《化学反应速率和限度-说课稿》教案17(人教版必修2)

第三节化学反响的速率和限度沉着说课本节教学内容分为两局部：第一局部，从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手，引出反响速率的概念。在此根底上又通过实验探究，总结影响化学反响速率的因素。这局部内容是后面学习化学反响限度概念的根底。第二局部，在对影响化学反响速率的因素进行实验探究和总结后，教材又设置新的实验探究，让学生发现化学反响限度问题，经过对该问题的再认识，逐步形成了化学反响限度的概念，并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。本节教学设计的指导思想，是由浅入深，从学生日常生活中的化学现象和实验中抽象出有关的概念和原理。形成一个由宏观到微观、由感性到理性、由简单到复杂的科学探究过程。采用“指导发现与问题解决相结合〞教学模式进行教学更能表达上述教学指导思想。其主要过程是：关于“化学反响速率〞的具体教学程序设计为：关于“化学反响的限度〞的具体教学程序设计为：本节可划分为两课时：第一课时是化学反响速率的概念、表示方法以及影响因素；第二课时是化学反响限度概念，化学平衡状态的本质、外部特征、影响反响限度的因素。燃料利用问题。教学评价。问题交流【思考与交流】在生产、生活和科研中，常会遇到通过控制反响条件使化学反响按照人们的期望去完成，如对提高对人类有用的化学反响速率和反响程度，以提高原料的利用率或转化率。对这些问题的研究不仅能让学生认识到面对一个具体化学反响所必须考虑的根本问题，还能对人们将提高燃料的燃烧效率、提高能量的转化率，作为解决能源危机的有效途径有更深刻的理解。本节教学重点：化学反响速率和反响限度概念；了解影响化学反响速率和反响限度的因素。本节教学难点：化学反响限度的本质原因及外部特征。课时安排2课时第1课时三维目标知识与技能1．理解根本的化学反响速率的概念和影响化学反响速率的外界条件。2．学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。过程与方法1．重视培养学生科学探究的根本方法，提高科学探究的能力。2．通过实验探究分析影响化学反响速率的外界条件。情感、态度与价值观有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。教学重点化学反响速率概念；了解影响化学反响速率的因素。教学难点影响化学反响速率的因素教具准备多媒体课件、投影仪。教学过程[新课导入]教师：播放投影片北京的故宫是世界著名的古建筑群，是祖国珍贵的文化遗产。在保和殿后，有一块巨大的“云龙陛石〞，上面雕有精美的蟠龙图案〔如左图〕。但是，近些年浮雕已开始受损，一些细小的花纹已变得模糊不清。在太和殿周围的玉石护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹也不同程度地受到腐蚀。据统计，世界上的古建筑在本世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重，有的已面目全非。这真是一场大的灾难。造成这场灾难的元凶是什么呢它就是我们在前面介绍过的酸雨。为什么以前几百年腐蚀很慢，而近几十年腐蚀却变快了呢这就会涉及化学反响速率的问题。师：同学们回忆在初中化学学习中有关化学反响速率的例子〔或日常生活中有关的例子〕生1：化石燃料的形成生2：钢铁生锈生3：煤窑的瓦斯爆炸生4：冰箱中的食物变质生5：森林火灾、岩石风化――――――师：很好。不同的化学反响进行得快慢不一样，有的反响进行得很快，瞬间就能完成，例如，氢气和氧气混合气体遇火发生爆炸，酸、碱溶液的中和反响等；有的反响那么进行得很慢，例如，有些塑料的分解要几百年，而石油的形成要经过亿万年等。这些都说明了不同的化学反响具有不同的反响速率。[板书]第三节化学反响的速率和限度[推进新课]师：在初中物理课本上是怎样定义宏观物体的运动速率的呢同学们想一想化学反响速率应该怎样衡量呢［板书］一、化学反响速率［学生自学］阅读课本P41-P42页生：1.化学反响速率是用来衡量化学反响进行的快慢程度的，通常用单位时间内反响物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。浓度的单位常用mol／L表示，化学反响速率的单位常用mol／〔L·min〕或mol／〔L·s〕表示。师：请举例说明化学反响速率的意义生：某反响物的浓度在1min内减少了1mol／L，那么其化学反响速率为1mol／〔L·min〕。又如，在某化学反响中，某一反响物B的初始浓度是2.0mol／L。经过2min后，B的浓度变成了1.6mol／L，那么在这2min内B的化学反响速率为0.2mol／〔L·min〕。师：很好。投影下表［合作探究］演示实验2－5生：观察并完成下表师：正确引导学生完成实验探究=1\*GB2⑴.反响原理探究实验题目双氧水分解反响实验步骤在一支试管中参加2～3mL约5%的H2O2，然后滴加1～2滴1mol/L的FeCl3溶液待试管中产生大量气泡时，用带火星的火柴梗检验产生的气体实验现象

用化学方程式解释实验现象

思考问题

寻找答案1.通过观察什么现象来判断该反响进行得快慢2.还有哪些其他方法观察该化学反响速率列出你对

问题的

想

法

=2\*GB2⑵.温度对化学反响速率影响的实验探究根据所给出的仪器和药品设计实验方案、步骤和装置。如以下列图实验题目比较不同温度下双氧水分解反响的化学反响速率大小实验步骤在三支相同的试管中分别参加2～3ml约5%的H2O2，然后在每一支试管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液后立即套上气球〔大小相同〕。等三支试管上的气球大小差不多相同时，同时置于三个烧杯中观察现象。反响条件热水常温冷水实验现象反响速率大小得出结论。

演示实验2－6=3\*GB2⑶.催化剂对化学反响速率影响的实验探究根据所给出的仪器和药品设计实验方案、步骤和装置。实验题目比较不同条件下双氧水分解反响的化学反响速率大小实验步骤在三个相同的带活塞的漏斗中分别参加2～3mL约5%的H2O2，然后在一支试管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液，另一支试管中参加少量MnO2固体。同时向三支试管中放入漏斗中的全部溶液，观察红墨水上升情况。反响条件少量MnO2无催化剂2滴FeCl3溶液实验现象反响速率大小得出结论。

=4\*GB2⑷．补充实验实验题目比较铝片于不同浓度的盐酸反响的化学反响速率大小实验步骤在两支放有相同的铝片试管里，分别参加10mL1mol／L盐酸和10mL0．1mol／L盐酸。观察现象。观察反响现象。反响条件10mL1mol／L盐酸0．1mol／L盐酸实验现象反响速率大小得出结论。

[课堂小结]［板书］2．对于同一化学反响，化学反响速率与下了因素有关：=1\*romani.温度：在其它条件不变情况下，温度高化学反响速率快，反之，温度降低，化学反响的速率降低。=2\*romanii.催化剂：催化剂(正)加快化学反响的速率。=3\*romaniii.浓度：在其它条件不变情况下，浓度大化学反响速率增快。浓度减小化学反响速率减慢。[布置作业]1．教材P47T1、T2、T3、T4[板书设计]第三节化学反响的速率和限度一、化学反响速率1.化学反响速率是用来衡量化学反响进行的快慢程度的，通常用单位时间内反响物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示2．对于同一化学反响，化学反响速率与下了因素有关：=1\*romani.温度：在其它条件不变情况下，温度高化学反响速率快;温度降低，化学反响的速率降低。=2\*romanii.催化剂：催化剂(正)加快化学反响的速率。=3\*romaniii.浓度：在其它条件不变情况下，浓度大化学反响速率增快。浓度减小化学反响速率减慢。活动与探究1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。近来由于大气中污染物〔如冰箱制冷剂氟利昂CF2Cl2和汽车尾气中的氮氧化物等)不断增加使得臭氧层遭到破坏，从而造成对环境和生物的严重影响。