化学备课组校本教材教案

校本教材教窠

高二

化学

目录

第一章化学反应与能量转化

第一节化学反应的焙变.............................1

第二节电能转化为化学能一一电解.....................8

第三节化学能转化为电能一一电池.....................11

第二章化学反应的方向'限度与速率

第一节化学反应的方向................................16

第二节化学反应的限度................................18

第三节化学反应的速率...............................22

第四节化学反应条件的优化一一工业合成氨.............25

第三章物质在水溶液中的行为

第一节水溶液.......................................27

第二节弱电解质的电离盐类的水解...................31

第三节沉淀溶解平衡.................................37

第四节离子反应.....................................42

主编

本册主编

编写人员

第一章化学反应与能量转化

第一节化学反应的婚变

本节教材在学习了化学反应中的能量变化的知识基础上，对反应热进一步深化认识,

引入含的定义，再进一步分析化学反应中的物质的焙变，最后用热化学方程式表示出反

应中涉及物质变化及熔变。

一、教学目标

1.知识与技能

(1)化学反应中物质变化和能量变化的实质学会从微观角度认识化学反应的反应热

及熔变。

(2)了解焙的定义，了解化学过程中的熔变，掌握热化学方程式的书写。

(3)掌握盖斯定律及焰变的简单计算。

2.过程与方法

(1)学习通过过程分析的方法，运用抽象与概括、对比异同点进行思维加工，形成概

念。

(2)提高分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。

3.情感态度与价值观

(1)激起探索未知知识的兴趣，体验探究未知世界的乐趣。

(2)体验概念的形成过程，感受理论知识的科学美。

(3)增强认识科学世界的信心。

二、教学分析

本课时的重点、难点放在对焙的理解及热化学方程式的书写上。

三、重点、难点

1.知识上的重点、难点

教学重点：靖、焙变的含义：焙变与化学反应吸热、放热的关系；热化学方程式的

书写。

知识难点：焰的概念的理解；热化学方程式的书写。

2.方法上的重点、难点

学习焰以及焰变这些比较抽象的概念，要通过具体实例提出问题、分层剖析、形成

概念。

四、教学方法

探究法，引申法，问答法，阅读法，讲练法。

五、教学过程设计

【引入课题】我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有

热能放热反应：

能量变化-电能化学反应«

■光能思吸热反应：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、氯化镂固体与氢氧化钏晶体的反应、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：

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

-、化学反应的反应热

反应热：当化学反应的反应物与生成物的温度相同时，化学反应释放或吸收的能量

称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。

表示符号：通常用符号Q表示，当Q>0时表示反应放热，当Q<0时;表示反应

2

吸热。

【活动探究】测定中和反应的反应热

中和热：在稀溶液中，酸与碱中和反应时生成ImolHzO,这时的反应热叫中和热.

测定原理（测量计算）

药品：50ml0.50mol/L的HC1+50ml0.50mopt的NaOH

方法：通过先测量稀的强酸与强碱发生中和反应的反应热，然后计算酸碱反应的中和热.

+

H（aq）+OH-（aq）=H2O

0.025mol0.025mol0.025mol测定值

思考：我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出

它们的反应热呢？请大家讨论回答。

Q=mcAr①

。:中和反应放出的热量。

w：反应混合液的质量。

C：反应混合液的比热容.

Ar：反应前后溶液温度的差值

我们如何得到上述数据呢？

机的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c需要查阅，加

可用温度计测出反应前后的温度相减得到。

［问］酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？

问题讨论］为什么不直接用100mllOmoVL的HC1+100mllOmoVL的NaOH或

1000mll.OmoUL的HCI+1000ml1.OmokL的NaOH直接得到1moL的氏0,从而

直接测得中和热呢？

答：lOmokL的HC1浓度太大.1000mll.OmoPL的体积太大,既浪费，而且体积太

大热耗大.使测量值偏小.

