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文档简介
1、第一章 化学反应的热效应【教学目标】第一节 反应热11、认识化学能与热能的相互转化,能分析化学变化和伴随反应发生的能量转化与物质微观结构之间的关系。2恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示;3、通过中和反应反应热测定实验,培养实验探究、勤于实践、善于合作的学科素养重点:难点:反应热、焓变的含义;中和热的测定【教学过程】一、导入新课【投影】展示图片在化学反应过程中,物质变化的同时,一定伴随着能量的变化。热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。二、新课讲授1、反应热【讲解】在研究反应热时,需要明确体系和环境。反应热定义:热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能应的热效应,简
2、称反应热。2、系统与环境敞开系统:系统与环境间即有物质交换,又有能量交换封闭系统:系统与环境间没有物质交换,只有能量交换孤立系统:系统与环境间无物质和能量的交换【思考交流】1、在我们的生活中,有哪些吸热反应和放热反应呢?【学生活动】【小结】放热反应:(1)可燃物的燃烧;(2)酸碱中和反应;(3)大多数化金属与酸(或水的置换反应碳、一氧化碳与氧化铜、氢气与氧化铜的反应等。【思考交流】2、化学反应过程中为什么会有能量的变化?(试从宏观和微观两个角度分析)【分析】宏观上: 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, 决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。微观上:化学键的断裂和形
3、成,旧键断裂需要能量,新键形成会 能量。成物的总能量不同,从而表现为化学反应吸收热量、放出热量。【思考交流】3、化学反应过程中能量的释放还是吸收是以发生变化的物质本身为基础的,那么能量的多少是以什么为基础的?用什么来量度呢?【分析】2、反应热与焓变(符U)和物质的聚集状态等影响。为了描述等压条件下的反应热,科学上引入了一个与内能有关的物理H热等于反应的焓变,用H来表示。HkJ/mol 。根据规定,当反应体系放热时其焓减小,H为负值,即H 0。【讲解】从能量守恒(宏观)去探讨从化学键的键能变化方面(微观)去探讨旧键断裂 吸收能量新键形成 放出能量H=679kJ/mol 862kJ/mol = 1
4、83kJ/mol【小结】从能量守恒(宏观)去探讨: H生成物的总能量-反应物的总能量从化学键的键能变化方面(微观)去探讨: H 反应物的总键能-生成物的总键能注意:键能越大,能量越低,物质越稳定。【活学活用】1、判断物质的稳定性C(石墨s )= C(金刚石 s ) H = +1.9kJ/mol石墨、金刚石哪个更稳定?2、相关计算1mol C与 1mol H2O(g)反应生成 lmol CO(g)和1mol 需要吸131.5kJ的热量,该反应的反应热为H =kJ/mol。拆开 1molHH1molNH1molNN436kJ391kJ、946kJ,则 1molN2则 1molH2NH3NH3的反应
5、热为,的反应热为。【师】那我们怎样来测量一个反应吸热还是放热呢?中和反应反应热的测定:实验仪器:大烧杯、小烧杯、量筒、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。实验步骤:如图组装实验装置。50 mL 0.50 mol/L盐酸的温度,记入下表。并将温度计上的酸用水冲洗干净。50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液的温度,记入下表。NaOH数据记录和处理计算。取三次测量的平均值为计算依据。结论:大量实验测得,在25101kPa1 mol HO57.3 kJ2【讲解】注:强酸与弱碱反应,强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1molHO2的热小于 57.3KJ
6、/mol【活学活用】若将 1L1mol/LNaOH 溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为H 、H 、H;则三者的大小123关系为。【课堂小结】【板书设计】1反应热定义放热反应吸热反应2、反应热与焓变3、中和反应反应热的测定第一章 化学反应的热效应第一节 反应热第 2 课时 热化学方程式 燃烧热【教学目标】1、认识化学能与热能的相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律;2、能用热化学方程式表示反应中的能量变化;3、能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。【教学重难点】1.重点:热化学反应方程式的书写及正误判断。2.难点:热化学方程式的书写燃烧热相关计算【教学过程】1.导入【思
7、考交流】 任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。那么,有什么表达式能把这两种变化都表示出来? 2.新课讲授【板书】一、热化学反应方程式【学生活动】阅读教材相关内容,思考、讨论、回答下列问题: 什么是热化学方程式,有何意义?书写原则?书写热化学方程式一定要注明什么?(让学生回答,并归纳小结)学方程式。【师】正如大家所看到的热化学反应方程式指明了反应时的温度和压强,若在 25C101kPa符号及单位、反应物和生成物的聚集状态。1.定义2.意义例如:1molH2与 1mol 气态碘完全反应,生成 2mol 气态 HI 时,放出 14.9kJ的热量。【观察分析】2:25 ,101 kPaH2和
