H+)=n(OH-),若用参加反应的c(H+)、c(OH-)来表示,则设计意图为学生全面理解中和滴定的含义奠定基础,培养学生的分析能力。设疑在化工生产和化学实验中,经常需要知道某种酸或碱溶液准确的物质的量浓度。比如,实验室有未知物质的量浓度的盐酸溶液,怎样测定它的准

14、确物质的量浓度呢?回答倾听、思考后回答:首先量取一定量的盐酸溶液,再测定与之恰好中和的己知浓度的氢氧化钠溶液的准确体积,再利用相关量关系求出氢氧化钠溶液物质的量溶液。设计意图对学生进行热爱科学、尊重科学、依靠科学的科学思想教育。展示滴定中的常用仪器。学生活动认识仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、 铁架台、滴定管夹、烧杯、白纸,有时还需要移液管。设疑酸式滴定管和碱式滴定管的结构有什么不同?回答酸式滴定管:用的是玻璃活塞,只能盛放酸性溶液、强氧化性溶液及中性溶液,如果盛放碱性溶液,会将玻璃活塞腐蚀。碱性滴定管:用的是橡胶塞、玻璃珠,只能盛放碱性溶液和中性溶液,如果盛放酸性溶液,会将橡胶管腐蚀。

15、强调酸式滴定管:不能盛放碱液、水解显碱性的盐溶液、氢氟酸;碱式滴定管:不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液。设计意图初步记住中和滴定所用仪器。教师活动中和滴定操作,边讲边实验。讲解酸碱中和滴定所需试剂有标准液、待测液和指示剂。中和反应恰好完全反应的时刻叫滴定终点。终点时,指示剂的颜色变化明显且变色范围越窄越好,对溶液的酸碱性变化较灵敏。通常选用酚酞或甲基橙,而不选用颜色变化不灵敏的石蕊。学生活动观察、记录、计算、体会酸碱中和滴定的实验操作方法。设计意图初步掌握酸碱中和滴定实验的操作方法。反馈性问题引导酸碱中和滴定要解决的关键问题是什么?如何解决?要解决问题的关键是:准确测定参加反应的两种溶液的体积;

16、准确判断中和反应是否恰好反应完全。解决办法:需要能在滴加溶液时准确计量所加溶液体积的容器滴定管;选用合适的酸碱指示剂,该指示剂能与酸与碱之间完全反应时发生颜色变化。展示实验测定酸碱滴定曲线。教师活动指明曲线上恰好完全反应、多加1滴NaOH、少加1滴NaOH,的点。学生活动根据滴定原理,分析酸碱中和滴定的误差分析。3.课堂小结师本节课的内容就结束了,对于本节课的内容,我们有相关的口诀帮助大家加强记忆。4.板书3.2.3酸碱中和滴定酸碱滴定的定义和原理酸碱中和滴定的仪器和操作实验测定酸碱滴定曲线酸碱中和滴定的误差分析(酸滴定碱)人教版(2019) 选择性必修1 第三章 水溶液中的离子反应与平衡盐类

17、的水解教学设计教学目标1、认识盐类水解的原理和影响盐类水解的主要因素。2、能运用化学平衡移动原理分析盐类水解,并解决生产、生活中的盐类水解问题。教学重难点重点:盐类水解的过程、本质难点:盐类水解的本质教学过程一、导入新课Na2CO3是日常生活中常用的盐,俗称纯碱,常在面点加工时用于中和酸并使食品松软或酥脆,为什么 Na2CO3可被当作“碱”使用呢?二、新课讲授【实验探究】用pH试纸(或pH计)测定表中相同浓度的各溶液的酸碱性,并将表中的盐进行分类。【PPT】展示表格盐盐溶液的酸碱性盐的类型NaClNa2CO3NH4ClKNO3CH3COONa(NH4)2SO4【学生】实验并完成表格填写【师】强