简易测定方法：

大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）

3

温度计、量筒（50mL）两个、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。

0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液

为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱

稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。

5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。

起蛤融小终止麒

HC1NaOH平均值砒

1

2

3

［过渡］化学反应的反应热是由于反应前后物质所具有的能量不同而产生的。物质所具有

的能量是物质的固有性质，科学家们用一个物理量来描述这一性质，这节课我们就来探

讨一下这个物理量。

二、化学反应的焙变

1.培

（1）含义：用来描述物质所具有的能量这一固有性质的物理量称为焰o

（2）符号:H

【质疑】焙是一个定值吗?它受其他因素的影响吗?（学生分析举例，如100℃的水和

100%的水蒸气，多媒体显示水发生状态变化时的能量变化。）

能量增加

g液态水

熔化

10g冰

水发生状态变化时的能量变化

4

【阐述】对于一定量的纯物质，在一定状态（温度、压强）下，焰有确定的数值，它的数

值的大小与物质所具有的能量有关。但是，由于目前人们无法求得物质内部所具有能量

的绝对数值，因此焰的绝对数值也无从确定，只能判断其相对值。

2.焰变

（1）定义：产物的总熔与反应物的总焰之差，称为化学反应的焙变。

（2）符号:AH

（3）表达式：△HuN反应产物）--H（反应物）

【交流研讨】

用一个数学式可以将QP（等压下的反应热）与AH的关系表示为：QP=AH»

Q与反应吸热、放热的关系我们已经在上节课中详细讨论过，那么，H与反应吸热、

放热之间又有什么关系呢?（学生看多媒体投影，交流讨论，回答。）

化学所由始亦示青国

（4）Z\H与反应吸热、放热的关系：

若△H>0即反应产物的熔大于反应物的熔，则Q>0反应是吸收能量的，为吸热反应。

若△HvO即反应产物的焰小于反应物的焙，则Q<0反应是释放能量的,为放热反应。

【质疑】在《化学2（必修）》的学习中我们知道，化学反应的前后总伴随着能量的

改变，，我们可以用一个化学方程式来表示这个过程的物质变化，那么，我们是否可以在

一个化学方程式中既•把化学反应过程中的物质变化表示出来，又把这一过程中的能量变

化表示出来呢？

5

【讲述】在热化学中，常用热化学方程式把一个化学反应中物质的变化和反应的焰

变同时表示出来。

3.热化学方程式.

【思考】什么是热化学方程式?如何书写热化学方程式？

【探讨】在298K时，1molH?(g)和l/2molO?(g)反应生成1mol比0(1)放热285.8

kJ,此反应的热化学方程式为:H2(g)+1/202(g)=H20(g);AH(298K)=-285.8

kJ/mol这种表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。

【观察・思考】

观察热化学方程式，比较它与我们以前学过的化学方程式有什么不同?在我们书写热

化学方程式时应该注意什么问题?(学生分组讨论，每四位同学一组。)

【投影或板书】

书写热化学方程式时，应注意以下几点：

①要在物质的化学式后面用括号注明参加反应的物质的聚集状态。一般用英文字母

g、1、S分别表示物质的气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq来表示。

②在AH后要注明反应温度，因为同一反应在不同的温度下进行时其焙变是不同的。

③标明的“+”与“一表示为吸热反应，“〜”表示为放热反应。

④AH的单位是Jmol-1或kJ-molT。其中，mol叫表明参加反应的各物质的物质的

量与化学方程式中各物质的系数相同。可用分数作为各物质的系数。

⑤若化学方程式中各物质的系数加倍，则AH的数值也加倍；若反应逆向进行，则

△H改变符号，但绝对值不变。

【交流・研讨】

已知在298K时，由氢气和氮气反应生成1molNH。(g)放热46.11kJ,将下列化

学方程式写成热化学方程式(学生看书来进行练习，找个别学生到黑板上板演)

Q1

H+N1NH~H(g)4--^-N(g)--*NH(g)

TZT-3223AH(298K)=-46.2kJ•moL

1

3HZ4-N2=-=-2NH33Hz(g)+N2(g)—-2NH3(g)△H(298K)=-92.4kJ・mol-

Q1Q1

NH-Hz+=Nz1

3NH3(g)-yH2(g)+yN2(g)△H(298K)=+46.2kJ-mor

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三、反应焙变的计算

［小组讨论］如何测出这个反应的反应热：(1)C(s)+l/2O2(g)==CO(g)AH1=?