8、 O 化合成 1 mol H2O 的反应,2一个生成气态水,一个生成液态水,其化学方程式可表示为:【小结】热化学方程式表示的意义a.反应物和生成物的种类、聚集状态 b.c.反应中放出或吸收的热量。【思考交流】 H 单位中mol-1的含义是什么呢?【讲解】 H 单位中“mol-1”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。【讲解】4.书写原则热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不表示分子个数,可以用整数也可以用分数。必须注明物质的聚集状态、H需注明反应时的温度和压强。如不注明,即指常温、常压: 25 不用写加热、加压、催化剂等反应条件。不用标【 】。若反应逆向进行,则
9、H 改变符号,但绝对值不变。【学生活动】完成随堂练习11molH21molCl2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。【师】同一个化学反应,是否只有一种形式的热化学方程式?【生】不是的,化学计量数不同,热化学方程式也会不同。【强调】热化学方程式表示参加反应物质的物质的量和反应热的关系,而H值与参加反应物质的物质的量有关,故热化学方程式中化学计量数不同时,H 也不同,一个化学反应,可有多种形式的热化学方程式。【归纳小结】总结书写热化学反应方程式时的书写要点一般应注明反应的温度、压强;(250C101kPa一定标明各物质的状态(s、l、g、aq)
10、 ;数、小数;HHH只放右边(数值及单位);放热: H0;【学生活动】完成随堂练习 2的量的大小、单位等主要方面入手【学生活动】思考,并回答。【过渡】根据化学反应的情况不同,反应热分为多种,如中和热、燃烧热、溶解热等。什么是“燃烧热”呢?它的含义是什么?是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢?【板书】二、燃烧热【获取概念】101 kPa, 1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。【设疑】什么是指定产物?【生】完全燃烧生成指定的产物:CCO(g)、SSO(g)、HHO(l)、NN2222。【师】CH1 299.6 kJmol-1 表示什么含义?2 225 、101 kPa1 mol
11、C和液态水时放出1 299.6 kJ2 22【思考】书写表示物质燃烧热的热化学方程式时,如何确定各物质的化学计量数?【学生活动】思考,并回答。1mol1mol为标准再确定其他物质的化学计量数。【师】为了能够正确理解“燃烧热”,下面让我们从不同的角度对其进行解读。【投影】(1)反应条件25 和 101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)。可燃物用量1 mol 纯物质。CHO2CH (l)+25O(g) =16CO(g)+18HO(l)8 1828 18222H=-11036H551811036。8 18对“完全燃烧生成指定产物”的理解是指单质或化合物燃烧后生成最稳定的氧化物。完全燃烧
12、时,下列元素对应的稳定氧化物分别为:CCO,HHO(l),SSOC222COSSO3不能一步生成,SO3不是 S 的燃烧产物,生成的水为液态不能是气态。例如,C 燃烧的热化学方程式为C(s1 O(g)CO(g)22H=-110.5 kJmol-1C(s)+O(g)CO(g)22H=-393.5 kJmol-1则 C 的燃烧热为 393.5 kJmol-1,而不是 110.5 kJmol-1。文字叙述时燃烧热的表示用“正值”或“H”表示,例如,CH4的燃烧热为 890.3 kJmol-1 或H=-890.3kJmol-1。注意1 mol1 mol数,故在其热化学方程式中常出现分数。1 mol,物
13、质燃烧的热化学方程式不强调可燃物的物质的量一定为 1 mol。【学生活动】完成随堂练习 33、下列关于燃烧热的说法中正确的是()A1 mol 物质燃烧所放出的热量B常温下,可燃物燃烧放出的热量C25C、1.01105 Pa,1mol出的热量D燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变【学生活动】燃烧热的计算及应用例题101kPa,1molCH4完全燃烧生成 CO2HO,890.3 kJ2的热量,CH4的燃烧热为多少?1000 L CH(标准状况)燃烧后所产生的热量为4多少?【讲解】燃烧热和中和热的比较燃烧热燃烧热中和热能量变化放热反应相同点HkJ/mol不同点反应物的量1 mol不限量生成物
14、的量不限量1 mol HO2反应热的定义101kPa,1物质完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量;反应物不同, 燃烧热不同1 mol HO2放出的热量;强酸与强碱反应的中和热都相同,均约为57.3 kJ/mol【学生活动】完成随堂练习【课堂小结】【板书设计】第一节 热化学反应方程式1、概念2、意义3、书写规则 第二节 燃烧热1、概念2、意义3、正确理解“燃烧热”1.1.2 热化学反应方程式、燃烧热第一章 化学反应的热效应第二节 反应热的计算【教学目标】1、从能量守恒角度理解盖斯定律的内容,了解其在科学研究中的意义。2、能正确运用盖斯定律解决具体问题,说明盖斯定律在科学研究中的重要作用。3、能用
15、盖斯定律进行有关反应热的简单计算。1.重点:2.难点:通过盖斯定律的理解和应用,学会用盖斯定律解决实际问题。【教学过程】1.新课导入【投影】或一件事情的做法不同而都巧妙地达到同样的目的。在化学反应中,也有一种类CCOCOCO2222CO,COOCO的反应途径所释放222出的热量一样多吗?【学生活动】学生思考,并回答【师】在化学科研中,经常要测量化学反应的反应热,但是某些物质的反应热,由于种种原因不能直接测得,只能通过化学计算的方式间接结出一条规律:化学反应热只与反应的始态(各反应物和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一
