化学反应原理

《化学反应原理》

教材分析与教学建议华东师范大学化学系张新宇12教材整体特征同中有变与原教材有相似之处与《化学2》有相似之处内容变化要求变化学生基础变化内容组织变化31.教材内容有所增加新增内容:

熵与熵变、化学反应的方向性、电离常数、沉淀溶解平衡

对于新增内容，我们首先需要理清其中的基本原理，在此基础上认识标准对这些内容的教学要求，并选择恰当的教学方法进行教学。

4２.教学要求有所提高内容原要求现要求盖斯定律阅读能应用盖斯定律进行计算原电池无盐桥有盐桥化学平衡常数了解知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应的转化率各种因素对化学反应速率影响利用碰撞理论解释利用碰撞理论和过渡态理论解释53.学生基础有所变化必修化学化学反应原理举例化学反应速率、化学反应限度、反应热、原电池、电解等要求通过实验简单认识化学反应原理全面、系统地认识化学反应原理教材衔接

在《化学反应原理》中适当提及必修化学中的相关内容，但不简单重复。教学建议

通过适当方式，引导学生在回忆必修化学相应内容的基础上学习新内容。64.内容组织有所变化(1)通过多种方式，促进学生理解设置探究活动7引导学生分析8呈现微观过程9(2)通过多种途径，引导掌握科学方法

探究方法明确问题—提出假设—设计方案—实施方案—获取结论—交流讨论10归纳方法11演绎方法12比较方法13(3)关注化学与社会联系，突出化学应用价值

14专题1化学反应与能量变化化学反应中的热效应化学反应的焓变反应热的测量与计算能源的充分利用化学能与电能的转化原电池的工作原理化学电源电解池的工作原理及应用金属的腐蚀与防护金属的电化学腐蚀金属的电化学防护15反应热热化学方程式键能估算表示方法测量盖斯定律数据获取途径能源充分利用应用1.第一单元知识体系162.化学反应的焓变（1）对焓变的描述更为具体；（2）重点由应用热化学方程式进行计算转变为热化学方程式的书写；（3）为反应热的测量与计算作铺垫。17焓变教材第2页：在化工生产和科学实验中，化学反应通常在敞口容器中进行，反应体系的压强与外界相等，即反应是在恒压条件下进行的。在恒温、恒压条件下（严格说来，只做体积功，不做其他功），化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变（ΔH）。18为什么恒压热效应等于焓变

根据热力学第一定律，体系的热力学能（内能）变化

ΔU=Q+W在恒压条件下，ΔU=Qp+W=Qp－

p

（V2－V1）即恒压热效应Qp=ΔU+p

（V2－V1）热力学规定焓H=U+pV在恒压条件下，焓变ΔH=U2+pV2－

U1－pV1=（

U2

－

U1）+p

（V2－V1）=ΔU+p

（V2－V1）=Qp19焓变受哪些因素的影响

焓变受温度及压强的影响。在热化学方程式中的热效应一般并不注明温度与压强，这是特指在298K、101kPa条件下的焓变。

由于知识基础的欠缺，学生理解焓变时存在较大的困难。教材出于严密性的考虑，对焓变作了较为详细的说明，在教学过程中可以将重点放在热化学方程式的应用上，而不必强调焓变的概念，更不必强调焓变的使用条件。203.反应热的测量问题阅读P5问题解决，思考要获取反应热数据，需要知道什么条件？讨论需要知道一定量的物质在反应中的热量变化。问题如何知道反应过程中的热量变化思考热量变化表现为温度变化，可以测定温度变化设计学生在设计基础上提出实验方案21224.盖斯定律（1）对比①、③，你能从中找到时什么规律？（2）③放出的热量为什么比④多？你能否据此估计水液化所放出的热量？235.能源的充分利用24问题为什么将煤转化为水煤气进行燃烧分析转化后一氧化碳与氢气燃烧放出的热量比碳燃烧放出的热量多问题若我们将煤转化为水煤气时消耗的热量考虑进去呢分析根据盖斯定律，并不会增加放出的热量问题那为什么还要进行转化呢解决为了提高燃烧效率，减少环境污染25化学能化学电源原电池工业生产电能电解6.第二单元知识体系267.原电池原理27盐桥的制作将盛有3g琼脂和97mL水的烧瓶置于水浴中加热，直至琼脂完全溶解，然后加入30gKCl，充分搅拌，等氯化钾完全溶解后，趁热用滴管将此溶液装入U形管中，静置，待琼脂凝结后即可使用。多余的琼脂—氯化钾用磨口塞塞好，使用时重新加热。若无琼脂，也可以用棉花将内装有氯化钾饱和溶液的U形管两端塞住来代替。28电池设计要求的提高298.电解原理电解熔融氯化钠电解氯化铜溶液电解饱和食盐水电镀银非水体系水溶液，但水不参与电解水溶液，水参与电解水溶液，电极参与电解由浅入深引导学生逐步实现对电解原理的掌握30引导掌握分析思路S2－