@C(s)+1/2O2(g)==CO(g)AH1=?

②CO(g)+l/2O2(g)==C02(g)AH2=-283.0kJ/mol

③C(s)+O2(g)==CO2(g)AH3=-393.5kJ/mol

学生回答：①十②二③贝ijAHI+AH2=AH3

所以，AHI=AH3-AH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-l10.5kJ/mol

应用了什么规律？

总结：盖斯定律一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。

AH,AHI,AH2之间有何关系？AH=AH1+AH2

盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同.换句话说,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.

因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应

发生)，这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应

热计算出来.

小结

7

第二节电能转化为化学能--电解

一、教学目标：

1.理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法

2.了解氯碱工业，电镀，冶金的原理

3.掌握电解电极方程式的书写。

4.金属的电化学腐蚀

二、教学重点：

电解原理及应用

三、教学过程：

我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装

置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。

一、电解原理

讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。

金属电解质

导电粒子

导电状态

温度影响

导电实质电子定向移动

过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。

实验：现象一一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。

讲：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。

1.电极

阳极一与电源正极相连

阴极一与电源负极相连

隋性电极一只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)

活性电极一既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag)

8

问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？

2+

通电前：CuCl2=Cu+2CrH20H++OH-

通电中：阳离子（CU2+,H+）向阴极移动被还原；

阴离子（cr,OH）向阳极移动被氧化

讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。

2.电极反应（阳氧阴还）

阳极：2Cr-2e-=CL（氧化）

阴极：Cu2++2e-=Cu（还原）

总电极方程式：____________________

放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。

3.电解：电流（外加直流电）通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应（被动的不是

自发的）的过程叫电解。

讲：所以电解质导电的实质便是——电解

电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解

池或电解槽。

问：构成电解池的条件是什么？

电源、电极、电解质构成闭和回路。

4.离子的放电顺序

阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序（得e-））

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸电离的）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>AF+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