16、步完成时的反应热是相同的,这就是盖斯定律。应的热效应。下面让我们一起来学习盖斯定律。2.新课讲授【板书】一、盖斯定律其反应热是相同的。这就是盖斯定律。反应的途径无关。【解释】:能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,二者密不可分,但以物质为主。【讲解】应用对于进行得很慢的反应,不容易直接发生的反应,产品不纯(即有副反应发生) 的反应热计算出来。1.的始态和终态有关?从反应物变成生成物,它们的差值是不会改变的,即反应的焓变是一样的。2.C (g) +1/2O2为什么?(g) =CO (g) 的反应热H 吗?【提示】不能直接测出,在氧气供应不足时,虽可生成 CO,但同时还有部分 CO可继续被氧
17、化生成 CO 。2【师】盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但利用盖斯定律不难间接计算求得。【板书】5、盖斯定律的意义【师】盖斯定律常用的通常有两种方法虚拟路径法若反应物 A 变为生成物 D,可以有两个途径:由 A 直接变成 D,反应热为H;由 A 经过 B 变成 C,再由C 变成 D,每步的反应热分别为H 、H 、H ,如123图所示:则有:HHHH123【回扣释疑】见课件加和法确定待求反应的热化学方程式。找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。利用同侧相加、异侧相减进行处理。根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来
18、调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。实施叠加并确定反应热的变化。【演练获得】见课件【小结】 6、应用盖斯定律计算反应热的解题流程第一步:先确定待求反应的化学方程式第二步:找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置,若在“同侧”,计算H 定乘数”第四步:依据第二步、第三步的结论,计算待求反应【拓展提升】见课件【师】在实际应用中,常常需要计算反应热。那么有关反应热计算的依据和方法有哪些呢?【学生活动】思考、小组讨论,并总结归纳。计算依据计算方法计算依据计算方法根据热化学方程式热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正负号,各项的化学计量数包括 根据盖斯定律可以将两个或两个以上的
19、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根据燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量其燃烧热根据化学H反应物化学键键能总和生成物化学键键能总和键的键能根据反应物和生成物的总能量HE(生成物)E(反应物)【活学活用】见课件【归纳小结】2、反应热的计算常用的解题方法:的关系直接求算反应热。十字交叉法。得到需要的热化学反应,再以此为依据计算求解或比较反应热大小等。【思考交流】那么有了方法,我们在计算过程中需要注意哪些问题呢?【生】学生思考,并回答应用盖斯定律计算反应热时的注意事项标准状况下气体体积、反应热等对应关系,列式进行简单计算。“固液气”变化时,会吸热;反之会放热。H化
20、学计量数加倍,则 相对应。热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时的反应热。正、逆反应的反应热数值相等,符号相反。【活学活用】见课件【课堂小结】用盖斯定律解决实际问题【板书】1.2 反应热的计算一、盖斯定律1内容解释应用对盖斯定律的理解反应途径角度能量守恒角度5.盖斯定律在科学研究中的重要意义6运用盖斯定律解题的常用方法。(1)虚拟路径法(2)加和法第三节 反应热的计算反应热计算的依据和方法应用盖斯定律计算反应热时的注意事项第二章 化学反应速率与化学平衡【教学目标】第一节 化学反应速率第一课时 化学反应速率知道化学反应速率的表示方法。化学反应速率的快慢。重点:难点:化学反应速率计算【教学
21、过程】一、导入新课以举出一些例子出来吗?可以发现化学反应是有快慢之分的。二、新课讲授【师】必修二我们学过化学反应速率,你都掌握了哪些内容,说来听听【学生】讨论回答【讲解】一、化学反应速率增加来表示(取正值。减少或生成物浓度的增加来表示表达式:V=c/t单位:mol/(Lmin)或 mol/(Ls)4NH+5O 4NO+6HO530322秒后,NO 的物质的量增加了 0.3mol,此反应的平均反应速率用 NO 来表示为多少?【学生】计算:v(NO)=0.002mol/Ls【思考交流】问题 1:若用 O 的浓度变化来表示此反应速率是多少?2【学生】计算:v(O)=0.0025mol/Ls2 与v(
22、O2的同一种速率?数值上有何规律?1但是这些数值都表示同一个反应速率。因此化学反应速率的表示必须 说明用哪种物质来做标准。2、用同一反应体系中不同物质表示同一速率时,其数值比一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。【思考交流】问题 3:小结化学反应速率表示时的注意点、规律【总结】有关化学反应速率的注意事项 1率,而不是在某一时刻的瞬时速率。化学反应速率均为正值,没有负值。纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率。对于同一化学反应,在相同的反应时间段内,用不同的物质来表用反应体系中的何种物质。【课堂专练】见课件【重难点详解】二、化学反应速率的计算1化学反应速率的计算c(
23、B)利用化学反应速率的表达式:v(B) 。同一化学反应,用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之学反应速率的计算或换算的依据。求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤:写出有关反应的化学方程式。找出各物质的起始浓度,转化浓度,某时刻浓度。(或起始物质的量,转化物质的量,某时刻物质的量)例如:反应mA例如:反应mAnBpC起始浓度(mol/L)abnxcpx转化浓度(mol/L)xmm nx某时刻浓度(mol/L)axbmcm【课堂专练】见课件【重难点详解】三、化学反应速率的应用1、用不同的物质来表示反应速率。14NH3+ 5O2= 4NO + 6HO5L,30s2室温时NO的物质的量增加了0.3
