一线教师精品学年高一化学必修2教案苏教版专题2 化学反应与能量转化.docx

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一线教师精品学年高一化学必修2教案苏教版专题2化学反应与能量转化

教学设计

整体设计

三维目标

1.知识与技能

使学生掌握化学反应速率、可逆反应、化学平衡的概念；进一步了解吸热反应和放热反应、电解池和原电池之间的区别与联系；能从化学反应的本质来理解化学反应中的能量变化；能从多个角度认识化学反应。

2.过程与方法

通过对吸热反应和放热反应、原电池和电解池的比较，使学生掌握分类、比较、归纳的学习方法；通过运用图表对知识进行梳理、归纳，使学生能建构比较完善的知识体系；通过对化学反应多角度的复习，拓宽学生的思维。

3.情感态度与价值观

通过对化学反应速率与限度、化学反应中的能量变化等的利用的讨论，使学生养成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解释；通过对化学反应中能量转化的系统复习，形成正确的能量观。

教学重点

化学反应速率及其影响因素，可逆反应与化学反应的限度，吸热反应与放热反应，热化学方程式的书写，燃料燃烧释放的热量，原电池、电解池及其应用，新能源的开发与利用。

教学难点

化学平衡的判断，热化学方程式的书写及相关计算，原电池与电解池的区别与联系。

课前准备

投影仪、幻灯片、学案。

教学过程

知识回顾

本专题我们先从化学动力学的角度学习了化学反应的快慢和反应的限度，表示化学反应快慢的物理量是化学反应速率，化学反应有一定的限度，进行到一定程度会达到化学平衡状态；然后我们从热力学的角度学习了化学反应中的能量变化，并结合化学能与电能的相互转化，联系新能源的开发和利用，了解到能源科学发展与化学学科的关系。

导入新课

这部分内容是中学化学的重要理论知识，与我们的生活生产密不可分，也是化工生产知识所必须具备的基础知识。

学好本专题的知识，首先就得深刻理解有关概念。

推进新课

[板书]专题2复习课

一、化学反应速率与化学反应限度

【提问】

[答案]化学反应进行快慢程度的Δc/tmol·L-1·h-1或mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1反应速率之比参加反应的物质的结构和性质增大反应物浓度减小反应物浓度加快反应速率减缓反应速率气体浓度正催化剂接触面积、固体颗粒大小、光、超声波等

[投影练习]

例1用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是（）

A.加热B.不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸

C.滴加少量CuSO4溶液D.不用铁片，改用铁粉

[答案]B

例2对于反应A2＋3B2====2C来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（）

A.v（B2）=0.8mol·L-1·s-1B.v（A2）=0.4mol·L-1·s-1

C.v（C）=0.6mol·L-1·s-1D.v（B2）=4.2mol·L-1·s-1

[答案]D

[投影]知识梳理，学生填写：

2.

（1）可逆反应的特征：

_________________________________________________________。

（2）化学反应限度：

大多数化学反应都具有___________________________，故化学反应都有一定的限度；可逆反应的限度以到达___________________________为止。

（3）化学平衡状态是指：

可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，___________________等于______________________、各组分浓度________的状态。

此时，该反应的转化率在该条件下达到最______________________________值。

[答案]

（1）反应物和生成物同时共存于同一体系中

（2）可逆性化学平衡状态（3）正反应速率逆反应速率不再发生变化大

例3某温度下，在一固定容积的容器中进行如下反应：

H2（g）+I2（g）2HI（g），下列情况一定能说明反应已达到平衡的是（）

A.单位时间内每消耗1molI2，同时有2molHI生成时

B.单位时间内，每形成1molI—I单键，同时形成2molH—I单键

C.H2、I2、HI的浓度相等

D.I2在混合气体中的体积分数与H2在混合气体中的体积分数相等

E.压强不再随时间而改变时

F.气体的总质量不再改变时

G.混合气体中各组成成分的含量不再改变时

H.混合气体的颜色不再改变

I.混合气体的密度保持不变

J.混合气体的平均摩尔质量不变

[答案]BGH

[讨论]若把该反应改成2NO2

N2O4，其中，N2O4是无色气体，则选项E—J中能说明达到平衡的有哪些？

[答案]EGHJ

[分析]注意，解此类题目的关键是要把现有的已知条件转化到判断平衡的两点依据：

①正反应速率等于逆反应速率；②各组分的浓度、百分含量保持不变。

由于此题中该反应是反应前后气体总物质的量没有变化的反应，所以要区别于反应前后气体总物质的量有变化的反应，要特别引起注意。

【提问】学习了化学反应速率和化学反应的限度，我们又能解决哪些问题呢？

[讨论]1.人们为什么使用电冰箱储存食物？

2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。

原因是什么？

3.实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。

原因是什么？

4.实验室常用30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制氢气，当反应进行一段时间后，气泡变得稀少了（锌粒有多余），如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中，气泡又会重新增多起来。