阳极（1）是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）

S2->I>Br>Cl>OH>NO3>SO42（等含氧酸根离子）>FSCVTMnOcOH-）

（2）是活性电极时：电极本身溶解放电

问：放电能力弱于H+和0H的物质在水溶液中放电吗？

否，但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时，亚铁离子放电。

问：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐

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吗？

练习：电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。

5.电解规律：

（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型。

问：初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性，影响水的电解吗？

电解硫酸和氢氧化钠时为何H2和02之比大于2?氧气溶解度大于氢气

又为何硫酸一定大于2,而氢氧化钠可能等于2?硫酸根可能放电。

（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属，放氧生酸型。

练习：电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液：氧化铜、

氢氧化铜、铜、碳酸铜。

（3）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型。

（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属，放氢生

碱型。

6.电解中电极附近溶液pH值的变化。

（1）电极区域A.阴极H+放电产生H2,阴极区域pH变大。

B.阳极OH放电产生。2，阳极区域pH变小。

（2）电解质溶液中A.电解过程中,既产生H2,又产生则原溶液呈酸性的pH变小，原

溶液呈碱性的pH变大，原溶液呈中性的pH不变（浓度变大）。

B.电解过程中，无H2和02产生,pH几乎不变。但象CuCb变大

C.电解过程中,只产生H2,pH变大。

D.电解过程中,只产生。2,pH变小。

过渡：如果把阳极换成铜棒，阳极发生的反应就是铜自身溶解，如果电解质是硫酸，阴

极析出的是什么？也是铜，这就是我们的铜的电解精炼法。

二、电解原理的应用

1.铜的电解精炼

阳极：粗铜棒阴极：精铜棒电解质：含铜电解质

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问：精炼中硫酸铜的浓度怎样？基本不变，但变小。

过渡：若把阴极精铜棒换成铁棒，电解过程变吗？

不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。

2.电镀铜

阳极：镀层金属阴极：待镀金属（镀件）电镀液：含镀层金

属的电解质。

3.电解饱和食盐水——氯碱工业

问：1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？

2、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？

3、从C「》C12一定需要加氧化剂吗？

4、阴极产物和阳极产物能接触吗？

5、饱和食盐水为何需要精制？如何精制？

精制：步骤一、1）先加过量的BaCb和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的

Na2c。3

2）过滤

3）加盐酸调节pH为7

步骤二、送入阳离子交换塔除去Ca2+、Mg2+等。

第三节化学能转化为电能--原电池

一、教学目标

1.体验化学能与电能相互转化的探究过程

2.金属的电化学腐蚀

3.电极反应式的写法

二、教学重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。电极反应式的写法。

三、教学难点

II

通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以

及这种转化的综合利用价值。

四、教学过程

【引入】

电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。

例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应

用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电

池的相关内容。

试验探究：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799

年意大利物理学家---伏打留给我们的历史闪光点！

【实验探究】（铜锌原电池）

实验步骤现象

1、锌片插入稀硫酸

L—一

2、铜片插入稀硫酸

3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸

【问题探究】

1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？

2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？

3、锌片的质量有无变化？溶液中c（H+）如何变化？

4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？

5、电子流动的方向如何？

讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能

的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖一-原电池。

一、原电池

（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。

问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？

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学生：Zn+2H+=Zn2++H2T

讲：为什么会产生电流呢？

答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相

遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电

流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。

显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，

让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原

的电子转移变成电子的定向移动形成电流。

(2)实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成

电能的形式释放。

问：那么这个过程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作原理。

(3)原理：(负氧正还)

问：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？

学生：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子

问：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？

学生：锌流向铜

讲：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？

学生：溶液中的氢离子

讲：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，

同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。

讲：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在

电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？

学生：负极(Zn)正极(Cu)

实验：我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确！

讲：我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极

反应。一般先写负极，所以可表示为：

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负极（Zn）：Zn-2e=Zn2+（氧化）

正极（Cu）：2H++2e=H2T（还原）

讲：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。

注意：电极方程式要①注明正负极和电极材料②满足所有守衡

总反应是：Zn+2H+=Zn2++H2T

讲：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移

变成电子的定向移动就形成了原电池。

转折：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。那么铜锌

原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？

学生：当然能，生活中有形形色色的电池。

过渡：也就是构成原电池要具备怎样的条件？

二、原电池的构成条件的探究一分组实验活动一课件展示

思考：锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成

哪些物质？（C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等）

思考：如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢？

请将氧化还原反应Zn+Cu2+=Cu+Zi?+设计成电池：有学生板演画出装置图，

讲述：设计成盐桥的原理及有点

此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。其中，用到了盐桥

什么是盐桥？

盐桥中装有饱和的KC1溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。

盐桥的作用是什么？

可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正

电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu?+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续

进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路.

结论：

14

1、活泼性不同的两电极

2、电解质溶液

3、形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液

4、自发的氧化还原反应(本质条件)

三、化学电源

(1)干电池(NH4cl糊状物为电解质)

负极(锌筒)：Zn-2e-=Zn2+,

正极(石墨)2NH4++2MnO2+2e-=2NH3T+Mn2Ch+H2O

+2+

总反应：Zn+2NH4+2MnO2=Zn+2NH3t+Mn2O3+H2O

(2)银锌电池(电解质为KOH)

负极：Zn+20H-2e=Zn(OH)2(或Zn+20H-2e=ZnO+H2。)

正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH'

总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag(或Zn+Ag2O=ZnO+2Ag)