18、酸强碱盐 :中性;强酸弱碱盐 :酸性;强碱弱酸盐 :碱性。【提问】盐,既不会电离出H+,也不会电离出OH-,为什么也会显示出不同的酸碱性?【学生】讨论回答【师】理论解释NH4Cl溶于水后电离出来NH4+和Cl-,NH4+与水电离出来的OH-结合生成弱电解质NH3H2O促进水的电离平衡时溶液的酸碱性溶液中c(H+)c(OH-),呈酸性离子方程式理论解释CH3COONa溶于水后完全电离CH3COO-和Na+,CH3COO-与水电离出来的H+结合生成弱电解质CH3COOH促进水的电离平衡时溶液的酸碱性溶液中c(H+)c(OH-),呈碱性离子方程式【总结】像NH4Cl和CH3COONa这样,在水溶液中

19、,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成电解质的反应,叫做盐类的水解。【师】学习了两种盐的水解,请同学们根据以上知识,分析Na2CO3的水解。【学生】分析回答【师】第一步:Na2CO3在水溶液中电离出来的CO32-发生水解: 第二步:生成HCO3-继续与水电离出来的H+结合成弱电解质H2CO3 【提问】什么样的盐类能发生水解呢?【学生】有弱酸根离子或弱碱阳离子【师】(1)在可溶性盐溶液中:有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性,同强显中性。(2)常见的弱离子弱碱阳离子:NH4+、Al3+、Fe3+、Cu2+等。弱酸根离子:CO32-、HCO3-、AlO2-、SO

20、32-、S2-、HS-、SiO32-、ClO-、CH3COO-、F-等。【提问】影响水解的因素有哪些呢?【学生】温度、浓度【师】1内因:盐类水解程度的大小,主要是由盐的性质所决定的。强碱弱酸盐:生成盐的弱酸酸性越弱,即越难电离(电离常数越小),该盐的水解程度越大。强酸弱碱盐:生成盐的弱碱性越弱,盐的水解程度越大。外因:【实验探究】反应条件对FeCl3水解平衡的影响影响因素实验步骤实验现象温度在试管中加入2ml0.01mol/LFeCl3溶液,用试管夹夹持,在酒精灯上微热溶液颜色加深.反应物的浓度在试管中加入2mL0.01mol/LFeCl3溶液然后用药匙加入少许FeCl3晶体溶液颜色加深生成物

21、的浓度在试管中加入2mL0.01mol/LFeCl3溶液,然后滴入23滴浓盐酸溶液颜色加深在试管中加人2mL0.01mol/LFeCl3溶液,然后滴入5滴浓NaOH溶液溶液颜色加深实验原理:影响因素解释温度温度升高,平衡向FeCl3水解的方向移动反应物的浓度c(Fe3+)增大,平衡向FeCl3水解的方向移动生成物的浓度加入盐酸,c(H+)增大,平衡向FeCl3水解的逆反应方向移动加入NaOH溶液,c(H+)减小,平衡向FeCl3水解的方向移动【总结】1.温度:盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度增大。2.浓度:盐的浓度越小,电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小,水解程度越大。3.

22、酸碱性:向盐溶液中加入H+,可抑制阳离子水解,促进阴离子水解;向盐溶液中加入OH-,能抑制阴离子水解,促进阳离子水解。【过渡】在日常生活中还有哪些盐类水解的应用呢?【学生】讨论回答【师】(1)在科学实验中的应用配制可水解的盐溶液某些强酸弱碱盐在配制溶液时因水解而变浑浊,需加相应的酸来抑制水解,如在配制FeCl3溶液时常加入少量盐酸来抑制FeCl3水解。可水解盐溶液的储存某些强碱弱酸盐水解呈碱性,用玻璃试剂瓶贮存时,不能用玻璃塞。如Na2CO3 溶液、NaF溶液等不能贮存于磨口玻璃瓶中。判断加热浓缩某些盐溶液的产物如加热浓缩FeCl3溶液,FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl,由于盐酸易挥发