产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为(O3)。有关反响为CF2Cl2→CF2Cl+ClNO2→NO+O因此Cl原子或NO2分子能消耗大量的O3Cl＋O3→ClO+O2NO+O3→N2+O2ClO＋O→Cl＋O2NO2+O→NO+O2总反响O3+O=2O2总反响O3+O=2O2在上述臭氧变成氧气的反响过程中，Cl和NO2起什么作用应如何保护臭氧层随堂练习1．同质量的锌与稀硫酸反响，欲使反响速率最大，选择以下组合中的反响条件：①锌粒②锌片③锌粉④10％的稀硫酸⑤15％的稀硫酸⑥20％的稀硫酸⑦加热⑧用冰冷却⑨不断搅拌⑩迅速参加锌片后静置。[]A．②⑥⑦⑩B．①④⑧⑩C．③⑤⑦⑨D．③⑥⑦⑨2．在2L密闭容器内，某气体反响物在2s内由8mol变为7.2mol，那么该反响的平均反响速率为[]A．0.4mol／L·sB．0.3mol／L·sC．0.2mol／L·sD．0.1mol／L·s3．以下各组实验中溶液最先变浑浊的是[]。A．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水5mL，反响温度10B．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反响温度10C．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反响温度30D．0.2mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反响温度304．反响A(s)＋B(g)=c(g)在密闭容器中进行，以下情况中，不能使反响速率加快的是［］。A．升高温度B．增加A的物质的量C．使用催化剂D．缩小容器体积使压强增大5.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反响，生成N2和CO2。对此反响的以下表达中正确的选项是[]。A．使用催化剂能加快反响的速率B．使一种反响物过量能提高反响的速率C．改变压强对反响速率没有影响D．降低温度能加快反响速率6.把以下四种X溶液分别参加四个盛有10ml，2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反响，其中反响最快的是[]。A．1020mL3mol/L的X溶液B．2030mL2molL的X溶液C．1010mL4mol/L的X溶液D．1010mL2mol/L的X溶液7.对于反响NO2(气)＋SO2(气)=NO(气)＋SO3(气)＋Q，以下表达正确的选项是[]A．使用催化剂不能改变反响速率B．改变压强对反响速率没有影响C．升高温度能加快反响速率D．减小压强会降低反响速率8.反响速率v和反响物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反响H2+Cl2=2HCl的反响速率。可表示为v=k[C(H2)]m[C(C12)]n，式中k为常数，m,n值可用下表中的数据确定。c(H2)(mol·L-1)c(C12)(mol·L-1〕v[mol·L-1·S-1］1.01.01.Ok2.01.02.Ok2.04.04.Ok由此可推得，m,n值正确的选项是()A.m=1,n=1B.m=1/2,n=1/2C.m=1/2,n=1D.m=l,n=1/29．用铁片与稀硫酸反响制取氢气时，以下措施不能使氢气生成速率加大的是〔〕A．加热B．不用稀硫酸，改用98％浓硫酸C．滴加少量CUSO4溶液D.不用铁片，改用铁粉10．以下因素一定会使化学反响速率加快的是〔〕①增加反响物的物质的量②升高温度③缩小容器体积④加人生成物A.①②④B.②③C.①②③D.只有②随堂练习参考答案：1.D2.C3.D4.B5.答案：A。分析：该反响的方程式为：2CO＋2NO=N2＋2CO2这里虽然列出了化学方程式，其实反响速率与化学方程式无关。反响的速率只与浓度、温度、催化剂有关，气体的反响还与压强有关。此题中，B不正确，因为一种皮应物过量并不一定是反响物浓度增加。一种反响物过量只能使另一种反响物转化率提高，不涉及反响的速率问题；C也不正确，对气体来说，改变压强必然影响速率；D也不正确，降低温度只能降低反响速率。6.答案:：B分析：化学反响的速率随浓度的增大而加快，随浓度的降低而减慢。当在其它条件相同的情况下，温度高化学反响速率快，温度低化学反响速率慢。分析此题，要比较反响速率的大小，在其它条件不变的情况下，比较速率大小，先比较浓度的大小。此时，浓度必须是混合后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸浓度相等，所以只要求出X的浓度是最大者反响最快，然后比较温度的上下。由此可见，混合后A、B选项中x的浓度最大，但是二者温度不同。A项中10℃，B项中20℃，应选项B中化学7.答案：C、D分析：这是一个有气体物质参加的化学反响，因此，浓度、温度、压强、催化剂等因素能影响该反响的反响速率。8.D9.B.分析，铁与浓硫酸在常温下发生钝化，加热后发生反响也不生成氢气10.D．分析：反响物或生成物是固体时，改变其量；或没有气体物质参加反响，缩小容器的体积，反响速率均不变。第三节化学反响的速率和限度〔第2课时〕三维目标知识与技能1．理解可逆反响、化学反响平衡的概念2.化学反响限度的本质原因及外部特征。3．学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。通过实验探究响形成化学反响平衡的概念及化学反响限度的概念过程与方法1．重视培养学生科学探究的根本方法，提高科学探究的能力。2．通过探究实验认识化学平衡与反响限度，并用得到的结论去指导去分析和解决实际问题。情感、态度与价值观有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。教学重点化学反响速率概念；了解影响化学反响速率的因素。教学难点化学反响限度概念；了解影响化学反响限度的因素。教学难点：化学反响限度的本质原因及外部特征。教具准备多媒体课件、投影仪。教学过程[新课导入]教师：根据化学方程式进行计算时，你是否考虑过这样的问题：一个化学反响在实际进行时，所有反响物能否完全〔按照方程式中相应物质的量关系〕转变成生成物，如果能，反响条件是什么如果不能，原因是什么解决这些问题的重要性是不言而喻的。例如在预知理论产率极低的情况下，就不必再消耗人力、物力和时间去进行探索性实验等。[板书]第三节化学反响的速率和限度[推进新课]师：请同学阅读课本P44实验2-7,答复有关问题。生：讨论探究实验2-7生1：把1mol/l的Na2SO4溶液逐滴滴加到盛有3ml-4ml的CaCl2溶液中，直到不再有沉淀产生为止。反响现象是：白色沉淀产生。离子反响方程式：Ca2＋+SO42＋=CaSO4↓生2：继续演示实验2-7过滤，取澄清溶液与小试管中，参加适量的1mol/l的Na2CO3溶液，可能的现象是：有白色的沉淀CaCO3产生，或者没有沉淀产生。师：很好。开始演示实验。把1mol/l的Na2SO4溶液逐滴滴加到盛有3ml-4ml的CaCl2溶液中，直到不再有沉淀产生为止。过滤，取澄清溶液与小试管中，参加适量的1mol/l的Na2CO3溶液，提问学生观察到什么现象生1：有白色的沉淀师：怎样验证是硫酸钙还是碳酸钙沉淀生2：滴加稀盐酸，如果溶解是碳酸钙沉淀，否那么，是硫酸钙沉淀。师：做演示实验，验证生2的猜想。然后，请同学写出离子反响方程式。生：Ca2＋+CO32－=CaCO3↓师：同学们从以上实验探究中你得到什么启示生1：CaSO4和Ca2＋、SO42－同时存在同一体系中。

