化学选修4第一章.docx
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化学选修4第一章
《化学选修4》第一章、第二章备课参考
南京市第十三中学钱海滨
首先我建议大家要重视对《选修4》的“绪言”教学，因为这个“绪言”对于本模块的教学内容比起以前的绪言显得更为重要，它在高度概括本模块的教学内容的同时，还较为系统地介绍了学习化学反应原理的工具——“简化后的有效碰撞模型”，所以搞好“绪言”的教学，既可调动学生学习的积极性，还为化学反应原理的学习进行了必要的知识诸备。
一、课程目标：
1、化学反应与能量：
内容标准
学习要求
教学建议
1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
1．了解化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
可观看影像或讨论：
化学反应与能量转化。
2．能说出常见的能量转化形式。
2．通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。
知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
3．通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础。
可引导学生查阅人类社会所面临的能源危机以及未来新型能源有关资料，调查家庭使用煤气、液化石油气、煤等的热能利用效率，提出提高能源利用率的合理化建议。
4．了解化学在解决能源危机中的重要作用。
5．知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
3．能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
6．能举例说明化学能与热能的相互转化。
可通过比较的方法帮助学生理解热化学方程式与化学方程式的区别。
7．了解反应热和焓变的涵义，了解焓变的表示符号
（ΔH）及其常用单位（kJ/mol），认识ΔH的“－”、“＋”与放热反应和吸热反应的对应关系。
8．认识热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算。
9．了解盖斯定律涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
2、化学反应速率与化学平衡：
内容标准
学习要求
教学建议
1．知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率。
1．知道化学反应速率的概念定量表示方法，能进行有关化学反应速率的简单计算。
2．了解测定化学反应速率的方法，通过实验测定某些化学反应的速率，结合实验培养观察、记录实验现象及数据处理能力。
2．知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。
3．知道活化分子、有效碰撞、活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。
3．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，认识其一般规律。
4．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。
实验探究：
浓度、温度对硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应速率的影响。
不同催化剂对淀粉水解速率或过氧化氢分解速率的影响。
5．认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率影响的一般规律，能用有效碰撞理论加以解释。
4．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。
6．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。
5．能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
7．能初步利用焓变和熵变说明化学反应的方向。
6．描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
8．进一步认识可逆反应及其限度，
9．能描述化学平衡建立的过程。
10．理解化学平衡是相对的、有条件的、动态的，树立辩证唯物主义观点。
11．知道化学平衡常数的涵义及表示方法，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
不出现应用高次方程进行的计算。
7．通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
12．通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
可组织学生讨论：
合成氨反应条件选择的依据。
13．理解化学平衡移动原理，能够运用化学平衡移动原理对可逆反应的化学平衡移动进行分析。
8．认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
14．认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
二、与2004年版相比，2006年版发生的变化：
绪言：
1、在绪言中的第一小节，删去了“化学反应中涉及的物质，通常是组成和结构一定的纯净物（单质和化合物）。
2、关于“活化能”的描述有变化：
关于实验测定活化能问题；关于活化能的作用问题。
第一章：
1、2004年版：
化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表示，叫做反应热，又称为“焓变”——注解：
在恒压条件下进行的化学反应的热效应。
2006年版：
焓（H）是与内能有关的物理量。
在一定条件下，某一化学反应是吸热还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差——即焓变（ΔH）决定。
在恒压条件下进行的反应的热效应等于焓变。
2、2006年版多出了测定“中和热”的实践活动
第二章：
1、第一小节中将“改变……以及碰撞几率的外界条件”改为“改变……以及碰撞几率的方法”，并在后面的内容中增加了一些条件改变引起反应速率改变的生活中的事例。
2、增加了用有效碰撞理论模型对“浓度”、“温度”、“催化剂”的改变影响化学反应速率的理论解释，而在04年版中只在最后简单描述了温度对反应速率的影响原因，且在语言描述中将有效碰撞频率改为有效碰撞几率。
3、在催化剂剂的重要性描述中增加了“对于在给定条件下，反应物之间能够发生多个反应的情况，理想的催化剂可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率”——即强调了催化剂的选择性。