24、mol则此反应的平均速率可表示为()A、v (O)=0.01 mol/Ls2B、 v (NO)=0.008 mol/LsCv (HO)=0.003 mol/Ls2Dv (NH)=0.002 mol/Ls32、比较反应速率的大小例 2、反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同情况下的反应速率分别为V(A) = 0.15molL-1s-1V(B) = 0.6molL-1s-1V(C) = 0.4molL-1s-1V(D) = 0.45molL-1s-1则该反应在不同条件下速率快慢顺序【归纳小结】(1(2计量数之后的数值。数值越大,反应进行得越快。3、根据各物质的浓度变化量之比写出化学方程
25、式。31mol/LX2和 Y ,在密闭容器中反应生成2气体 Zt minc(X)=0.4mol/L ,2c(Y)=0.8mol/L ,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为:24、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。4、在密闭容器中ABC,其反应速率分别用V(A)V(BV(C)V(A)、V(B)、V(C)2V(B)=3V(A),3V(C)=2V(B)。则此反应可表示为( )A、2A+3B=2CB、C、3A+B=2CD、A+B=C【课堂专练】见课件【讲解】四、化学反应速率的测定1化学反应速率是通过实验测定的。2(1)直接可测量或观察的性质,如释放出气体的体积和颜色的深浅变化
26、。(2)依靠科学仪器才能测量的性质,如体系的压强、光的吸收、光的发射、导电能力等。(3)在溶液中,当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。AB(40mL 1 molL1 和 40 mL 4 molL1 的硫酸后都立即产生气泡,我们可以根据产生10mL的氢气所需要的 A、B H2的体积来判【课堂专练】见课件【课堂小结】【板书设计】化学反应速率 12、化学反应速率的测定第二章 化学反应速率与化学平衡第一节 化学反应速率2【教学目标】通过实验,从宏观上认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的【教学重难点】1、重点:浓度、压强
27、对化学反应速率影响的一般规律。2、难点:运用有效碰撞理论解释浓度、压强对化学反应速率的影响。【教学过程】一、导入新课等因素也会影响反应速率,那么这几种因素是如何影响化学反应速率的呢?二、讲授新课(一) 定性和定量研究影响化学反应速率的因素【师】首先我们先来探究浓度对化学反应速率的影响。【实验探究 1】探究浓度对化学反应速率的影响【学生活动】分组实验,总结现象与结论。【投影】实验记录及结论实验目的实验目的试剂种类及用量实验现象结论0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/L2mLNaSO2 2 3HSO24探究浓度对反应速率的影响均出现黄色沉淀,且滴加0.5mol/LHSO24浓度越大,反应
28、速率越快0.1mol/L5mLNaSO2 2 3现黄色沉淀0.5mol/L H SO24溶液 2mL【师】当其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;降低反应物浓度,化学反应速率减小【名师点拨】1.浓度对化学反应速率影响的注意事项固体和纯液体的浓度可视为常数,改变其物质的量,对反应速率无影响。若某物质的浓度变化改变了其性质,反应实质可能发生改变,要具体分析反应速率的变化(但常温下铁遇浓硫酸钝化。就越快,故块状固体可通过研磨来增大表面积,从而加快反应速率。反应速率的改变。【师】温度又是怎样影响反应速率的呢?【实验探究 2】探究温度对化学反应速率的影响【学生活动】分组实验,总结现象与结论。
29、【投影】实验记录及结论实验实验目的试剂种类及用量温度实验现象结论0.1mol/L Na S O 溶0.1mol/L Na S O 溶2 2 3液 5mL蒸探究温度对反应速率的影响0.1mol/L5mLH SO24馏水0.1mol/L5mLNaSO2 2 3均出现黄色沉淀,且热水中的试管中先出现黄色沉淀温度越高,反应速率越快0.1mol/L H SO 溶24液 5mL热水【师】当其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。【名师点拨】 2.温度对化学反应速率影响的注意事项升高温度,反应速率都增大,降低温度,反应速率都减小。对于可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,
30、但吸热反应方向的反反应速率减小的程度更大。24【师】有些反应会用到催化剂,那么催化剂对于反应速率又有怎样的影响?【实验探究 3】探究催化剂对化学反应速率的影响【学生活动】分组实验,总结现象与结论。【投影】实验记录及结论实验目实验目的试剂种类及用量实验现象结论探究催5%HO2 2产生气泡不明显催化5%HO溶液+0.5mol/L FeCl 溶液产生大量气2 23泡【师】他条件相同时,加催化剂能增大反应速率。【名师点拨】 3.催化剂对化学反应速率影响的注意事项同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。)规律:选用合适的催化剂,能使反应速率增大。反应物之间同时发生多个反应时,催化剂有选择性,
31、可以提高目标产物的比率。【师】压强又是怎样影响反应速率的呢?【讲解针对有气体参加的压强的变化仅由反应容器的容积变化引起的反应大压强(减小容器体积)反应物浓度反应速率,反之,反应速 ;对只有固体或纯液体参加的反应,压强变化几乎不影响反应速率。【名师点拨】 4、对有气体参加的反应,压强对化学反应速率的影响可简化理解如下【课堂专练】二、活化能下面通过活化能和简单碰撞理论对这一问题进行讨论。过多个反应步骤才能实现。都称为基元反应。程又称反应机理。自由基:像上述反应历程中的 I 一样,带有单电子的原子或原子团叫自由基,如 O 自由基。次碰撞都能发生反应。能够发生化学反应的碰撞我们称之为有效碰撞。叫做反应