CaSO4和Ca2＋、SO42－同时存在同一体系中生2：碳酸钙比硫酸钙根难容。师：在第一支试管内的溶液中，还有Ca2＋存在，那么在第二支试管的溶液中Ca2＋还存在吗生：Ca2＋的浓度减小了，但是仍然存在。CaCO3和Ca2＋、CO32－同时存在此体系中。［板书］二、化学反响限度［学生自学］阅读课本P45页师：什么是可逆反响[板书]可逆反响生：在同一条件下，既能向正反响方向又能向逆反响方向进行的反响称可逆反响。例如Ca2＋+SO42－=＝＝＝CaSO4↓的反响，正向反响和逆向反响同时进行。师：什么是化学平衡呢[板书]化学平衡生1：平衡状态很像围城现象，城里的人想到城外去，而成外的人又想到城里去。当一段时间里，出去的人和进城的人相等时，“围城现象〞就处于“平衡状态〞。这种关系就是：“化学平衡〞。师：好！有没有那位同学再给出化学平衡定义生2：在一定的条件下，正反响速率和逆反响速率相等，反响物和生成物的浓度保持不变．师：很好，有关化学平衡的认识我们将在以后的选修教材中继续学习。化学反响限度怎样理解呢板书生1：不同的平衡体系到达平衡状态时，反响限度不同。例如平衡体系1，Ca2＋+SO42－=＝＝＝CaSO4↓平衡体系2，Ca2＋+CO32－=＝＝＝CaCO3↓这两个平衡体系中，在起始浓度都是1mol/l时，到达平衡时，平衡体系2的CO32的浓度比平衡体系1中SO42－的浓度小，也就是说平衡体系2中正反响向右进行的限度大。生2：同一个平衡体系在不同的条件下，反响限度也不同。平衡体系，Ca2＋+SO42－=＝＝＝CaSO4↓;给平衡体系加热，CaSO4固体质量将减少，溶液中Ca2＋、SO42－的浓度将增大。正反响的限度将减少。［合作探究］炼铁高炉尾气之谜三、化学反响的条件控制在生产生活中，促进有利的化学反响发生，抑制有害的化学反响发生，这就要讨反响条件的控制。[学生自学]阅读课本P46页师：带着学生探究A.建筑物定向爆破问题；B煤的燃烧条件问题。●原煤含S量：要求＜2%，否那么SO2排放浓度会偏高；●原煤粒度：要求≤40mm，且越均匀越好，但不能使用粉煤；●炉膛：耐高温；●烟囱抽力要求有大于20%的充裕能力，氧气要适当充足，等。[课堂小结]=1\*romani通过实验探究，同学们了解：可逆反响、化学平衡、化学平衡状态、化学反响限度。=2\*romanii.控制反响条件可以使化学反响向有益的方向尽可能多、快地进行。[布置作业]1．教材P48T5、T6.[板书设计]第三节化学反响的速率和限度二、化学反响限度实验探究2-7=1\*romani可逆反响、化学平衡、化学平衡状态、化学反响限度。=2\*romanii.控制反响条件可以使化学反响向有益的方向尽可能省、快地进行。活动与探究1.利用NO2平衡气体遇热颜色加深、遇冷颜色变浅来指示放热过程和吸热过程〔1〕按图2-7所示将实验装置连接好。〔2〕向其中一个烧杯的水中投入一定量的CaO固体，CaO与水反响放热，此烧杯中的NO2平衡混合气体的红棕色变深。随堂练习1．在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反响，以下说法中不正确的选项是[]。A．反响开始时，正反响速率最大，逆反响速率为零B．随着反响的进行，正反响速率逐渐减小，最后为零C．随着反响的进行，逆反响速率逐渐增大，最后不变D．随着反响的进行，正反响速率逐渐减小，最后不变2．一氧化氮与一氧化碳都是汽车尾气里含有的物质，它们能缓慢地起反响生成氮气和二氧化碳。对此反响，以下表达中正确的选项是[]A．使用催化剂不能改变反响速率B．使用催化剂能加大反响速率C．降低压强能加大反响速率D．升高温度能加大反响速率3．在一定温度下，可逆反响A〔g〕＋3B〔g〕2C〔g〕到达平衡的标志是[]A．C生成的速率与C分解的速率相等B．A、B、C的浓度不再变化C．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolBD．A、B、C的分子数比为1∶3∶2A．化学反响速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品B.化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品C．化学反响速率理论可指导怎样提高原料的转化率D．正确利用化学反响速率和化学平衡理论都可提高化工生产的综合经济效益5.在一密闭容器中，反响aA(g)=bB(g〕到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当到达新的平衡时，B的浓度是原来的60%，那么〔〕A．平衡向正反响方向移动了B．物质A的转化率减少了C．物质B的质量分数增加了D.a＞6.压强变化不会使以下化学反响的平衡发生移动的是〔〕A.H2〔g〕＋I2〔g〕=HI(gB.3H2〔g〕＋N2〔g〕=2NH3〔g〕C.25O2〔g〕＋O2〔g〕=2SO3〔g〕D.C(s)＋CO2〔g〕=2CO(g)7.在一定温度下，反响A2(g)＋B2(g2AB(g〕到达平衡的标志是〔〕A．单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的ABB．容器内的总压不随时间变化C．单位时间生成2nmol的AB同时生成nmol的B2D．单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的B28.某温度下，在一容积可变的容器中，反响：2A(g)+B(g)=2C(g)到达平衡时，A,B和C的物质的量分别为4mol,2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是〔〕A．均减半B均加倍C均增加1molD．均减少1mol9·反响2SO2+O2=2SO3，以下判断中正确的选项是〔〕A.2体积SO2和足量O2反响，必定生成2体积SO3B．其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动C.平衡时，SO2消耗速度必定等于O3生成速率的两倍D．平衡时，SO2浓度必定等于O2浓度的两倍10.工业上用氨和二氧化碳反响合成尿素：CO2＋2NH2＝＝＝＝CO〔NH2〕2＋H2O。以下物质在一定条件下均能与水反响产生H2和CO2。H2是合成氨的原料，CO2供合成尿素用。假设从充分利用原料的角度考虑，选用〔填序号〕作原料较好。A．CO．B.石脑油〔C5H12、C6H14〕C．CH4D．焦炭随堂练习答案:BBDABC答案:A,C〔解析〕题设的关键信息是反响达平衡后容器体积增大一倍，应转换为〔1)条件变化的瞬间A,B的浓度均为原来的50%;(2〕容器内压强减小为原来的1/2。此题的设问多项比较综合，但只要抓住达新平衡时B的浓度由50%-60%这第2个关键信息，说明生成物B的物质的量、质量、质量分数都增大了，故平衡正向移动，反响物A的转化率增大，并且由压强减小，平衡向体积增大方向移动，推出a<b6.［答案]A［解析］此题是对化学平衡移动原理的考查。对于有气体参加的反响而言，压强改变，不会影响平衡移动的只有方程式两边气体分子数相等的反响。7.〔答案]C〔解析〕根据平衡的特征可选出C为答案，但注意的是该反响两边的气体分子数相等，反响过程始终等压。8.［答案］C［解析］在容积可变的情况下，如果均加倍的话，相当于对平衡时的各物质来讲，浓度均没有发生变化，故正逆反响速率均没有发生改变，平衡不发生移动；均减半与此类似。由于反响物的系数之和比生成物的大，所以均增加1mol的话，可认为先增加1molA,0.5molB,1mo1C，这时平衡不移动，再增加0.5molB,B的浓度增加、平衡向正反响方向移动。对反响物和生成物来讲，他们的反响速率的变化就不会一样，导致正逆反响速率不相同，平衡发生移动。均减少1mol与此类似，只不过平衡移动的方向正好相反罢了。只有C符合题意。9.［答案］BC〔解析〕选项A：生成2体积还表示2体积SO2全部反响但此反响是可逆反响，反响物不可能全部转化为生成物；选项B,此反响的正反响是气体物质分子数目减少的反响，因此增大压强时会使平衡向正反响方向移动；选项C,到达平衡时的标志是正、逆反响速率相等。SO2的消耗是正反响，O2的生成是逆反响。由于反响速率之比等于方程式中各物质的系数之比。所以消耗SO2的速率应为生成O2速率两倍；选项D,平衡时，SO2浓度与O2浓度的关系要看反响起始的投料量，如果SO2与O2的起始投料量的物质的量之比为2：1时，由于反响消耗的SO2与O2的起始投料量的物质的量之比为2：1，所以达平衡时，SO2浓度必定等于O2浓度的两倍，否那么不会是。10.答案：B［解析］根据反响N2＋3H2=2NH3和CO2＋2NH3=CO(NH2)2＋H2O，假设要充分利用原料，显然要求原料与水反响产生的H2和CO2的物质的量之比等于或接近于3:1时，上述两个反响趋于恰好完全反响，从而原料得以充分利用。