I－

Br－

Cl－

OH－

NO3－

SO42－

失电子由易到难31放电顺序328.金属的腐蚀与防护铁生锈是铁与水、氧气作用初中覆盖防腐化学1知道铁锈是如何形成的牺牲阳极法化学反应原理全面认识析氢腐蚀与吸氧腐蚀全面认识防腐方法3334防腐设计：（1）最常用的防腐方法—覆盖防腐。（2）问题：若镀层被破坏，会有什么问题呢？（3）分析：Zn-Fe、Sn-Fe原电池。（4）总结：牺牲阳极保护法。（5）问题：有没有其他让阴极得到电子的方式是什么？（6）总结：直接通电流。专题2化学反应速率与化学平衡化学反应速率化学反应速率的表示方法影响化学反应速率的因素化学反应的方向和限度化学反应的方向判断化学反应方向的依据化学平衡状态化学平衡常数化学平衡的移动浓度对化学平衡的影响压强变化对化学平衡的影响温度变化对化学平衡的影响351.化学反应速率的表示方法注重科学方法的使用36372.影响化学反应速率的因素化学2浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响化学反应原理各种因素对化学反应速率的影响实验—观察—分析—结论碰撞理论和过渡态理论化学反应速率的应用猜想—设计—实验—分析—结论38案例介绍1.提出问题：下列情况下氮气与氢气能否反应，为什么？（1）将两种气体在常温下混合；（2）将两种容器置于不同容器中加热。2.分析总结：单位体积内（1）反应物碰撞机会越多，反应速率越快；（2）具有较高能量的活化分子的比例越高，反应速率越快393.浓度对化学反应速率的影响提出假设：浓度越大，分子之间的碰撞机会越多，反应速率越大。设计方案：选择不同浓度的溶液进行实验，如用不同浓度的盐酸与其他物质反应。进行实验：不同浓度的盐酸与碳酸氢钠的反应。实验现象：浓度大的盐酸产生氢气的速率快。实验结论：浓度越大，反应速率越快。404.压强对化学反应速率的影响。（略）5.温度对化学反应速率的影响。（注意不必强调活化分子比例的增加与碰撞机会的增大到底哪个起主要作用）6.催化剂对化学反应速率的影响。（说催化剂加快化学反应速率是否恰当？）413.自发反应自发反应：在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应请注意：一定条件，若认为条件是常温，这就可能导致判断的错误，如认为（1）锌和硫酸铜的反应是自发反应，而（2）氧气与氢气的反应、（3）碳酸钙的分解是非自发反应。事实上，三者都是自发反应，只不过（1）是常温下的自发反应，（2）也是常温下的自发反应，只不过反应速率很慢，而（3）是高温下的自发反应。424.化学反应方向的判断ΔG=ΔH－TΔS；ΔG<0，自发；ΔG>0，非自发；ΔG=0，平衡状态判断依据存在困难对ΔG（kJ·mol-1）的理解；对熵的理解（J·mol-1·K-1）教材处理放热有利于反应自发进行，熵增有利于反应自发进行（从生活引入）教学建议不宜出现ΔG，不宜提及ΔH<0、ΔS<0及ΔH>0、ΔS>0的情况435.化学平衡常数引入平衡常数的作用：（1）有利于判断反应是否达到平衡；（2）有利于判断化学平衡移动的方向；（3）有利于进行定量计算。

44平衡常数与温度的关系若化学反应为放热反应，

<0，随着温度的升高，平衡常数逐渐减小；若化学反应为吸热反应，

>0，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大。45平衡常数的书写注意对水的处理46平衡常数的计算850K时，在一密闭容器中充入二氧化硫和氧气，当上述反应达到平衡后，测得二氧化硫、氧气和三氧化硫的物质的量浓度分别为、、若将2mol二氧化硫、1mol氧气注入体积为1L的密闭容器中，在