32、的活化能。【投影】【讲解】如上图所示,E 表示反应的活化能;E 表示活化分子变成生成物分子放12出的能量;EEH)。12【师】解释化学反应过程【师】接下来我们一起来用有效碰撞理论解释活化能与反应速率的关系【讲解】在一定条件下,活化分子所占的百分数是固定不变的,活化分子的百分数越大单位体积内越多单位时间内 的次数越多化学反应速率就越快。【师】如何运用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响(1)运用有效碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响:规律:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率加快;反之,反应速率减慢。影响影响单位体积内外因有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数增大浓度(2)
33、运用有效碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响:规律:当其他条件不变时,升高温度,反应速率加快;反之,反应速率减慢。理论解释:影响单位体积外因分子总数活化分子数有效碰撞次数化学反应速率升高温度【名师点拨】分子百分数提高,活化分子间的有效碰撞频率变大,故反应速率增大。【讲解】 (3)运用有效碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响:规律:当其他条件不变时,使用适当的催化剂,较大程度地增大化学反应速率。理论解释:影响单位体积外因分子总 活化分子数数有效碰撞次化学反应速数使用催化剂(4)运用有效碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响:规律:当其他条件不变时,对于有气体参加的反应,增大压强(减少容器的容积)
34、相当于增大反应浓度,反应速率加快;减小压强(增大容器的容积)相当于减小反应浓度,反应速率减慢。理论解释:影响单位体积内有效碰撞次数化学反应速率外因分子总数活化分子数增大压强【归纳小结】注意:变。率。【课堂专练】【课堂小结】【板书设计】2.1.2 影响化学反应速率的因素一、定性和定量研究影响化学反应速率的因素1:2:3:二、活化能1、基元反应与反应历程2、有效碰撞与活化能3、活化分子和活化能第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡第 1 课时 教学设计【教学目标】 1知道化学平衡状态的特征,判断反应是否达到化学平衡状态。【教学重难点】化学平衡状态的判断【教学过程】1.新课导入【回顾旧知】【
35、基础初探】并不陌生,比如某种固体在水中的溶解就存在限度固体,其质量虽然不变,但是他的外形却在变化,小晶体会长大,有的棱角会消失。【思考交流】既然“固体溶解”和“溶液结晶”这两个过程一直存在,为什么在起初,我们只看到了其中之一的“固体溶解”;而在溶液饱和后,一个也看不到了。2.新课讲授【板书】一、可逆反应【设疑】很多化学反应是可逆的。什么是可逆反应?可逆反应有什么特点?【师】1、在相同条件下,既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的化学反应。可逆反应用反应。连接,把从左向右进行的反应称作正反应,从右向左的进行的反应称作逆2、特点:可逆反应具有双向性、双同性、共存性。3、常见的可逆反应【思考交流
36、】只有可逆反应才有限度,才有化学平衡,那么什么是化学平衡?【师】以CO+H2OCO2+H2为例,有关物质的浓度随时间变化如图所示。0,逆反应速率为【师】我们可以借助图像来理解化学平衡的建立。【板书】二、化学平衡的建立【师】 当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组学平衡状态,简称化学平衡。化学平衡是一种动态平衡。【板书】三、化学平衡状态强调:对象:可逆反应实质:正反应速率=逆反应速率标志:反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态【师】根据化学平衡的概念,想一想化学平衡的使用范围、内在本质、外在标志、条件及特征。【生】思考并回答。【板书】四、化学平衡的特征【讲解】逆 研
37、究的对象是可逆反应等 即正反应速率和逆反应速率相等动 正、逆反应速率相等但不为 0,化学平衡为一动态平衡定 条件一定时,平衡体系中各组分的含量保持不变变 改变条件,平衡一般要发生移动,直至建立新的平衡【思考交流】怎样证明一个可逆反应达到平衡状态了?就是找证据: 正逆相等;变量不变。物中各组分的浓度保持不变的状态。这也是判断化学平衡的直接依据。【设疑】判断化学平衡还有哪些依据?【板书】五、化学平衡状态的判断方法【总结】化学平衡状态的判断方法1.直接判断:v=v(2)各物质的浓度保持不变。2.间接判断:各物质的百分含量保持不变(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。(4)反应物的转化率保持不变。(
38、5)平衡体系的颜色保持不变。(6)绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。3.特殊判断:混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而改变,(适用于m+np 的反应)混合气体的平均相对分子质量混合气体的密度在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比。【课堂练习】例3、在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体发生如下反应X(g)+2Y(g)此反应达到平衡的标志是:( )A、容器内压强不随时间变化B、容器内各物质的浓度不随时间变化 C、容器内、YZD、单位时间消耗 0.1m