习题祥解1.升高温度可以增大化学反响速率，因为温度升高，反响物分子的能量增加，使有效碰撞次数增多因而化学反响速率增大。例如，在夏季食品更易变质。反响物的浓度增大可以增大化学反响速率，当增大反响物的浓度时，活化分子的数量增多，使有效碰撞次数增多因而化学反响速率增大。固体反响物的外表积越大，会使反响物的接触面积增大，使有效碰撞次数增多因而化学反响速率增大。催化剂能够增大化学反响速率，是由于催化剂能够降低反响所需要的能量，这样会使更多的反响物分子成为活化分子，从而增大化学反响速率。2.面粉属于外表积非常大的有机物，与空气的接触面积大，所以，非常容易剧烈燃烧而发生爆炸。3.〔1〕提高温度或使用催化剂都可以促进KClO3的分解。〔2〕2KclO32KCl+3O2↑第二章化学反响与能量〔复习课〕沉着说课本节课是复习课，第二章全部内容。通过复习使学生熟悉根底知识，重点掌握探究实验中的过程与方法，开展学习化学的兴趣，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识。具体从一下方面入手：1.化学键的断裂和形成是化学反响中能量变化的主要原因2.了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明开展的奉献。3.了解化学电池的化学反响根底〔氧化复原反响〕及研制新型电池的重要性。4.认识化学反响的速率，化学平衡、反响限度；控制反响条件对生产、生活及科学研究的意义，解决提高燃料燃烧效率等一些实际问题。5.获得有关化学实验的根底知识和根本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验；经历对化学物质及其变化进行探究的过程，进一步理解科学探究的意义，学习科学探究的根本方法，提高科学探究能力。有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。三维目标知识与技能1．掌握化学能与热能、化学能与电能的关系；化学反响速率与限度的概念及其意义。2．用探究实验的方法解决化学反响中化学变化的速率和限度、能量的转化的化学问题。过程与方法：2．通过典型例题的分析学习，掌握分析问题、解决问题的方法。3．能对自己的化学学习过程进行方案、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。情感、态度与价值观1.有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。2.赞赏化学科学对个人生活和社会开展的奉献，关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续开展的思想。教学重点比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。教学难点培养举一反三的能力，培养发散思维、创新思维的能力。教具准备实物投影仪课时安排１课时教学过程［新课导入］目前人类正在使用的能源一览表师：从这张表中我们容易发现化学能与电能、热能、其他形式的能的密切关系。充分说明了本章内容的重要性。同学们请看书和笔记本等，然后归纳、整理一下本章内容，比较，看谁归纳的最好。［板书］复习课第二章化学反响与能量生：开始归纳、整理师：巡视，了解、掌握学生情况。［用实物投影仪投出学生归纳、总结情况］生１：放出能量放出能量直接应用一、化学反响与能量物质中的化学能转化途径变化原因实际应用转化形式化学反响化学键的改变电能生活生产其他热能反响物中化学键的断裂燃烧其他反响火电转化化学电源二、化学反响速率和限度化学反响速率的概念——化学反响速率是指化学反响进行的快慢程度。化学反响速率的表示方法_____________________________________。对化学反响限度的认识________________________________________。控制化学反响条件的意义______________________________________。生2：略师〔给出评价〕：同学们集图表、文字、图像等于一体，充分显示出当代中学生的思维活泼的一面。生1：第一种方法归纳比较全面、细致生2、第2种提纲挈领，但有些不完整生3、第3种以表格的形式给人看起来较整齐、美观，还画出了铜锌原电池的图像。生4：……师〔微笑〕：形式应该为内容效劳，力求做到形式与内容完美结合，无论以哪种形式归纳、总结，都要注意以下几点：(1)要注意根底知识(2)要抓重点(3)突出难点(4)便于掌握、理解[例题剖析]例1：某学校设计了一节实验活动课，让学生从废旧干电池回收碳棒、锌皮、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质，整个实验过程如下，请答复有关问题。〔1〕有关干电池的根本构造和工作原理。以下列图是干电池的根本构造图。干电池工作时负极上的电极反响式是，MnO2的作用是除去正极上的产物，本身生成Mn2O3，该反响的化学方程式是_________________。〔2〕锌皮和碳棒的回收。用钳子和剪刀剪开回收的干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，并用毛刷刷洗干净，将电池的黑色粉末移入小烧杯中。〔3〕氯化铵、氯化锌的提取、检验和别离。如何从黑色粉末中提取NH4Cl、ZnCl2等晶体的混合物写出简要的实验步骤〔填操作名称〕。〔4〕最后剩余黑色残渣的主要成分是MnO2，还有炭黑和有机物。可用灼烧的方法除去杂质，该实验中需要用到的主要仪器除酒精灯外有【教师精讲】干电池是同学们熟悉的电源，它的负极是锌片，正极是石墨碳棒。书写电极反响方程式时，要根据化合价的变化,确定正负极;2.根据质量守恒、电荷守恒写出电极反响方程式。答案：：〔1〕Zn-2e-===Zn2+2MnO2+H2====Mn2O3+H2O〔3〕①溶解、过滤、蒸发、结晶②〔a〕取所得晶体适量于烧杯中，参加溶解〔b〕取〔a〕所得溶液少许于试管中，加NaOH溶液，加热〔c〕产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体〔d〕NH4++OH-====NH3↑.+H2O〔e〕取〔a〕所得少量溶液于试管中，参加NaOH溶液使全部生成沉淀，将沉淀分成三份，一份加盐酸至过量，一份加NaOH溶液至过量，一份加氨水至过量〔f〕三份白色沉淀均溶解〔4〕坩埚、玻璃棒、三脚架、泥三角等例2化学活动课上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO，和Na2CO，与稀盐酸的反响〞，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。请答复：(1)各组反响开始时_____________.，装置中的气球体积先变大，该装置中反响的离子方程式是_________________________.(2)当试管中不再有气体生成时，三组实验出现不同现象，填写下表的空格。＼试剂用量实验现象(气球体积变化)分析原因第①组0．42gNaHC030．53gN2C03mL4mol／L盐酸甲中气球与乙中气球的体积相等甲、乙盐酸均过量n(NaHC03)=n(Na2C03)ν甲(CO2)=ν乙(CO2)第②组0．3gNaHC030．3gNa2C03mL4mol／L盐酸甲中气球比乙中气球的体积大第③组0．6gNaHC03O．6gNa2C03mL2mol／L盐酸甲中气球比乙中气球的体积大片刻后，乙中气球又缩小，甲中气球的体积根本不变(用离子方程式表示)答案：(1)甲HCOO2－+H＋=C02t+H20＼试剂用量实验现象(气球体积变化)分析原因②甲、乙盐酸均过量n(NaHC03)>n(Na2C03V甲(C02)>V乙(C02)③甲、乙盐酸均缺乏量消耗的n(NaHC03)>n(NaC03)V甲(C02)>V乙(C02)C02+H20+cO2－=2HCO2－布置作业【投影】放出能量直接应用放出能量直接应用一、化学反响与能量物质中的化学能转化途径变化原因实际应用转化形式化学反响化学键的改变电能生活生产其他热能反响物中化学键的断裂燃烧其他反响火电转化化学电源二、化学反响速率和限度1.