850K时达到平衡，求平衡时二氧化硫的转化率。

4748设参与反应的二氧化硫的物质的量浓度为x495.化学平衡的移动对于反应aA+bB=dD+eEQ与K的表达式相同，均为，所不同的是，计算K时所用浓度是平衡浓度，而计算Q时所用浓度是任一瞬间的浓度。Q<K，平衡正向移动；

Q>K，平衡逆向移动；Q=K，平衡不移动；50教学方法的改变实验观察分析结论假设方案设计方案实施实验观察实验分析实验结论51案例分析—浓度对化学平衡的影响1.提出问题：请写出反应的平衡常数表达式，并思考若增加氢离子浓度（或减小氢离子浓度），平衡是否仍然得到保持，若无法保持，可能向什么方向移动？2.学生分析：增加氢离子浓度后，Q变小，此时Q<K，平衡向正反应方向移动；减小氢离子浓度后，Q变大，此时Q>K，平衡向逆反应方向移动。523.方案设计：欲增加氢离子浓度，可以向其中加入少量酸，而欲减少氢离子浓度，可以向其中加入少量碱。4.进行实验：向铬酸钾溶液中加入硝酸后，溶液颜色由黄色变为橙色，继续向其中加入氢氧化钠溶液后，溶液颜色由橙色变为黄色。5实验分析：增加氢离子浓度，溶液颜色加深，说明平衡正向移动；减小氢离子浓度，溶液颜色变浅，说明平衡逆向移动。53专题3溶液中的离子反应弱电解质的电离平衡强电解质和弱电解质弱电解质的电离平衡常见的弱电解质溶液的酸碱性溶液的酸碱性酸碱中和滴定盐类的水解盐类的水解规律影响盐类水解的因素沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡的应用541.强电解质和弱电解质552.电离平衡—化学平衡的具体应用56平衡常数的应用教材P62：一般而言，弱电解质溶液的浓度越大，电离度越小；弱解质溶液的浓度越小，电离度越大。

HAH++A-

若将溶液体积变为原来的2倍，则Q＜K，平衡向电离方向移动，即电离度增大。57电离常数的计算已知某温度下，1.00醋酸中氢离子浓度和醋酸根离子的浓度均为

，求0.1醋酸的电离度。

580.1-xxx因为c/K>400，所以该过程可简化为593.酸碱中和滴定如何测定酸碱溶液的浓度可用酸碱中和滴定无颜色变化，怎么办选用指示剂指示剂的使用酚酞等指示剂的变色点均不为7，误差多大需要测定反应过程中pH的变化pH剂的使用604.盐类的水解强化了影响盐类水解的因素：（1）电解质越弱，其对应盐的水解程度越大；（2）温度越高，盐的水解程度越大；（3）盐的浓度越小，水解程度越大。61在教学过程中注意应用化学平衡移动的原理解决水解平衡的问题。提出问题：盐溶液有无酸碱性进行实验测定酸性归纳与分类的关系分析呈现酸碱性的本质原因水解方程式的书写中性碱性62案例介绍1.提出问题：我们已经知道，明矾溶于水后会产生具有吸附性的氢氧化铝，而碳酸钠溶于水后显碱性，说明它们在水中发生了变化，那么，这种变化是如何发生的呢？2.引导分析：（1）在氯化铝溶液中存在哪些电离，产生哪些离子？（2）铝离子和氢氧根离子结合后，溶液中哪些离子的浓度发生变化，对电离平衡产生什么影响？（3）电离平衡移动后，溶液中氢离子和氢氧根离子浓度的关系如何变化？溶液的酸碱性如何变化。633.学生分析：请按照类似于明矾溶于水后的分析顺序，分析碳酸钠溶液为什么显碱性？4.提出问题：你认为氯化钠溶液、醋酸钠溶液、氯化镁溶液、氯化铵溶液应呈现何种酸碱性？5.进行假设：学生进行思考，根据分析思路进行估计。6.实验验证：测定上述溶液的酸碱性，以验证提出的假设。645.溶解度与Ksp溶解度和Ksp均能反映物质在水中的溶解能力，但两者的关系并不是简单的正比关系。65有无必要建立溶解度与Ksp之间的关系66Ksp的应用MA（s）

Mn+（aq）

+An-（aq）（1）c（Mn+）·c（An-）-=Ksp饱和溶液，沉淀与溶解处于平衡状态。（2）c