39、olX 的同时生成 0.2molZ【课堂小结】【板书设计】化学平衡状态第一节 化学平衡的建立二、化学平衡的状态判断化学平衡状态的依据v正=v逆0各物质的浓度保持不变。第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡第 2 课时 化学平衡常数【教学目标】知道化学平衡常数的含义,会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。应用化学平衡常数判断可逆反应进行的程度、方向以及反应的热效应。能够利用化学平衡常数进行简单的计算。【教学重难点】1.重点(2)运用化学平衡常数进行简单计算2.难点运用化学平衡常数进行简单计算【教学过程】1.新课导入【探究活动】在一定温度下,化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关
40、系呢?我们以反应 H(g)+I(g)22后可以得到什么结论?2HI(g)为例进行分析。分析并验算表中所给的数据,最【投影】在 457.6时,该反应体系中各物质的浓度如下表所示:【师】分析上表的数据,可以得出以下结论:【投影】结论通过分析实验数据得出:c 2 (HI)1、温度不变时,c(H) c(I2)K22、常数K 与反应的起始浓度大小无关;3、常数K 与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过程无关。2.新课讲授【板书】 一、化学平衡常数K投影1.K 表示。【师】刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的其,但如果对于任意一个可逆化学反应pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢?K【板书】
41、2. 表达式对于任意反应mA+nBpC+qD K=【师】那么有哪些注意事项呢?【学生活动】(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。若化学方程式中各物质的化学计量数成比例扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。【提问】化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征,那么化学平衡常数 K 的大小有什么意义呢?【讲解】可以从平衡常数K转化率也越大;反之K【投影】4. 化学平衡常数的意义:平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。一般来说, 当 K105 时,通常认为反应基本进行完全;当 K105 时,该反应进行得就基本完全。【板书】(2)利用可判断反应的热效应1:H
42、(g)+I(g)-2HI(g),的平衡常数与温度的关系如下:温度623K温度623K698K763K浓度平衡常数66 .954.445.9通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反应的正方向是.【板书】(3)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行:对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+ qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物浓度和生成物的浓度有如下关系:Qc=Cp(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B),叫该反应的浓度商。思考:在平衡之前,Q 一直在变大,为什么?小结:任何可逆反应的最终目标都是Q=KQK ,V V ,反应向正反应方向进行c正逆QK ,V =V
43、,反应处于平衡状态c正逆QK ,V 0(s)(g)(s)2(g)其平衡常数可表达为: K=(CO2)(CO),已知 1100,K=0.263;1100时,测得高炉中 (C2)=0.025mol/,(CO)=0.1mol/,在这种情况下该反应是否处于平衡状态 填 “是”或“否此时化学反应向方向进行,其原因是利用可计算转化率【提问】什么叫反应物的转化率?【副板书】某指定反应物的转化率= 指定反应物的起始浓度 指定反应物的平衡浓度 100%指定反应物的起始浓度反应物的转化率。正反应方向移动。【课堂专练】3、在某温度下,将H2(gI2(g0.1mol10L器中,充分反应达到平衡时,测得c(H2)=0.
44、0080mol/L反应的平衡常数其它条件不变,充入的H2(g)和I2(g0.2mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。【课堂小结】化学方程式不同,平衡常数表达式也不同。 2在温度一定时,对某一具体化学反应来说,化学平衡常数是一个常数,它与浓度无关;但计算平衡常数时又必须用到化学平衡状态下的各物质的浓度。 3利用化学平衡常数进行计算、判断时,要理清是什么状态下的浓度。【板书】一、化学平衡常数1.定义表达式K二、化学平衡常数的应用1.判断反应进行的程度利用K计算转化率判断平衡移动方向化学平衡常数第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡3【教学目标】 1了解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)方
45、向。了解勒夏特列原理在生产生活和科学研究领域中的重要作用。1.重点2.难点了解勒夏特列原理,培养分析、推理、归纳、总结的能力。【教学过程】1.新课导入引入自制汽水。思考交流1、瓶中怎么会有大量气泡?2、随着时间推移,瓶中气泡逐渐减少,你能分析原因吗?3、是什么因素影响了气体的溶解度?研究。2.新课讲授板书 2.2.3 影响化学平衡的因素一、化学平衡的移动后,vv投影师我们应该如何判断平衡移动的方向呢?同学们思考一下。学生活动学生思考并回答:若v 正v 逆:平衡向正反应方向移动;若v 正v 逆: 反应达到平衡状态,平衡不移动。若v 正v 逆:平衡向逆反应方向移动。平衡向正反应方向移动。【思考交流