(3)铅蓄电池(电解质溶液为稀硫酸)

2

负极(Pb)：Pb+SO4-2e-=PbSO4,

+2

正极(PbO2)：PbO2+4H+SO4+2e=PbSO4+2H2O

总反应：Pb+PbCh+2H2so4=2PbSO4+2H?O

(4)燃料电池：当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池，

它是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极，

碳电极上嵌有微细分散的钳等金属作催化剂，如伯电极、活性炭电极等，具有很强的催

化活性。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。

电极反应式为：负极H2MM2H

2H+2OH—2e-=2H2O

正极C)2+2H2O+4e-=4OH-

电池总反应式为：2H2+O2=2H2O

另一种燃料电池是用金属钳片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷(燃料)

15

和氧气(氧化剂)。电极反应式为：

负极：CHd+10OH—8e-=+7H2O；

正极：4H2O+2O2+8e-=80"。

电¥也总反应式为：CH4+202+2K0H=K2CO3+3H2O

四、金属的电化学腐蚀与防护【学生看书讨论】

1.什么是金属的腐蚀?金属腐蚀的本质是什么？

2.化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点是什么？

3.钢铁腐蚀的两种情况？电极反应的书写？

4.金属的防护的方法有哪些？

第二章化学反应的方向、限度与速率

第一节化学反应进行的方向

【教学目标】1、理解能量判据、嫡的概念

2、理解能量判据和燧判据对化学反应进行方向的共同影响

3、学会利用能量判据和幅判据分析化学反应进行的方向

【教学过程】

一、自发过程与非自发过程

自发过程：在一定条件下，的过程；

非自发过程：在通常状况下，的过程。

［讨论】请尽可能多地列举你熟知的自发过程。

【探究】以“物体由高处自由下落”为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。

观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处

⑴钠与水反应：2Na(s)+2比0⑴=2NaOH(aq)+氏(g)△H=-368kJ/mol

(2)铁生锈：3Fe⑸+3/202(g)=Fe2()3(s)AH=-824kJ/mol

16

(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJ/mol

共同点：____________________________________

二、自发过程的能量判据

能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功

或释放热量),这一经验规律就是能量判据。

注：能量判据又称培判据,即△!1—0的反应有自发进行的倾向，焰判据是判断化学反

应进行方向的判据之一。

I［练习』

1、已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：

①C(金刚石、s)+O2(g)=CO2(g)AH!=-395.41kJ/mol

②C(石墨、s)+02(g)=CO2(g)△H2=-393.5IkJ/mol

关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是

A、金刚石转化成石墨是自发进行的过程B、石墨转化成金刚石是自发进行的过程

C、石墨比金刚石能量低D、金刚石比石墨能量低

2、知道了某过程有自发性之后，则

A、可判断出过程的方向B、可确定过程是否一定会发生

C、可预测过程发生完成的快慢D、可判断过程的热效应

【思考】判断下列过程中能量的变化情况:

1、冰一液态水一水蒸气

2、氯化钠晶体溶于水

【展示】自发进行的吸热反应：

N2O5分解：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)AH=+56.7kJ/mol

碳钱的分解：(NH4)2CC>3(S)=NH4HCO3(S)+NH3(g)AH=+74.9kJ/mol

【思考】分析刚才两个自发过程中混乱度的变化情况：

1、冰-液态水-水蒸气

2、氯化钠晶体溶于水

三、自发过程的墙判据

1、混乱度与燧

混乱度：表示体系的不规则或无序状态。

17

——混乱度的增加意味着体系变得更加无序

埔：热力学上用来表示邈度的状态函数，符号为S

——体系的无序性越高，即混乱度越高，牖值就越大

注：同一物质，在气态时端最,液态时,固态时最o

2、烯变：化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在混乱度的变化，叫

做嫡变，符号：△$=$产物一Sfi®物

注：在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向一一烯增

自发过程的懒判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的燧增大，这一经验

规律叫做墙增原理,是判断化学反应方向的另一判据——端判

据。

【小结】自发过程的两大变化趋势：1、能量趋于

2、混乱度趋于

【思考】解释以下两种自发现象：①室温时冰融化②一10℃时水结冰

四、化学反应自发进行的方向

1、物质具有的能量趋于降低一►烙(H)判据：AH(焙变)<0,放热反应

2、物质的混乱度趋于增加一►焙(5)判据：AS(熠变)>0,燧增原理

焙变嫡变化学反应能否自发进行

AH<0AS>0

AH>0AS<0

AH<0AS<0

AH>0AS>0

第二节化学反应的限度

【教学目标】：

1、化学平衡常数的概念

2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断

3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算

18

4、正确理解浓度、温度对化学平衡的影响，并能利用勒夏特列原理加以解释。

【学习过程工

［引言］当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应物和生成物的浓度之间有怎样的定

量关系，请完成43页［交流与研讨］,你能得出什么结论？

一、化学平衡常数

1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的

幕的乘积与反应物浓度以系数为指数的幕的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反

应的化学平衡常数(简称平衡常数)

2、表达式：对于一般的可逆反应，mA(g)+nB(g)-pC(g)+qD(g)

当在一定温度下达到平衡时，K==cp(C)-c<'(D)/cm(A).cn(B)

引导学生完成44页【交流与研讨】1、2两题，你能得出什么结论？

3、平衡常数的意义：

(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。

K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；

K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。

(2)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，

反应物的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。

Qc<K,反应向正反应方向进行

Qc=K,反应处于平衡状态

Qc>K,反应向逆反应方向进行

(3)利用K可判断反应的热效应

若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应(填“吸热”或“放热

若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应(填“吸热”或“放热”)。

二、使用平衡常数应注意的几个问题:

19

1、化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。

2、在平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),K=C(CO)C(H2)/C(H2O)

Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),K=c(CO2)/c(CO)

3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关

例如：N2(g)+3H2(g)=2NHKg)的平衡常数为Ki，l/2N2(g)+3/2H2(g)-NH3(g)

的平衡常数为七，NH3(g)-l/2N2(g)+3/2Hz(g)的平衡常数为K3；

2

写出Ki和K2的关系式：K,-K2。

写出K2和K3的关系式：K2-K3=l。

2

写出Ki和K3的关系式：KrK3=l。

三、某个指定反应物的转化率=该反应物的起始浓度一该反应物的平衡浓度X1QQ%

该反应物的起始浓度

该反应物反应中消耗(反应)浓度x](J。％

或者=

该反应物的起始浓度

该反应物反应中消耗(反应)的物质的量

或者=----------------------------------------xvj]ununo//O

该反应物的起始物质的量

转化率越大，反应越完全！

四、有关化学平衡常数的计算：阅读45页例1和例2。完成47页交流与研讨。

【过渡】我们知道：不同温度下物质的溶解度不同。那么对于to时达到溶解平衡状态的

饱和溶液，当升高或降低温度至L时;溶解平衡状态被打破，继而建立一种新的溶解平

衡，也就是说：条件改变，溶解平衡移动。那么：化学平衡是否也只有在一定条件下

才能保持？当条件(浓度、压强、温度等)改变时，平衡状态是否也会发生移动？

【实验探究一工温度对化学平衡的影响(阅读教材48页实验)

实验原理：2NCh(叶④N2O4(g)AH==-57.2kJ/mol

实验现象：冷水中颜色变浅，热水种颜色变深

结论：升高温度，化学平衡向吸热方向移动；降低温度，化学平衡向放热方向移动

【实验探究二】：探究浓度变化对化学平衡的影响

20

实验原理：Fe3++3SCN~Fe(SCN)3(红色)