23、使水解平衡向右移动,蒸干后得到的物质为Fe(OH)3。制备胶体将饱和FeCl3溶液滴入沸水中因水解而得到红褐色Fe(OH)3胶体。判断溶液的酸碱性Na2CO3溶液呈碱性的原因:。判断盐溶液中粒子的种类及浓度的大小如Na2CO3;溶液中存在的粒子有 。若阴、阳离子发生水解相互促进的反应,水解程度较大而不能大量共存,有的甚至水解完全。常见的水解相互促进的反应进行完全的有Al3+、Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-等。(2)日常生活中的应用热的纯碱液去油污效果更好纯碱(Na2CO3)水解呈碱性,加热能促进水解,溶液的碱性增强,热的纯碱溶液去污效果增强。水解的离子方程式为。明矾(铝盐)用作净

24、水剂明矾溶于水电离产生的Al3+水解,生成Al(OH)3胶体表面积大,吸附水中悬浮的杂质而使水变澄清。泡沫灭火剂泡沫灭火器内所盛装药品分别是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,在使用时将两者混合,铝离子的水解会促进碳酸氢根离子的水解,从而使水解完全,产生CO2和Al(OH)3。离子方程式为:板书设计盐类的水解盐类的水解二影响盐类水解的主要因素三盐类水解的应用 人教版(2019) 选择性必修1 第三章 水溶液中的离子反应与平衡第四节 沉淀溶解平衡教学设计教学目标1、理解难溶电解质的沉淀溶解平衡,能应用化学平衡理论描述溶解平衡。2、了解溶度积的意义,明确溶度积与离子积的关系。3、了解沉淀生成

25、、沉淀溶解、沉淀转化的本质。教学重难点重点:沉淀溶解平衡及溶度积的理解应用难点:沉淀溶解平衡及溶度积的理解应用教学过程一、导入新课将硝酸银溶液与氯化钠溶液混合,会生成白色沉淀。如果上述两种溶液中硝酸银和氯化钠的物质的量相对且充分反应,此时溶液中还有Ag+和Cl-吗?二、新课讲授【师】 在初中化学中,我们曾根据物质溶解度的大小,将物质分为易溶物、可溶物、微溶物和难溶物。例如,AgCl、BaSO4、Fe(OH)3等都属于难溶物。根据书中表格信息回答下列问题。(1)通常我们所说的难溶物在水中是否完全不能溶解?(2)生成AgCl沉淀的离子反应完成后,溶液中是否还有Ag+和Cl-?【学生】讨论回答【师】

26、从固体溶解和沉淀生成的角度,AgCl在溶液中存在两个过程:一方面,在水分子作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面进入水中溶解; 另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl的表面析出 沉淀。【提问】什么时刻可以达到平衡呢?【学生】沉淀溶解等于沉淀生成【师】在一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,得到AgCl的饱和溶液,即可建立动态平衡,即沉淀溶解平衡。【师】回忆我们学过的影响化学反应平衡的因素,想一想沉淀溶解平衡的影响因素有哪些呢?【学生】浓度、温度【师】内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。外因温度绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀

27、溶解的方向移动;少量平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的沉淀溶解平衡。浓度加水稀释,平衡向溶解的方向移动。同离子效应向平衡体系中加入难溶物相应的离子,平衡向生成沉淀 的方向移动。其他向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时,平衡向溶解的方向移动。【师】用什么样的物理量可以形象的判断平衡的状态呢?【师】与电离平衡、水解平衡一样,难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数,称为溶度积常数,简称溶度积,符号为Ksp。【提问】溶度积有什么作用呢?【学生】讨论回答【师】通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能

28、否生成或溶解:QcKsp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。QcI-Br-Cl-OH-含氧酸根离子。阴极(放电顺序与电极材料无关)氧化性强的离子先放电,放电顺序为AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水中)。(3)写出两极电极反应式阳极:活性电极失去电子生成相应的金属阳离子;溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。阴极:溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。(4)写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下,两极反应式相加即可得总反应方程式。提问那么电解有哪些规律呢?投影并讲解惰性电极电解电解质溶液

29、的规律类型实例电极反应式和总反应式溶液pH变化溶液复原方法电解水型含氧酸H2SO4阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极:4H+4e-=2H2总反应:2H2Oeq o(=,sup7(电解)2H2O2减小加水强碱NaOH增大活泼金属的含氧酸盐KNO3不变电解电解质型无氧酸(氢氟酸除外)HCl阳极:2Cl2e=Cl2阴极:2H2e=H2总反应:2HCleq o(=,sup7(电解)H2Cl2增大通入HCl气体不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极:2Cl2e=Cl2阴极:Cu2+2e=Cu总反应: CuCl2eq o(=,sup7(电解)CuCl2 加CuCl2固体放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐NaC

30、l阳极:2Cl2e=Cl2阴极:2H2e=H2总反应:2NaCl2H2Oeq o(=,sup7(电解)2NaOHH2Cl2增大通入HCl气体放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐AgNO3阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极:4Ag+4e-=4Ag总反应:4AgNO32H2Oeq o(=,sup7(电解)4Ag+O2+4HNO3减小加入Ag2O固体知识点二 电解原理的应用过渡电解的原理在工业上有哪些应用呢?下面就向同学们介绍几个电解原理在工业上应用的事例。讲解电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气,电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。讲解在这个反应中,由于H在阴极上得到电子而生成H2,破坏了附近的水

31、的电离平衡,促进了水继续电离,结果阴极区溶液里OH浓度增大而呈碱性。投影阳极:2Cl-2e=Cl2 (氧化反应)。阴极:2H2O2e=H22OH (还原反应)。总反应:2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。强调在学习电解食盐水的化学原理时,学生往往不容易理解碱为什么在阴极区生成。这点可以从H在阴极上大量被还原,从而引起水的电离平衡被破坏,来分析在阴极区积累大量OH的理由。提问什么是电镀?电镀的优点有哪些?学生活动指导学生查找阅读教材中相关内容,请学生代表回答。讲解电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。 电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。 镀层

32、金属通常是在空气或溶液中不易起变化的金属,如Cr、Zn、Ag、Cu等讲解电镀时,把待镀金属制品作为阴极;把镀层金属作为阳极;用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液。通低压直流电,阳极金属在溶液中成为阳离子,移向阴极,在阴极获得电子被还原成金属,在待镀件表面上覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。讲解例如,钢铁是人们最常用的金属,但钢铁有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属,如锌、铜、铬、镍等。讲解这里还需要我们注意的是,电镀生产过程中产生的废水、废气、废渣中含有多种对环境有害的物质,处理后应符合国家规定的排放标准,对其中的有用成分要回收利用。过渡Na

33、、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。这种方法是利用电解法来冶炼活泼金属,我们将其称之为电冶金。投影总反应化学方程式阳极、阴极反应式冶炼钠阳极:2Cl2e=Cl2阴极:2Na2e=2Na冶炼镁阳极:2Cl2e=Cl2阴极:Mg22e=Mg冶炼铝阳极:6O212e=3O2阴极:4Al312e=4Al强调电解或电镀时,电极质量减少的电极必为金属电极阳极;电极质量增加的电极必为阴极,即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。在电解原理的几个常见应用中,电镀铜和电解精炼铜比较相似,但注意区别:电镀铜过程中,溶液中离子浓度不变;电解精炼铜过程中,由于粗铜中含有Zn、Fe、Ni等

34、活泼金属,反应过程中失去电子形成阳离子存在于溶液中,而阴极上只有Cu2被还原,所以溶液中的阳离子浓度会发生变化,同时阴、阳两极的质量的变化值也不相等。 板书设计4.2 电解池一、电解原理(一)电解CuCl2溶液(二)电解和电解池1、电解2、电解池3、电解池的构成(三)电解池工作原理(四)阴、阳极的判断及电极反应式的书写步骤(五)惰性电极电解电解质溶液的规律二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水 2、电镀3、电冶金化学平衡(一)教学设计教学目标1、能书写平衡常数表达式,能进行平衡常数、转化率的简单计算,2、能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。教学环节情境导引当我们

35、沉醉于神奇的溶洞,欣赏着美丽的珊瑚时,我们能强烈地感受到化学变化带来的生态平衡之美。其实,小到微观粒子,大到世间万物,平衡它无处不在。静态与动态的平衡、内在与外在的平衡、事业与生活的平衡、健康与财富的平衡、家庭与社会的平衡、平衡就是和谐,是科学发展、人类进步不断追求的最高境界。这节课我们就来研究这美轮美奂的化学平衡任务1:化学平衡状态我们先看课本中合成氨反应各物质浓度变化图像 根据这两个图像,请同学们思考以下两个问题1. 图a是从反应物开始投料,试分析N2、H2、NH3浓度是如何变化呢?2. 图b是从生成物开始投料,试分析N2、H2、NH3浓度是如何变化呢?图像分析的一般方法图a是从反应物开始