46、】 如何通过改变条件来打破旧平衡?学生活动可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡,建立新平衡。实验探究 1.2滴加饱和 FeCl3溶液滴 1mol/L KSCN 溶液滴加NaOH溶液现象红色加深红色加深有红褐色沉淀生成, 液红色变浅【结论】增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动减小反应物的浓度平衡向逆反应方向移动实验探究 3、4滴加310滴浓HSO滴加1020滴6mol/LNaOH24KCr溶液溶液橙色加深溶液黄色加深22 7【结论】增大生成物的浓度平衡向逆反应方向移动减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动【小结】浓度对化学平衡的影响的规律在其他条件不变时 ,增大反应物浓度或减小生成物的浓度
47、,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物的浓度化学平衡向逆反应方向移动化学平衡aAbBcCdD(A、CD为非固)浓度变化增大反应物浓度v(速率变化随后增大,v(正)增大生成物浓度v(随后增大, v(减小反应物浓度v(随后减小,减小生成物浓度v(随后减小,v(v(正)平衡移动方向v(逆) 正反应方向v(正)v(逆)v(正)v(逆)逆反应方向逆反应方向v(逆) 正反应方向vt 图像在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使规律学平衡向正反应方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使学平衡向逆反应方向移动随堂练习见课件拓展提2、可逆反应HO(g)
48、+ C(s)CO(g) +H(g)在一定条件下达22到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO 的浓度有何变化?增大水蒸气浓度加入更多的碳增加H2浓度强调增加固体或纯液体的量,因浓度为一常数,变化量为0在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小v(v移动。作为离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度才对平衡有影响,像 FeCl33KSCN Fe(SCN)3KCl,增加KClKCl3提高另一价格较高的反应物的转化率,以降低生产成本。思考交流化学平衡的移动能完全抵消浓度改变给可逆反应所带来的影响吗?师 总的来说:化学平衡的移动能削弱浓度改变给可逆反应所带来的影响,但并
49、不能完全抵消。减弱这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理。板书 三、勒夏特列原理改变影响平衡的一个条件,如温度、浓度或压强等。强调平衡移动原理中的“减弱”具有双重含义:从结果看,平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能完全消除外界条件的改变。如平衡体系的压强为p,若其他条件不变,将体系的压强增大到 2p,平衡将向气态物质体积减小的方向移动,达到新平衡时体系的压强介于p2p 之间。条件,化学平衡状态是否会发生变化?如何变化?过渡对于放热或吸热的可逆反应,当反应达到平衡后,改变温度也会使化学平衡发生移动。实验探究 5、6思考与交流:请用勒夏特列原理解释以上现象,并画出v-t 图像? 投影2.
50、温度对化学平衡的影响化学平衡aAbB cCdD H0aAbBaAbBaAbB cCdD H0cCdD H0cCdD 升温升温升温升温降温降温v(正)、v(逆) 同时增大, v(正)v (逆)v(正)、v(逆) 同时增大,v(逆)v(正)v(正)、v(逆) 同时减小,v(正)v(逆)v(正)、v(逆) 同时减小, v(逆)v (正)正反应方向逆反应方向正反应方向逆反应方向速率变化平衡移动方向vt 图像在其他条件不变的情况下,升高温度平衡向吸热方向移动,降低温度平衡向规律放热方向移动随堂练习见课件小结总的来说:化学平衡的移动能削弱温度改变给可逆反应所带来的影响,但并不能完全抵消。(减小容器的容积)
51、会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强(增大容器的容积,小压强都不能使化学平衡发生移动。实验探究 7、8现象:B.投影3.压强对化学平衡的影响aA(g)bB(g)化学cC(g)dD(g)平衡aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)abcdabcdabcd体系压强增大压强减小压强增大压强减小压强增大压强减小压强的变化v正v逆v正v逆v正v逆v正v逆v正v逆v正v逆速率变同时增大, 同时减小,同时增大, 同时减小,同时增大,同时减小,化且 v 正 且 v 逆且 v 逆 且 v 正且v正且v正v逆v正v正v逆v逆v逆平衡移动方向正反应方向 逆反应方向逆
52、反应方向 正反应方向不移动不移动vt 图像在其他条件不变的情况下,增大压强,平衡向气态物质体积减小的方向移动;减小 规律压强平衡向气态物质体积增大的方向移动反应物与生成物的气体分子数相等时改变压强平衡不移动强调(1)无气体参与的化学反应,由于改变压强不能改变化学反应速率,所以改变压强不能使无气体物质存在的化学平衡发生移动。程度地改变,因此增大或减小压强不能使其化学平衡发生移动。各反应组分的浓度减小。随堂练习见课件4、催化剂对于化学平衡的影响剂可影响可逆反应达到平衡的时间。随堂练习见课件【课堂小结】物浓度,平衡向逆反应方向移动。升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。