化学反响速率的概念——化学反响速率是指化学反响进行的快慢程度。化学反响速率的表示方法_____________________________________。2.对化学反响限度的认识________________________________________。3.控制化学反响条件的意义______________________________________。活动与探究1．2003年10月15日〔1〕肼〔N2H4〕是发射航天飞船常用的高能燃料。一般将液太N2O4作为火箭的推进剂。1mol液态肼与足量液态N2O4完全反响放出QkJ的热量，产物是对环境无害的氮气和水蒸气，但实际发射过程中会看到有大量红色的烟雾，除了该反响可能产生少量NO外，产生此现象的原因可能是。〔2〕实际上，最理想的燃烧热大，体积小，本身毒性小、平安的固态氢，目前人们还不能制得固态氢，因为。〔3〕新型无机材料在航天工业中也有广泛应用。如飞船外表覆盖有一种耐高温的氮化硅陶瓷，该物质中各原子均满足最外层8电子结构，那么氮化硅的化学式为。〔4〕飞船上的能量主要来自于太阳能和燃料电池。常用的燃料电池是氢氧燃料电池，负极的反响式为：2H2－4e—+4OH—4H2O，正极的反响式为，工作时极pH相对较大。答案：〔1〕2N2H4〔1〕N2O4〔l〕+N2O4〔l〕3N2〔g〕+4H2O〔g〕；局部N2O4转化为NO2〔2〕因为制备时需要极高的压强〔其它合理答案均给分〕〔3〕Si3N4〔4〕O2+4e—+|2H2O4OH—〔1分〕正随堂练习1．为“绿色奥运〞某同学提出了以下环保建议，其中你认为可以采纳的是②开发生产无汞电池③提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋④分类回收垃圾⑤开发无磷洗涤剂⑤提倡使用手帕，减少餐巾纸的使用A．①③③④B．②③④⑤C．①②④⑤⑥D．全部2．把锌片和铁片放在有稀食盐水的酚酞溶液的外表皿中，如下列图经过一段时间后，最先观察到变红的区域是〔〕A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅰ和ⅣC．Ⅱ和Ⅲ D．Ⅱ和Ⅳ3.以下列图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，以下表达不正确的选项是〔〕A．b电极是正极B．总反响方程式为：C．负极发生复原反响，正极发生氧化反响D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源4、航天器的燃料之一是铝粉与高氯酸铵〔NH4ClO4〕的固体混合物，点燃时，铝粉氧化放热引发高氯酸铵反响，其反响式为：2NH4ClO4=N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑反响放出大量热，以下对该反响的表达中，错误的选项是()A．NH4ClO4既是氧化剂，又是复原剂B．1molNH4ClO4完全反响时，转移14摩尔电子C．反响中只有Cl元素被复原D．从能量角度看，化学能主要转变为热能和动能5、蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反响：以下有关对爱迪生蓄电池的推断错误的选项是〔A〕放电时，Fe是负极，NiO2是正极〔B〕充电时，阴极上的电极反响式为：Fe(OH)2＋2e==Fe＋2OH－〔C〕放电时电解质溶液中的阴离子是向正极方向移动〔D〕蓄电池的电极必须浸入碱性电解质溶液中6.以下说法正确的选项是：A、1molH2SO4与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热B、中和反响都是放热反响，盐类水解反响都是吸热反响C、在101kPa1mol碳燃烧所放出的热量一定是碳的燃烧热D、碳与二氧化碳的反响既是吸热反响，也是化合反响7.以下说法正确的选项是 A．化学反响中的能量变化，都表现为热量的变化 B．反响物的总能量高于生成物的总能量时发生吸热反响 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反响是放热反响 D．工业法制硫酸的三步主要反响都是放热反响8.汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反响如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O，根据此反响判断以下表达中正确的选项是〔〕A．PbO2是电池的负极B．负极的电极反响式为：Pb＋SO42－－2e－＝PbSO4↓C．PbO2得电子，被氧化D．电池放电时，溶液酸性增强9.一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率而倍受重视。现有Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极能O2和CO2的混合气体，制作650℃时工作的燃料电池，其电池总反响是2CO+O22CO2。那么以下说法中正确的选项是〔 A．通CO的一极是电池的正极 B．负极电极反响是：O2+2CO2+4e—=2CO32— C．熔融盐中CO32—的物质的量在工作时保持不变 D．正极发生氧化反响10.100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反响，为减缓反响速率，又不影响生成的氢气的总量，可采用的方法是A．参加适量的6mol/L的盐酸B．参加适量Na2CO3固体C．参加适量Na2SO4溶液D．参加适量CH3COOK固体随堂练习参考答案1.C2.B3.C4.B5.C6.BD7.C8.B9.C10.CD氢：完美替代化石能源现有能源体系从终端利用的角度，可分为固定式和移动式。固定式能源需求部门包括工业、农业、商业和住宅，能源的需求形式为热能和动力。对于高需求密度区，可由化石能源发电，并输送到需求区转变为动力，由载热介质供应热能。但是对于低需求密度区和移动式机械的能量供应，电力的应用受到限制，因为电力为不可储存的能量，而且在长途输送过程中沿程损耗巨大。在这样的场合，液体和气体化石燃料通过燃气轮机、活塞式发动机等转化设备，将化学能直接转化为动力和热能。用于固定式发电的燃料主要是煤，用于分布式及移动机械的燃料主要为天然气和石油。这三种化石能源并重而互补。出于规模效应，大型电站有经济能力对尾气进行净化，消除大局部气体污染物排放，产生出清洁的电力和热能。汽车工业中，石油产品燃烧造成的污染那么不易消除，导致大城市空气质量恶化。再加上能源供应平安等因素，人们首先想到能否有一种清洁的流体燃料来代替石油产品，驱动运输设备，这种燃料就是氢。燃料电池的开展对氢能的前景起到了巨大推动作用。燃料电池防止了传统的热机循环限制，直接将氢的化学能转化为动力，其效率可为传统内燃机的2～3倍。目前燃料电池技术正得到飞速开展。放热反响化学反响总伴随能量的变化，通常表现为热量的变化。有热量放出的化学反响叫做放热反响，放热反响往往可表现为反响体系温度的升高。例如燃料的燃烧、食物的腐败等。放热反响的发生，有时需加热，很多燃料需点燃方能燃烧。一旦发生反响，放出的热量足以维持反响必要的温度而有余，就不需外界持续提供能量了。反响物的总能量大于生成物的总能量。吸热反响吸收热量的化学反响叫做吸热反响。吸热反响那么常表现为反响体系温度的降低，或者，必须持续供应必要的热量反响才能持续进行。例如，氯酸钾的分解反响是吸热反响，在MnO2催化的条件下要不断加热，反响才能完成。反响物的总能量低于生成物的总能量。矿物燃料也称为化石燃料。到目前为止，世界各国所用的燃料，几乎都是化石燃料，即石油、天然气和煤。但在自然界经历几百万年才逐渐形成了化石燃料，看来在几百年内将全部被人类耗尽。根据观察、研究说明，在今天的地下已不再形成煤和石油。〔1〕石油也称原油，是人们从地下开采出来颜色由黄色到黑色的可燃性粘稠液体，常与天然气共存，是很复杂的混合物。石油的性质因产地不同而不同，密度、粘度、凝固点的差异也很大，以凝固点而言，有的高达30℃，有的低至-66℃。热值43.7～46.2MJ/kg。石油中各组分的沸点差异很大，从常温到石油的主要元素是碳和氢，分别占83～87％和11～14％。