实验步骤：向盛有5ml0.005moi/LFeCb溶液的试管中加入5mK).01mol/LKSCN溶液，

溶液显红色。

(1)将上述溶液均分置于两支试管中；向其中一支试管中加入饱和FeCb溶液4滴，充

分振荡，观察溶液颜色变化；向另一支试管滴加4滴1mol/LKSCN溶液，观察溶液颜

色变化。

(2)向上述两支试管中各滴加O.Olmol/LNaOH溶液3~~5滴，观察现象，填写下表。

编号12

步骤(1)滴加饱和FeCb溶液滴加1mol/LKSCN溶液

现象颜色加深颜色加深

步骤(2)滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液

现象出现红褐色沉淀溶液颜色变浅出现红褐色沉淀溶液颜色变浅

结论增加反应物的浓度或减少生成物浓度平衡向正方向移动

增加生成物的浓度或减少反应物浓度平衡向逆方向移动

【思考与交流】

1、上述两个实验中，化学平衡状态是否发生了改变？你是如何判断的？

2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素？

【实验探究三】：

1、实验装置：将16呈注射针头直接插入4号橡胶塞，用橡胶塞连接预先装有N02

和N2O4混合气体的200mm试管和100mL注射器，实验者侧立于黑板旁，一只手掌托住

注射器，手指握住橡胶塞和试管，另一只手操作注射器，先将活塞往外拉到H处，在试

管后衬一张白纸，然后观察当活塞反复地从n压回I,又从I拉向n时，试管内混合气

体颜色的变化。

2、实验现象：加压颜色加深；减压颜色变浅

3、结论：增大压强平衡向气体体积减小的方向移动

减小压强平衡向气体体积增大的方向移动

21

课堂小结:

第三节化学反应速率

教学目标

1.通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识一般规律。

2.使学生能初步运用有效碰撞、撞碰的取向和活化分子的概念等来解释浓度、压强、

温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

3.通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

教学重点：浓度对化学反应速率的影响。

教学难点：浓度对化学反应速率影响的原因。

教学过程：复习回顾让学生进行56页活动探究

一、化学反应速率：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==AC/1单位是：mol/(L-s)或mol/(L-min)或mol/(Lh)

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V="

△t

【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、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/Q-s)、mol/(Lmon)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：

22

对于反应加Kg)+〃伏g)=pc(g)+q£)(g)来说，则有匕"=£=

tnnpq

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。

［讲述］影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，是内在因素，我们人类是不

能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是，当一个反应确定之后，我们

可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们

人类需要的速率进行。

二、浓度对化学反应速率的影响

［提出问题］浓度是怎样影响化学反应速率的？

［交流研讨］58页回答1.、2.两题。

［结论］

1.v==kc(H2O2)c(HI)k为反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率。通

常，反应速率常数越大，反应进行的越快。反应速率常数与浓度无关，但受温度、催化

剂、固体表面积性质等因素的影响。

2.其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，

可以减小化学反应的速率。

［提出问题］压强是怎样对化学反应速率进行影响的？

［讲解］当增大压强时，固态、液态物质体积基本不变，浓度也不变，反应速率也不

变。对于气体来说，增大压强，体积减小，浓度增大，因而反应速率也增大。

［思考］为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？

［讲解口.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，因而反应速率减小。

2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很

小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。

23

［强调］压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强

对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。

［结论］对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压

强，反应速率减慢。

［提出问题］温度是怎样对化学反应速率进行影响的？

三、温度对化学反应速率的影响

［交流研讨］59页

［思考］为什么升高温度会使反应速率加快？

［讲解］当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，

是活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速

率加大。

［提出问题］催化剂是怎样影响化学反应速率的？

四、催化剂对化学反应速率的影响

［交流研讨］62页

［讲解］当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反

应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增

大，故化学反应速率加大。

［结论］

1、催化剂是能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。

由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的

反应，又包括使催化剂再生成的反应。

2、催化剂通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能来提高化学反应速率。需要

注意的是，催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。

3、催化剂具有选择性，某种催化剂对某一反应可能是活性很强的催化剂，但对其他

反应就不一定有催化作用.