53、3.体体积增大的方向移动。4.催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡移动没有影响。【板书设计】二、勒夏特列原理三、影响化学平衡的因素浓度、压强、温度影响化学平衡的因素第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学反应的方向教学目标1、知道化学反应是有方向的。2、知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。3、能判断熵的变化(熵增或熵减)4、能判断简单反应能否自发进行。教学重难点重点:难点:教学过程一、导入新课【展示】瀑布和人工排水【则需要借助水泵,持续消耗电能,将低处的水送至高处。通过这两个现象,我们可以清楚的知道什么是自发过程。二、新课讲授【生】一定的条件下,不需要其它外力作用就能自动
54、进行的反应称为自发过程。【师】列举生活中的自发过程。【生】冰融化、墨水扩散等。应称为自发反应。比如:金属生锈、酸碱中和反应等。1是非自发的气和氧气。【深入理解 2发生的速率。非自发“也不代表不能发生。比如:处于高水位的水有向低处流动的趋势但是现在被大拦截,此过程并没有实际发生,但是有发生的趋势。【师】自发过程是在一定条件下不需要外力自动进行的过程。【提问】自发过程有什么特点呢?【学生】讨论回答【师】体系趋向于从高能状态转变为低能状态 (体系对外部做功或者释放热量)。在密闭条件下,体系有从有序自发转变为无序的倾向。【提问】你们认为什么类型的化学反应更容易发生呢?【学生】讨论回答【过渡】对于一个化
55、学反应,我们如何判断反应方向呢? 任务一:分析下列反应进行的方向与H 之间的关系:2Na(s)+2HO(l)=2NaOH(aq)+H(g),该反应是热反应,H0,常温下22 自发进行。4Fe(OH)(s)+2HO(l)+O(g)=4Fe(OH)(s)2223应的H0。【生】分析:该反应是放热反应 AH0 常温下能自发进行。在常温下能自发进行该反应的H0 的吸热反应则不能自发进行提出用焓变来判断反应进行的方向这就是所谓的焓判据。能量趋于降低,HS(l)S(s)2态物质生成较多的气态物质,体系的混乱度也增大【归纳小结】熵的大小规律(混乱度大,而液态分子比固态分子的间隔要大,所以,S(g)S(l)S
56、(s),即气态液态固态。与物质的量有关:物质的量越大,分子数越多,熵值越大。不同物质熵值间的关系:物质的组成越复杂,其熵值越大,一般组成物【提问】请说说下列吸热反应能够自发进行的原因。 2N O (g)=4NO(g)+O(g) H= +56.7kJ/mol2 522(NH)CO(s)=NHHCO(s)+NH(g) H=+74.9kJ/mol4 23433【提问】熵减的反应一定不能自发进行吗?【学生】不一定【师】有些熵值减小的反应,在一定条件下也能自发进行。例如:乙烯聚合为聚乙烯的反应,就是熵减的过程,即S 0,再如:2NO(g)+2CO(g)=N(g)+2CO(g)4Fe(OH)(s)+O(g
57、)+2HO(l)=4Fe(OH)(s)222223焓变和熵变。任务三 化学反应方向的复合判据体系自由能变化(符号为G,单位为kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,用来定量评价焓变和熵变在反应过程中作用的关系称之为吉布斯公式:G=H-TS,G 为吉布斯自由能。【师】利用吉布斯自由能的大小,可以判断反应的自发性:G=H-T0,S0H0,S0H、S 的具体数值而定。【深入认识】【活学活用】见课件板书设计一.自发过程二.化学反应的自发反应1、化学反应的方向2、自发过程与自发反应3、焓变与反应方向三熵变与反应方向第二章 化学反应速率与化学平衡第四节 化学反应的调控教学目标1、认识化学反应速率和
58、化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要意义,能讨论化学反应条件的选择和优化。2、能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。教学重难点重点:利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。难点:利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。教学过程一、导入新课合成氨的发展:2030发展,我国已经拥有了许多不同流程、不同规模的合成氨工厂。1/3。合成氨的应用:合成氨工业是关系我国国民经济的重要行业,是我国化肥工业的基础,也是传统煤化工的重要组成部分。氨是重要的化工原料,主要用于制造氮肥、硝酸、丁腈橡胶等;氨在冶金、机械加工、电子、造纸等行业用途广
59、泛。二、新课讲授【展示】合成氨的热化学方程式【设疑】根据热化学方式你能概括出合成氨反应的特点吗?【学生概括】可逆性:反应为反应体积变化:正反应是气体体积的反焓变: H0提高平衡混合物中按的含量?请填入下表。影响因素影响因素对合成氨反应的影响浓度温度压强催化剂增大合成氨的反应速率提高平衡混合物中氨的含量的反应速率增大且有利于提高平衡混合物中氨的含量。催化剂可以增大反应速 氨的含量/%量的变化情况(初始时氮气和氢气的体积比是 13)。分析表中数据,结合合成氨的含量/%温度/0.1 MPa10 MPa20 MPa30 MPa60 MPa100 MPa20015.381.586.489.995.498
60、.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.1013.823.131.410 MPa30 MPa。根据平衡移动原理,合成氨应该采用低温以提高平衡转化率。实验数据也说明了这一点。但是,温度降低会使化学反应速率减小,达到平衡所需时间变长, 这在工业生产中是很不经济的。因此,需要选择一个适宜的温度。目前,在实际生产中一般采用的温度为 400500 。【提问】合成氨采用低温时可提高转化率,但为何未采用更低的温度?【学生】小组讨论并回答。【师】温度太低,反应
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