此外，还含有少量的硫〔0.06～8％〕、氮〔0.02～1.7％〕、氧〔0.08～1.8％〕以及微量金属元素〔镍、钒、铁、铜等〕。我国大庆和任丘的石油以烷烃为主，新疆、辽河和胜利的石油是烷烃，环烷烃混合石油，台湾的石油那么以芳香烃为主。〔2〕天然气从广义上讲，指的是埋藏在地层中自然形成的气体的总称。但通常所指的天然气只指贮藏于地层较深部的可燃性气体〔即气态的化石燃料〕和与石油共存的气体〔常称为油田伴生气〕。天然气的主要成分是甲烷，此外根据不同的地质形成条件，还含有不同数量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等低碳烷烃以及二氧化碳、氮气、氢气、硫化物等非烃类物质。有的气田中还含有氦气。甲烷含量高的天然气称为干气，含有2个或2个以上碳原子的烷烃较高的天然气称为湿气。我国四川自贡产天然气。〔3〕煤也叫煤炭，埋藏在地下的固态可燃性矿物。煤是一种混合物，没有单一的分子结构，虽然很多科学家经长期研究已介绍有关煤结构的普通形式，如质分子相对量从300～1000，结构是多碳环，一些环相互键合〔稠合的〕，其他环键合成长链，等等。比较常见的有怀泽的烟煤结构模型，但都还没有能揭示出煤的实质结构。煤中有机物元素主要是碳，其次是氢，还有氧、氮和硫等元素。煤可以分为无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤，它们的性质如下：无烟煤烟煤次烟煤褐煤热值高高中等低含硫量低高低低氢/碳〔物质的量比〕0.50.60.91.0〔4〕油页岩又称油母页岩，一种高矿物质的腐泥煤，为低热值的固态化合燃料。颜色由浅灰色到深褐色，可提取石油〔产油率低于6％的属贫矿，高于10％的属富矿〕，也可直接作燃料。油页岩主要包括油母、水分和矿物质。油母含量约10～15％〔干基〕，是复杂的高分子化合物，富含脂肪烃结构，较少芳香烃结构，氢碳物质的量比为1.25～1.75，水分4～25％，矿物质主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。我国的能源概况煤炭我国煤炭资源的总储量为14380亿吨，已探明的可开采储量为7310亿吨。1991年的年产量为10.9亿吨，居世界首位，且每年在按4000万吨左右的速度递增。但全国煤炭资源的分布很不平衡，就总储量计，华北占71.13％，西北占9.05％，华东占8.15％，东北占3.68％，中南占2.33％。其中山西省约占全国的1/3。我国规划到二十世纪末，年生产量为12亿吨左右，按此水平，我国的煤炭至少还可以开采260年。石油和天然气1991年我国石油产量达1.39亿吨，天然气产量为150亿立方米。估计我国石油资源储量为300～600亿吨〔也有认为我国远景石油资源为787亿吨，国外估计值为300～1000亿吨〕，而现在已探明的石油储量仅有几十亿吨。天然气资源量预测为3.3×105亿立方米，探明的储量只占3％左右。因此石油和天然气的开发潜力还很大。石油的年产量目前为1.4～1.5亿吨，每年尚在按2％的速度递增。1990年的原油产量居世界第5位。生物燃料能我国的森林面积约1.2×1012m2，林木蓄积量为95亿立方米，每年可供柴薪216亿千克左右。农村中最主要的生物燃料是秸杆，估计为4.58亿吨，此外还有柴薪2800万吨、畜粪900万吨。至1990年，全国有沼气池338.1万个，年供沼气约10亿立方米。水能我国地表水年径流量达26200亿立方米，居世界第四位，按人口计，我国人均占有水资源约2700m3，居世界第127位。水能的开发和利用，目前仅占可利用水能的7％，水电装机容量仅为1700万千瓦，开发的程度还是很低的。其他，如核燃料，虽然我国已建立了一批具有相当规模的铀矿开采、冶炼基地，但我国的核电站还起步不久。秦川核电站是30万千瓦的核电站，东部沿海近年中还要再建立一些。例如田湾、大亚湾，我国核电站选址将主要考虑东南沿海经济兴旺省份。根据核电“远景规划〞，到２０２０年中国核电装机容量将从目前已经投产和在建的８７０万千瓦增加到３６００万千瓦，从目前的占全国电力装机总容量的２.３％提升到４％。这个规划意味着，从２００４年起，中国每年将至少批准建设２个百万千瓦级核电机组。也就是说，今后１６年，中国每年都要建一座大亚湾规模的核发电厂。尽管太阳能、风能、地热能等的估计蕴藏量都不算少，但尚待进一步开发和利用。东北试点推广乙醇汽油“初战告捷〞２００４年下半年以来，东北三省在全国率先实现了全区域封闭使用车用乙醇汽油，让这种可再生的新型“绿色〞能源以尽可能少的资源消耗、尽可能小的环境代价实现最大的经济和社会效益。乙醇俗称燃料酒精，它以小麦、玉米、高粱、薯类或植物纤维为生产原料，被称为绿色能源。将燃料乙醇和汽油按一定比例混配使用，可形成一种新型车用燃料——乙醇汽油。据统计，世界上现有约２０个国家推广使用乙醇汽油。为缓解石油资源短缺的矛盾，２００３年１１月，吉林省在全国率先开始在全省范围内封闭运行推广车用乙醇汽油，为在整个东北地区乃至全国进一步扩大试点奠定了根底。２００４年下半年，辽宁、黑龙江两省相继实现了全省车用乙醇汽油封闭销售，至此整个东北地区全部封闭推广车用乙醇汽油。此外，我国还在河南、安徽两省及湖北、山东、河北和江苏４省的局部地区开展了车用乙醇汽油试点工作，预计到今年底，上述各省和地区范围内要根本实现车用乙醇汽油替代其他汽油。一年来，乙醇汽油在东北三省的市场覆盖率到达了９０％左右，并取得了一系列明显的效益。车用乙醇汽油开辟了替代能源的新途径，有效地解决了粮食出路问题，同时也降低了汽车尾气对空气的污染，有效改善了大气环境。国家发改委有关负责人认为，东北三省作为全国先行试点推广省份，为国家开展新型能源承担了义务，做出了积极的探索和有益的尝试。据初步统计，从吉林省２００３年１１月正式启动车用乙醇汽油销售到２００５年２月末，东北三省共销售车用燃料乙醇汽油１９４万吨，累计节约原油７０多万吨。吉林燃料乙醇有限责任公司总经理王学泠说，在目前石油极为紧缺的情况下，燃料乙醇对于已经推广使用乙醇汽油的地区缓解能源紧张状况有着十清楚显的作用。专家们认为，从国家后备能源的储藏角度、替代角度考虑，寻找到一种新的可循环的再生能源是非常重要的。一旦进口油品出现困难，可以扩大燃料乙醇的推广范围。反响热和键能的关系化学键是分子中相邻原子间的强烈的相互作用，这种相互作用具有一定的能量，这一能量就是键能。键能常用E表示，单位是kJ/mol。下面用乙烷裂解为乙烯和氢气为例，根据化学反响中化学键的改变和键能的变化来分析反响热和键能的关系。在乙烷分子中，原子间的结合力可归结为6个C—H键和1个C—C键：在乙烯分子中，原子间的结合力可归结为4个C—H键和1个C=C键：从键能数据估算反响热的具体方法和步骤如下：〔1〕写出反响的化学方程式，并突出反响物和生成物分子中的各个化学键。〔2〕归纳出化学键改变的情况。6C—H+C—C—→4C—H+C==C+H—H即：2C—H+C—C—→C==C+H—H〔3〕从键能的表中，查出有关的数据。E(C—H)=414.4kJ/molE(C==C)=615.3kJ/molE(C—C)=347.4kJ/molE(H—H)=435.3kJ/mol〔4〕根据以下公式粗略地估计反响热〔Q〕。Q=∑E〔生成物〕-∑E〔反响物〕上式说明，反响热等于生成物的键能总和跟反响物的键能总和之差。Q=[E(C==C)+E(H—H)]-[2E(C—H)+E(C—C)]=(615.3+435.3)kJ/mol-(2×414.4+347.4)kJ/mol=-125.6kJ/mol这说明，上述反响是吸热的，吸收的热量为125.6kJ/mol。其他反响是吸热还是放热，数值是多少，可以用以上方法进行估计。对于化学方程式：可以说明1份〔如1个、1mol等，下同〕H2与1份Cl2在点燃条件下反响生成2份HCl。化学方程式只说明了反响物分子转化为生成物分子时原子重新组合的情况，即只说明了化学反响中的物质变化，但它不能说明化学反响中的能量变化。如果我们把上述化学方程式改写为下述形式：H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)；ΔH=-184.6kJ/mol即说明了1mol气态H2与1mol气态Cl2反响生成2mol气态HCl，放出184.6kJ的热量。