36、投料, N2与H2发生反应。随着反应的进行,体系中NH3浓度浓度逐渐增大,而N2与H2的浓度逐渐减小。从这一时刻(红色虚线)开始,它们的浓度均不再改变。图b是从NH3开始投料,NH3发生分解反应。随着反应的进行,体系中N2与H2的浓度逐渐增大,而NH3浓度浓度逐渐减小。从这一时刻(红色虚线)开始,它们的浓度均不再改变。我们把浓度不再变化的状态称为化学平衡状态。任务2:化学平衡常数请同学们思考:达到平衡时反应混合物各组分浓度之间有何关系呢?同学们观察上表中数据可得出哪些结论呢?虽然H2和I2按不同浓度投料时,平衡时各物质的浓度不相同,但这些浓度之间还有没有一些定量关系呢?通过计算,我们可以得出第

37、一个平衡比值为48.37,第二个平衡比值为48.62,第三个平衡比值为49.54,因此说同学们再看这个表同学们观察上表中数据可得出哪些结论呢?通过计算,我们可以得出第一个平衡比值为48.49,第二个平衡比值为48.70,第三个平衡比值为49.50,因此说通过以上的分析,我们可以得出请同学们填写下表你写对了吗?请同学们思考以下两个问题根据转化率概念,同学们完成下表通过计算结果,我们发现在相同温度下,当H2和I2起始浓度不同时,达到平衡状态时,H2和I2 转化率是不相同的。同时我们还发现,当H2浓度近似不变时,增加c(I2)可以提高H2转化率。这是为什么?下节课将会给大家揭晓谜底。以HI开始投料且

38、HI浓度不同时,则 HI 的转化率是否也相等呢?请同学们完成下表通过计算,我们发现,在相同温度下,HI起始浓度不同时,但HI的转化率是相等的,这是不是一个普遍规律呢?通过研究发现,该反应是气体一个气体体积不变反应,此时转化率是相等的,若气体体积可变,则转化率不相等。通过以下分析,我们可以得出任务3:化学平衡常数应用根据题意,我们可以列出起始浓度、转化浓度和平衡浓度,这就是化学平衡计算题一般模型,称为“三段式”。然后结合平衡常数表达式,代数计算可得平衡常数为0.25。设 H2 的消耗浓度为 x mol/L,根据题意并按三段式列出相关的量:因温度不变,则平衡常数相同列出平衡常数表达式,并计算得出x

39、 = 0.0040 ,然后计算H2、I2、HI平衡浓度。设达到平衡时CO转化为CO2的物质的量为 x mol ,容器的容积为 y L。结合题意并列出三段式代入平衡常数表达式中,并计算然后根据转化率的概念,计算CO转化为CO2转化率为83%课堂小结化学平衡是一个比较稳定状态。当正逆反应速率相等时,达到了化学平衡状态,反应体系各物质浓度保持不变,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比为一常数,我们把这个常数称为平衡常数,对于平衡常数我们要掌握反馈与评价根据已知条件列出三段式代入平衡常数表达式中,计算x = 0.05然后计算CO转化率结合反应的方程式,很容易列出平衡常数的表达式我们知道平衡常数只与温

40、度有关,与起始投料无关,8300C时平衡常数为1.0,所以平衡常数等于1.0观察表中数据,12000C时,该反应的平衡常数为4,我们先计算该时刻的浓度商Q2.6,所以平衡向逆反应方向移动。若使反应向右进行,则CO2体积增加,CO体积减小,则比例增大;我们知道平衡常数只与温度有关,所以平衡常数不变。判断是否为平衡状态,我们需根据Q和K大小来判断根据已知条件计算Q=0.25,小于0.263,反应正向进行。布置作业1.阅读教材相关内容,整理笔记2.完成教材 40页 第1.3题3.查阅资料,写一篇“生活中平衡之美”小论文最后以我国著名化学家卢嘉锡的一句话与同学们共勉化学家的“元素组成”应当是C3H3、