原因是什么？

5.工业合成氨时，条件为什么要高温、高压、催化剂，还要不断地把氨气液化分离出去？

[分析]在我们进行镁条与盐酸反应的实验时，我们看到开始时速率比较慢，后逐渐变快，原因是反应产生的热量使温度升高，促使反应速率加快，可见，化学反应中还伴随着能量的变化。

二、化学反应中的热量

[投影]知识梳理，学生填写：

1.化学反应的本质是___________________，__________________需要吸收热量，__________________会放出热量，化学反应中的能量变化，通常表现为__________________。

根据热量变化的不同，可以把化学反应分为__________________和__________________。

在吸热反应中__________________低于__________________，是能量的__________________过程。

在放热反应中__________________低于__________________，是能量的__________________过程。

填表

放热反应

吸热反应

定义

形成原因

与化学键强弱的关系

ΔH的规定

图示

示例

[答案]反应物化学键的断裂，生成物化学键的形成断键成键热量的变化吸热反应放热反应反应物的总能量生成物的总能量贮存生成物的总能量反应物的总能量释放

放热反应

吸热反应

定义

放出热量的反应

吸收热量的反应

形成原因

反应物总能量＞生成物总能量

反应物总能量＜生成物总能量

与化学键强弱关系

反应物断键吸收总能量＜生成物成键放出总能量

反应物断键吸收总能量＞生成物成键放出总能量

ΔH的规定

ΔH＜0

ΔH＞0

图示

示例

NaOH+HCl====NaCl+H2O

C+CO2

2CO

【讨论】常见的吸热反应和放热反应有哪些？

[小结]常见的放热反应：

1.金属与酸生成氢气的反应；2.酸碱中和反应；3.所有燃烧反应；4.大多数化合反应；5.浓硫酸、生石灰的溶解……

常见的吸热反应：

1.大多数分解反应；2.电离反应；3.氢氧化钙、氢氧化钡与铵盐的反应；4.C+CO2

2COC+H2O（g）

CO+H2;5.硝酸铵的溶解……

[投影]知识梳理，学生填写：

2.热化学方程式定义__________________________________。

书写要点?

①__________________________________。

②__________________________________。

③__________________________________。

④__________________________________。

⑤__________________________________。

3.燃料充分燃烧的条件：

①______________；②______________。

[答案]2.表明反应放出或吸收的热量的化学方程式标明聚集状态注意ΔH的“+”与“－”，ΔH的单位是kJ·mol-1化学计量数只表示物质的量，可用分数、可用小数反应热要与化学计量数相一致注明反应的温度和压强（如不注明通常指101kPa和25℃）

3.燃烧时要有足够多的空气；燃料与空气要有足够大的接触面

例4常温下14g一氧化碳在足量氧气中充分燃烧，放出141.3kJ热量，写出一氧化碳燃烧的热化学方程式_______________________________。

例5下表中的数据是某些物质及其键能。

物质

Cl2

Br2

I2

H2

HCl

HI

HBr

键能/kJ·mol-1

243

193

151

436

431

298

366

根据上述数据回答

（1）—（5）题。

（1）下列物质本身具有的能量最低的是（）

A.H2B.Cl2C.Br2D.I2

（2）下列氢化物中最不稳定的是（）

A.HClB.HBrC.HID.HF

（3）X2+H2====2HX（X代表Cl、Br、I）的反应是反应__________（填“吸热”或“放热”）

（4）相同条件下，X2分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是__________。

（5）若无上表中的数据，你能正确回答出（4）吗？

__________，你的根据是__________________________________________________。

[答案]例4：

2CO（g）+O2（g）====2CO2（g）ΔH=-565.2KJ·mol-1

例5：

（1）A

（2）C（3）放热（4）Cl2（5）能生成物越稳定，放出的热量越多，在HX中HCl最稳定

[小结]物质的键能越大，断键所需要吸收的能量就越多，键就越不容易断裂，该物质就越稳定；物质所具有的总能量越低，越稳定。

物质的键能与所具有的总能量是两个不同的概念，要加以区别。

【提问】能量之间的转化并不是一一对应的，通常，一个化学反应在进行的过程中，一方面，化学能可以转化为热能，另一方面，化学能也可以转变成其他形式的能量，如镁条在燃烧时，一部分化学能转变为热能，又有一部分化学能转变为光能，锌与硫酸反应的时候，化学能可以转变为热能，也可以转变为电能。

是不是所有化学反应中，都可以把化学能转变为电能呢？

[回答]不是，只有大多数氧化还原反应中，才可以设计把其中的化学能转变为电能。

[分析]化学能与电能之间可以相互转化，把化学能转化为电能的装置称为原电池，把电能转化为化学能的装置称之为电解池。

它们各自的原理是怎样的呢？

又有哪些区别？

三、化学能与电能

[投影]知识梳理，学生填写表格：

比较原电池和电解池在能量转化、典型装置、形成条件、电极规定、电极反应、电子流向、离子移动方向上的区别。

[小结、投影]

原电池

电解池

定义

将化学能转化成电能的装置

将电能转化为化学能的装置

装置举例

硫酸