这种说明反响所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式不仅说明了化学反响中的物质变化，也说明了化学反响中的能量变化。从热化学方程式可以明显地看出反响过程中需要吸收或放出的热放出285.8kJ的热量，上述两个反响的热化学方程式可以表示如下：从上述热化学方程式可以明显地看出，由H2与O2反响生成H2O〔l〕比生成H2O〔g〕多放出44kJ/mol的热量。书写热化学方程式时应注意以下几点：1．需注明反响的温度和压强，因反响的温度和压强不同时，其ΔH也不同。但中学化学中所用的ΔH的数据，一般都是在101kPa和25℃时的数据，因此可不特别注明。但需注明ΔH的“+〞与“-〞2．要注明反响物和生成物的状态。物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关。例如，冰熔化为水时，需要吸收热量，水蒸发为水蒸气时，也需要吸收热量，如下列图。因此，水在蒸气状态时所具有的能量与液态或固态时所具有的能量是不相同的。这也就是为什么H2与O2反响生成2mol液态水与生成2mol水蒸气时所放出的热量不同的原因。3．与化学方程式不同，热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，因此，它可以是整数，也可以是分数。对于相同物质的反响，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。例如：H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)；ΔH=-184.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)；ΔH=-483.6kJ/mol显然，对于上述相同物质的反响，前者的ΔH是后者的两倍。许多化学反响的反响热可以直接测得，但有些化学反响的反响热不能直接测得，需通过计算求得。正确书写热化学方程式对于生产和科学研究有重要意义。反响热前面我们主要介绍了氧化复原反响和离子反响中的物质变化。在化学反响中，发生物质变化的同时，还伴随有能量变化，这种能量变化，常以热能的形式表现出来。例如，在高一化学中，我们曾做过铝片与盐酸，以及氢氧化钡晶体与氯化铵晶体在迅速搅拌下反响的实验，前者反响时放出热量，为放热反响；后者反响时吸收热量，为吸热反响。在化学反响过程中放出或吸收的热量，通常叫做反响热。反响热用符号ΔH表示，单位一般采用kJ/mol。许多化学反响的反响热是可以直接测量的，其测量仪器叫做量热计。在中学化学中，一般研究的是在一定压强下，在敞开容器中发生的反响所放出或吸收的热量。下面，我们试从微观的角度来讨论宏观反响热的问题。实验测得1molH2与1molCl2反响生成2molHCl时放出184.6kJ的热量，这是该反响的反响热。任何化学反响都有反响热，这是由于在化学反响过程中，当反响物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新组合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。就上述反响来说，当1molH2与1molCl2在一定条件下反响生成2molHCl时，1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量，1molCl2分子中的化学键断裂时需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子中的化学键形成时要释放431kJ/mol×2mol=862kJ的能量，如图1所示。H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)的反响热，应等于生成物分子形成时所释放的总能量〔862kJ/mol〕与反响物分子断裂时所吸收的总能量〔679kJ/mol〕的差，即放出183kJ/mol的能量。显然，这个分析结果与实验测得的该反响的反响热〔184.6kJ/mol〕很接近〔一般用实验数据来表示反响热〕。这说明该反响完成时，生成物释放的总能量比反响物吸收的总能量大，这是放热反响。对于放热反响，由于反响后放出热量而使反响本身的能量降低。因此，规定放热反响的ΔH为“-〞，即上述反响的反响热为：ΔH=-184.6kJ/mol反之，对于吸热反响，由于反响通过加热、光照等吸收能量，而使反响本身的能量升高。因此，规定吸热反响的ΔH为“+〞。例如，1molC与1mol水蒸气起反响，生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量，即该反响的反响热为：ΔH=+131.5kJ/mol综上所述，当ΔH为“-〞或ΔH＜0时，为放热反响；当ΔH为“+〞或ΔH＞0时，为吸热反响。也就是说，如果反响物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反响物转化为生成物时放出热量，这是放热反响。反之，如果反响物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反响物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反响。化学变化过程中的能量变化如图2所示。月亮——氦3核聚变He-3是一种清洁、平安和高效的核聚变发电的燃料。据估算，月壤中He-3的资源总量可达100万-500万吨。如果采用D-He-3核聚变发电，美国年发电总量仅需消耗25吨He-3；中国1992年的年发电总量只需8吨He-3，全世界一年有100吨He-3就够了。问题：以目前全球电价和空间运输本钱算，1吨He-3的价值约40亿美元。如何将月球上的He-3运回地球呢风——风能风能发电风是地球上的一种自然现象，它是由太阳照射到地球外表，地球外表各处受热不同，产生温差从引起大气的对流运动形成的。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。问题：不稳定、因地而异太阳——太阳能太阳，这颗太阳系中最大的恒星，不停地向宇宙中发射能量，仅其中的22亿分之一，即成就了今天的地球。目前太阳能可以取暖、制冷、热水、供电。太阳能光伏板

1平方米太阳能热水器，相当于每年节约120公斤煤。目前技术上最成熟、市场化程度最高的就是太阳能供热水。问题：太阳能发电本钱过高。江河——水能二滩水电站许多世纪以前，人类就开始利用水的下落所产生的能量。最初，人们以机械的形式利用这种能量。在19世纪末期，人们学会将水能转换为电能。问题：可能会改变一局部自然景观21世纪的能源——太阳能电池问：目前市场上的太阳能电池主要是由什么材料制作的答：目前市场上最大量生产的太阳能电池的主要材料是由晶体硅制作的半导体材料．这种太阳能电池的结构如附图的上图所示．图中的A是表层金属导线；B层是吸光材料，通常是黑色涂层，以保证射入太阳能电池的光不从电池外表因反射而逃逸．E是金属电极．F是底层材料．C和D都是晶体硅半导体，但C是n-型半导体，它在光的照射下产生电子〔图中用e-表示〕，而D是p-型半导体，它在C产生电子的同时产生带正电的空穴〔图中用h+表示〕．C和D合在一起叫做n-p结．晶体硅制成n-型和p-型半导体的主要方法是在晶体硅中掺杂．n-型硅半导体掺入的杂质是电子比硅原子多的原子，如磷原子，p-型硅半导体掺入的杂质是电子比硅原子少的原子，如硼原子．掺杂会大大提高硅释放电子的能力，例如，只要掺杂百万分之一的磷，晶体硅的电子流会提高10万倍．掺杂是在由二氧化硅复原成硅制作晶体硅时进行的．事实上n-p结硅半导体是制成单片的．问：在70年代就有过报道，晶体硅将被非晶硅所代替，非晶硅是什么问：非晶硅这样好，为什么没有取而代之把晶体硅驱逐出市场答：非晶硅有2个致命缺点：一是寿命短，在光的不断照射下会发生所谓Staebler-Wronski效应，光电转化效率会下降到原来的25％，这本质上正是非晶硅中有太多的以悬键为代表的缺陷，致使结构不稳定；二是它的光电转化效率远比晶体硅低．现今市场上的晶体硅的光电转化效率为12％，最近面世的晶体硅的光电转化效率已经提高到18％，在实验室里，甚至可以到达29％〔比照：绿色植物的叶绿体的光电转化效率小于1％！