41、即:ClearHead(清醒的头脑)CleverHands(灵巧的双手)CleanHabits(洁静的习惯)卢嘉锡化学平衡(二)教学设计教学目标1.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化,2、能对化学反应条件进行选择和优化。教学环节情境导引春夏秋冬、潮涨潮落,大自然的神奇就在于她的强大的自我调节能力。动态的平衡是宇宙间一切事物的最根本的属性。而这些动态平衡在我们身边也随处可见,如人体中完善的酸碱平衡调节功能;汽车尾气的科学处理方法;合成氨工业条件的科学调控。人类只有在尊重自然、利用自然和保护自然,才能真正实现人与自然和谐共生,实现可持续发展

42、。方法导引涉及的思维方法主要有任务1:探究浓度对化学平衡影响请同学们思考:这个实验是探究外界哪些条件改变对化学平衡移动的影响呢?提出问题:当其他条件不变时,改变反应物或生成物的浓度会对化学平衡有何影响呢?请同学们提出猜想和假设实验方案设计思路分析首先确定实验原理,这个实验的原理是根据题中所给试剂,我们可以增加SCN-浓度,因此要选用浓度大的即1 mol/L KSCN溶液,则原反应用到的试剂应该为0.005 mol/L FeCl3溶液和0.015 mol/L KSCN溶液。为了减少Fe3+浓度,我们选用铁粉我们观察的现象是溶液红色的变化我们看课本中设计的实验方案:观察现象是请同学们思考以下两个问

43、题1. 加入4 滴1 mol/L KSCN溶液的目的是什么?我们知道原反应加入FeCl3溶液和KSCN溶液各5mL,若往混合体系中加入KSCN体积过多时,势必会对原反应体系进行稀释而造成浓度减小,因此加入4滴1 mol/L KSCN溶液的目的是保证原反应体系的体积基本不变,起到了控制变量的作用。2. 试管a的作用是什么?其实观察b、c试管中红色变化都应该与试管a做比较,因此试管a是做比实验。根据实验现象,你能否推出平衡是如何移动的吗?对于一般的化学平衡,浓度改变对化学平衡影响规律是什么呢?请同学填写下表。你填写对了吗?任务2:探究压强对化学平衡影响通过刚才的分析,我们已经判断出浓度的改变对化学

44、平衡移动的影响,请同学再思考,浓度改变平衡为什么是这样移动的呢?通过上节课的学习请同学们填写下表你填写对了吗?如SO2如O2浓度这是课本上的一个实验,请同学思考:该实验是探究哪个外界条件对化学平衡的影响呢?我们看到注射器体积发生变化,即注射器内压强发生了改变,所以探究的是压强对平衡的影响。请同学们思考以下四个问题1.本实验反应的原理是什么?2.气体颜色深浅与什么有关?主要取决于NO2浓度大小3.增大压强、减小压强的方法是什么?4.本实验压强改变是通过直接观察对比I和II中颜色变化来得出结论吗?我们发现,当注射器活塞位于I和II时,注射器体积是不一样的,就造成了NO2和N2O4的浓度是不一样的,

45、所以无法直接比较。正确的方法是当注射器活塞拉至II时,我们观察此时II中气体颜色变化,这样就保证密闭容器体积是恒定的。同理,当注射器活塞推至I时,我们观察I中气体颜色变化。因此我们观察到的现象是由体系中颜色变化,你能否推出平衡的移动方向呢?同学们思考:该反应的气体分子数有什么特点?正反应是气体分子数减小反应逆反应是气体分子数增大反应同学们再思考:由这个反应,你能否推出对一般的有气体参加的化学平衡,改变压强平衡是如何移动的吗?增大压强平衡向气体体积减小方向移动,减小压强平衡向气体体积增加方向移动压强的改变是如何对平衡产生影响的呢?请同学们再思考1.对气体体积不变反应,改变压强平衡如何移动?2.当