［课堂小结］

24

第四节化学反应条件的优化…工业合成氨

［教学目标］

1、研究如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件.

2,研究应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法.

［教学过程］

分析:合成氨的反应特点

N2+3H2=2NH3正反应为放热反应正反应为气体体积减小的反应

请根据正反应的焰变和嫡变分析在298K下合成氨反应能否自发进行能自发进行

一、自主获取信息

（一）合成氨的反应限度

请同学们根据合成氨反应的特点，利用影响化学平衡移动的因素，分析什么条件有利于氨

生成。

交流•研讨参阅66页

合成氨反应是一个可逆反应：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）。

已知298K时:AH==-92.2kJ-mol-1AS=-198.2JK'mol1

1.请你根据正反应的婚变和嫡变分析298K下合成氨反应能否自发进行。

2.请你利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。

［结论］

高温，低压有利于化学平衡正向移动,N2,H2浓度比为1:3有利于化学平衡正向移动.

（二）合成氨反应的速率一一阅读67页交流研讨

条件Ea/kJ-mol1k（催）/k（无）

无催化剂3353.4x1012(700K)

使用铁催化剂167

［交流・研讨］

1、结合影响反应速率的因素,思考什么条件能使氨生成的快

答：升高温度增大压强增大反应物浓度使用催化剂

25

2、实验表明，在特定条件下,合成氨反应的速率与反应的物质的浓度的关系为

I51

答:v=KC(N2)C-(H2)C-(NH3)

3、请你根据关系式分析:各物质的浓度对反应速率有哪些影响可以采取哪些措施来提高

反应速率

答：增大N2、氏浓度、将氨及时从混合气中分离出去

二、合成氨的适宜条件

［交流・研讨］

1.根据合成氨反应的特点，应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率?

请将你的建议填入下表。

提高反应的平衡转化率提高化学反应速率

性质措施性质措施

放热活化能高

分子数减小低温时反应速率低

平衡常数不大原料气浓度增加能提高反应速率

氨气浓度增加能降低反应速率

2.请你尝试为合成氨选择适宜条件。

3.在确定合成氨的适宜条件的过程中，你遇到了哪些困难?你是怎样解决的？

4.为了提高合成氨生产的能力，你认为还可以在哪些方面做进一步改进？

催化剂对合成氨反应速率的影响

三、信息整合--合成氨的适宜条件的选择

据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率讨论：

1、既然增大压强既可提高反应速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是否越

大越好？

2、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动，那么生产中是否温度越低越好？

3、在合成氨工业中要使用催化剂，既然催化剂对化学平衡的移动没有影响，为什么还要使

用呢

26

总结：合成氨适宜条件

催化剂----铁

温度----700K左右

根据设备动力选择压强--lxl07~lxlO8Pa

N2,出投料比-----1:2.8

及时分离一一氨气［课堂小结］［课后作业］

第一节水溶液

［教学目的J

1、使学生了解水的电离和水的离子积

2、生了解溶液的酸碱性与pH的关系

3、通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学，对学生进行矛盾的对立统一、事物

间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育

4、了解电解质在水溶液中的存在形态

［教学重点］水的离子积，溶液酸碱性和溶液pH值的关系

［教学难点］水的离子积

［教学过程］

［引入］水是不是电解质？研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性，而酸碱性与水的电

离有密切的关系。那么水是如何电离的呢？精确的实验证明，水是一种极弱的电解质，

它能微弱地电离，生成H3O+和OH—：

一、水的电离

++

1、水的电离H20+H20=H30+OH-简写为：H20=H+OH-

实验测定：25℃［H+HOHJ=1xlO-7mol/L100℃［H+］=［OHJ=

1x106mol/L

水的电离与其它弱电解质的电离有何异同？

不同点：水是“自身”作用下发生的极微弱的电离。

27

相同点：均是部分电离，存在电离平衡

［提问］请学生计算水的浓度，1L纯水的物质的量是55.6mol,经实验测得25℃