〕，然而非晶硅的光电转化效率一直没有超过10％．但是，人们对非晶硅的热情未减．最近的一那么报道说，在美国密执根的联合太阳能系统公司刚刚创造了一种“三结〞非晶硅光电池，可以同时接受蓝、绿和红／红外辐射，光电转化效率到达12.1％．由于非晶硅的本钱低，1990年用光电转化效率只有4～6％的非晶硅太阳能电池，就把一架飞机飞行400km从美国西海岸加里福尼亚圣地亚哥飞到东海岸北卡罗林那州的凯提堆克．这说明非晶体硅的前途仍然是光明的，只要克服寿命短和效率欠佳的缺点，将来还是会占据相当大的市场份额的．问：老式的照相机不能自动测光，照相测光要用一种小型测光器，我记得它的光电转化材料是CdS，现今的照相机都带自动测光，它里面装的是什么光电材料它们也能做成太阳能电池吗答：测光所需的光电转化率不需要很高．硫化镉就属于这类光电池．其实不止是硫化物，许多硒化物和碲化物也是光电转化材料．用这类化合物制作的光电池品种很多，其中有一些光电转化效率甚高，作为太阳能电池的材料的前景也看好，例如，迄今光电转化效率最高的光电材料是GaAs-GaSb，它的转化率可以到达33％．许多价格不匪的照相机里装的就是砷化镓光电池，用它来做太阳能电池价格太贵，不可能用在地面装置上，美国波半日公司已经把GaAs-GaSb太阳能电池装在航天飞机上．还有，几年前有一种用CdTe制作的太阳能电池已经问世．这种太阳能电池的实验室转化效率到达16％，见于市场的那么达8％．它比非晶硅寿命长，效率稳定，制作也较简单，很有前途．有人担忧这种太阳能电池因含致癌元素镉而有害．但专家们认为完全不必担忧，因为太阳能电池是密封的．相比之下，目前已经广泛使用的镉-镍可充电电池要危险得多，废电池经常被到处扔．这里，我还要特别提到所谓CIS，它是CuInSe2的缩写，是一种极有前途的太阳能电池，价格相对于CdTe要廉价．最近报道说，美国科罗拉多国立可更新能源实验室〔NREL〕开发了一种掺极少量Ga的CIS，效率竟到达18％．1997年，现合并到西门子太阳能公司的原阿克罗太阳能公司曾经制成一块达0.5m2面积的CIS模块，效率到达11％．长远地看，硫族化合物太阳能电池具有与晶体硅太阳能电池竞争的实力．它们与晶体硅不同而与非晶硅相同之处是可以造得很薄，这是这类半导体的根本性质决定的，因而用材很省．问：80年代初报道过二氧化钛是一种光电材料，有可能用来光解水，它也能制作太阳能电池吗答：这是一种值得称赞的联想．二氧化钛确实可以制作太阳能电池．第一个制作二氧化钛太阳能电池的是位于瑞士Lausanne的瑞士联邦制作了这种电池，后人称为格莱泽电池．附图的以下列图是改进的格莱泽电池的示意图．图中A是透光的玻璃；B是既透光又能导电的高分子薄膜；夹在高分子薄膜中间的是含碘离子的水溶液，溶液的底部那么是纳米级的二氧化钛晶体．在二氧化钛晶体外表上有一种钌的配合物，是光繁化剂．格莱泽电池受到光照射时，Ru2+离子从基态变成激发态，激发态钌释放出能量时从Ru2+氧化为Ru3+，释放出的电子进入二氧化钛晶格，使钛从Ti4+复原为Ti3+，于是二氧化钛发生如同在叶绿素里发生的所谓电子弛豫，把电子传递到与之接触的导电高分子〔光电池的负极〕，与此同时，溶液里的碘离子跟Ru3+氧化态的钌配合物反响，把电子传递给钌，使钌恢复到Ru2+，碘离子氧化为碘原子〔实为I3-离子〕，后者从光电池的正极接受一个电子复原为碘离子，完成一个电子传递的循环．这个循环在飞秒级的时限内便完成了．据说循环进行1亿次系统运转仍然正常．这种太阳能电池估计可以使用20年．在阳光直射时，格莱泽电池的光电转化效率为10％．这种电池最人惊讶处是，在阴天，它的效率更高，到达15％．这是硅太阳能电池望尘莫及之处．作为比照，虽然晶体硅可以吸收从350mm到1.1μm的光子，但吸收蓝光的光电转化效率是很低的．阴天的散射光是蓝光，硅太阳能电池效率低下，而格莱泽电池却能高效率地吸收蓝光独领风骚．据说，格莱泽电池的价格只有晶体硅太阳能电池的1／5．大家知道，二氧化钛目前广泛用于制造牙膏和涂料〔即钛白粉〕，是一种很廉价的天然矿物，据说，建造1m2的二氧化钛薄膜只需人民币1.3元．眼下许多国家的大公司竞相投资开发格莱泽电池．例如，瑞士的SMH在1998年成功地将格莱泽电池装进手表．澳大利亚利用光电池研究所〔INAP〕制作了一块10×10cm2的模块光电转化效率到达7％，宣称2000年开始进行试生产，等等．问：到21世纪初，太阳能电池究竟能够占到多大的电能市场答：每天太阳光照射到地球外表的能量超过全人类使用的全部电能的10000倍！太阳能资源真可谓无穷无尽，不会枯竭，问题在于用什么方法才能廉价地把它转化为电能．随着化石燃料逐渐枯竭，化石燃料燃烧引起的温室气体、氮氧化物等环境污染问题日趋严重，核电站不仅投资惊人还有核泄漏的潜在危险和核废料存放问题，人们转向利用太阳能来解决能源危机的目光已经越来越焦灼，越来越执着．从1970年到1998年，太阳能电池的价格已经下降了10倍！不过现在在屋顶上装太阳能电池板是仍然是一种奢侈．算下来，用晶体硅，在美国每平方米要花640美元，在英国，屋顶提供的电能在用电顶峰期每度电要花人民币40元．这跟生产量不大也有关．终究，利用太阳能实在太吸引人，总有一天，随着市场需求的急剧膨胀，将推动太阳能电池制造业的投资猛增，生产规模急速扩大，太阳能电池的价格还会下降．一旦太阳能价格降到人们可以接受的价格，家家户户的屋顶上会装上太阳能电池板，将构成一道新的风景线．预计到2022年，100万户美国家庭会装上太阳能电池板．办公楼装太阳能电池屋顶更划算，因为它们白天用电，跟太阳能白天发电相匹配．太阳能电池现在占的电能分额仍很有限，但增长很快．1987年，全球生产的太阳能电池发电量到达1.25×108W，1998年预期到达1.60×108W．这急剧增长的数字中有格莱泽电池的功绩．曾有过报道，英国认为到2022年太阳能电池将占到英国总电能消耗的10％．英国现在年耗电量是3×1014W·h，1991年有一个叫Newcastle的调查团体做过调查，如果英国的所有屋顶装上太阳能电池，光电发电的总量也可以到达这个数据．相信我国太阳能电池的开展到下个世纪也会突飞猛进．原电池正负极确实定原电池正负极确实定将铜锌两种金属放在电解质溶液中，用导线连接，便构成原电池的两极，如图．由于Cu、Zn两种金属电势上下不同，所以存在着电势差．电子总是从低电势的极流向高电势的极．电势的上下一般可根据金属的活泼性确定：金属越活泼其电极电势就越低，金属越不活泼其电极电势就越高．由于锌比铜活泼，所以电子总是从锌极流向铜极．电化学上把电子流出的极定为负极，流入的极定为正极．如下列图，锌为负极，铜为正极．原电池中主要的反响类型〔1〕电极与电解质溶液中的电解质发生氧化复原反响．例如锌、铜和稀硫酸，锌、铜和硫酸铜溶液都可以构成原电池，这些原电池的原理是锌、铜和稀硫酸及硫酸铜溶液能分别发生氧化复原反响．铁、碳棒和三氯化铁溶液也能构成原电池，这是由于铁与三氯化铁能发生氧化复原：Fe+2FeCl33FeCl2〔2〕电极与电解质溶液中溶解的氧气等物质的反响．如将铁和碳棒插入NaCl溶液，铜和碳棒插入NaCl溶液，都有电流产生，这是因为发生了原电池反响：负极：2Fe-4e2Fe2+2Cu-4e2Cu2+正极：2H2O+O2+4e4OH-2H2O+O2+4e4OH-NaCl起着增强溶液导电性作用，未形成原电池时，在常温下铁与水及铜与水都是不反响的．但是，将锌和铜插入ZnCl2浓溶液中那么不能构成原电池，因为Zn2+的大量存在抑制锌的离子化，使氧化复原反响不易发生．当然，要构成有实用意义的原电池，必须对电极材料、电解质溶液都有所选择．电池知多少随着电信业向国际市场敞开大门，必将愈来愈普及，作为配件的电池，其需求量将与日俱增．电池功能的核心在于电芯，这种可充电的二次电芯，在国内尚无技术生产．国内厂家主要是从日本进口电芯而组装电池，如名牌“诺基亚〞，“爱立信〞便是．现将电池生产开展近况概述如下：镍镉电池由两个极板组成，一个是用金属镍，另一个是用金属镉做成．这两种金属在电池中能发生可逆反响，因此电池可重新充电．其电池结构稳固，待机时间及通话时间长，缺点是金属镉易致污染．镍氢电池亦称“环保电池〞，因其不含易污染的金属镉．其电量储藏比镍镉电池多30～50％以上，待机时间和通话时间因此而延长了30％．爱立信398型用标准6V镍氢电池，它是由5节1.2V单体镍氢二次电池或