46、反应物和生成均为固体或液体时,改变压强平衡如何移动?改变压强不改变固体或液体的浓度,因此Q不变,所以平衡不移动任务3:探究温度对化学平衡影响我们再看课本中的这个实验,探究温度是如何影响化学平衡移动的呢?我们观察的现象是通过这个现象,我们得出的结论是什么呢?同学们思考:有些同学认为课本这个实验要保留a、b这两套装置,你认为a装置作用是什么呢?a的作用是做对比实验,实际上我们观察的红色变化都应该与a 的颜色做比较。同学们思考:根据这个实验的结论,你能否推出对一般的平衡状态,温度改变是如何影响平衡移动吗?提示:从这个反应的热效应来考虑。我们发现该反应是放热反应,低温有利于平衡正向移动;该反应是气体体

47、积减小的反应,高压有利于平衡正向移动。所以应为低温、高压。而实际上采用温度为400-5000C、常压,这是为什么呢?温馨提示:影响工业生产的影响因素很多,不仅要考虑平衡移动也考虑其它因素如:速率、能耗、成本、环保、效益等。因此选择工业生产的条件要综合考虑,这些内容我们后面还要学习。同学们思考:催化剂能否影响平衡移动?这是课本有关催化剂对平衡影响的介绍。同学们思考:催化剂对化学平衡无影响,你还能用其它方法证明吗?催化剂虽然对化学平衡移动无影响,但它能大幅度提高反应速率,因此工业生产中有着十分重要作用。课堂小结化学平衡是一个比较稳定状态。当正逆反应速率相等时,达到了化学平衡状态,反应体系各物质浓度

48、保持不变,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比为一常数,我们把这个常数称为平衡常数,当外界条件如浓度、压强、温度改变时,平衡发生移动,遵循平衡移动原理,这是从定性角度判断平衡移动方向。外界条件也会引起浓度商(Q)和平衡常数(K)的变化,当Q=K 处于平衡状态,当QK 平衡逆向移动,当Q B. C. D. 4.小结即板书设计5.作业课本P113页 基础题第1-4题 P116页 综合题 第10题 自制暖贴6.结语(励志预)人要有毅力,否则将一事无成。-居里夫人二、教学设计教学环节教学活动情境引入通过观看金属腐蚀的图片,引起学生思考通过查阅资料了解金属腐蚀的危害和对经济造成的影响。提出问题:金属腐

49、蚀是世界各国共同面临的问题,那么造成金属腐蚀的原因是什么?探究金属腐蚀的原因讲述:1.金属腐蚀:金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。2.金属腐蚀的本质是金属失去电子生成了金属阳离子。3.分类:由于与金属接触的气体或液体不同,发生腐蚀的情况也不同,一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀讲述:1.举例2.化学腐蚀:属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀称为化学腐蚀。电化学腐蚀提出问题:为什么铁制品在潮湿的空气中会生锈?讲述:1.电化学腐蚀:不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。2.原理:原电池原

50、理3.建立电化学腐蚀的模型4.分类:电解溶液构成条件不同,在酸性环境中发生析氢腐蚀,在酸性很弱或呈中性环境中发生吸氧腐蚀。析氢腐蚀讲述:1.析氢腐蚀:在酸性环境中,由于在腐蚀过程中不断有H2放出。2.运用模型进行原理分析:负极:Fe - 2e- = Fe2+ 正极:2H+ + 2e- = H2总反应:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2吸氧腐蚀观看实验视频,回答以下问题:根据实验现象写出负极反应。2、从定性和定量两个角度分析为什么氧气做氧化剂?3、根据实验现象写出正极反应。运用模型进行分析:负极:Fe - 2e-=Fe2+正极:2H2O + O2 + 4e- = 4OH-总反应:2Fe + O2 +2H2O = 2Fe(OH)2 。4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 氢氧化铁失去部分水生成Fe2O3 nH2O,它是铁锈的主要成分。吸氧腐蚀:如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀。电化学腐蚀原理的应用提出问题:同学们已经了解到在铁腐蚀的过程不仅化学能转化成电能同时还释放出热量,我们能否将热量进行合理的利用呢?研究与实践:

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