4、在第四节（化学反应进行的方向）中改变的内容较多。
如将“能量判据”改为“焓判据”，并各举了一个反应事例来分别说明反应进行的方向有时由“焓判据”判定，有时由“熵判据”判定。
增加了一小节语言描述：
“焓变和熵变都有与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变。
并在内容的最后增加了“科学视野”——体系的自由能变化（ΔG）：
ΔG=ΔH-TΔS……
三、教材分析：
第一章：
化学反应与能量
1、教学内容：
第一节、化学反应与能量的变化：
（1）焓变
（2）反应热
第二节、燃烧热：
（1）燃烧热
（2）能源
第三节、化学反应热的计算：
（1）盖斯定律
（2）反应热的计算
2、课标与大纲内容比较：
现行高中大纲
新课标
化学反应中的能量变化
放热反应和吸热反应
燃料的充分燃烧
热化学方程式
燃烧热
中和热
使用化石燃料的利弊
新能源的开发
知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因（教材设计：
知道化学反应是放热反应还是吸热反应与反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小有关），了解化学能与热能的相互转化
必修2
1、了解化学反应中能量转化的原因
2、能说出常见的能量转化形式（教材设计：
从微观角度说明能量变化的原因），说明能源是人类生存和发展的重要基础
3、了解化学在解决能源危机中的重要作用
4、知道节约能源，提高能源利用率的实际意义
5、通过对燃烧热的教学和社会实践活动，能举例说明化学能与热能的相互转化
6、通过中和热的测定实验，从定量角度理解化学能与热能的相互转化，并培养学生严谨的科学态度
7、了解反应热和焓变的涵义
8、能用盖斯定律进行反应热的简单计算。
选修4
3、知识结构：
4、地位与作用：
在《必修化学2》中，学生初步学习了化学能与热能的知识，对于化学键与化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定认识，本章是在此基础上的扩展与提高。
本章属于热化学基础知识。
热化学是研究化学反应热现象的科学，曾为建立热力学第一定律（能量守恒和转换定律）提供了实验依据，反过来，它又为热力学第一定律在化学反应中的具体应用。
它主要解决各种热效应的测量和计算问题。
第二章：
化学反应速率与化学平衡
1、教学内容：
本章内容分为三部分。
第一部分是化学反应速率知识，着重介绍化学反应速率和浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响，以及造成这些影响的本质原因。
第二部分是在化学反应速率和可逆反应知识的基础上，着重介绍化学平衡的建立，以及浓度、温度等外界条件对化学平衡的影响，引入“化学平衡常数”定量探讨和描述化学反应的限度，为将来学习、探讨化工生产条件（如温度、压强等）打下理论基础。
第三部分是在具有化学平衡和化学反应速率的初步概念并已经能够定量描述化学反应的热效应的基础上引入“焓变”与“熵变”定量探讨化学反应进行的方向。
内容按照由易到难的顺序安排，即：
速率→平衡→平衡常数→反应进行的方向
2、课标与大纲内容比较：
现行高中大纲
新课标
化学反应速率
浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响
可逆反应
化学平衡
浓度、压强、温度对化学平衡的影响
关于合成氨条件选择的讨论
通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
化
学
2
1、知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。
2、知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。
3、通过实验探究浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响，认识一般规律。
4、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。
5、能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
6、描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
7、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
8、认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学领域中的重要作用。
选
修
4
3、知识结构:
浓度、压强
②影响化学反应速率的因素温度
催化剂
①化学反应速率（本课程重心）
——定量表示方法反应的可逆不可逆
——测量的方法③化学平衡化学平衡状态特点
影响因素及平衡移动原理
化学平衡常数
④化学反应进行的方向——熵判据、焓判据
4、地位与作用：
选修4《化学反应原理》第二章有关化学反应速率、化学平衡和反应进行的方向等化学反应原理知识，是在学习了化学反应及能量变化、物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学的重要理论之一，有助于加深理解以前所学的元素化合物知识及化学反应，是中学化学中所涉及的溶解平衡、电离平衡、水解平衡等知识的核心，对许多后续知识的学习起着重要的指导作用。
通过本章的教学，不仅仅要帮助学生理解有关知识，更重要的是要帮助学生建立化学平衡的观点，以及化学平衡是相对的、当外界条件改变时平衡会发生移动等观点，培养学生实事求是的科学态度及从微观到宏观，从现象到本质的科学的研究方法，对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练，培养学生对知识的理解能力，通过对变化规律本质的认识，着力培养学生的分析、推理、归纳、总结的能力。
三、教学重点和难点的分析：
第一章：
教学重点：
1、化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写
2、化学反应的热效应（或焓变）与反应物、产物总能量的关系
3、化学反应的热效应（或焓变）与反应物、产物总键能的关系
4、燃烧热、中和热概念的教学和中和热的实验测定
5、盖斯定律，反应热的计算
教学难点：
1、“ΔH”的“+”与“—”，热化学方程式的书写
2、通过已知反应物和产物的键能求反应热
3、燃烧热、中和热概念的教学和中和热的实验测定
4、盖斯定律的应用
第二章：
教学重点：
1、化学反应速率的表示方法
2、化学反应速率的影响因素以及用“有效碰撞理论模型”进行解释
3、建立化学平衡的概念
4、影响化学平衡的因素和勒夏特列原理的归纳总结
5、等效平衡
教学难点：
1、化学反应速率的表示方法
2、建立化学平衡的概念
3、影响化学平衡的因素和勒夏特列原理的归纳总结
4、等效平衡
5、判断化学反应进行的方向的“焓判据——ΔH<0”、“熵判据——ΔS>0”及“自由能判据——ΔG<0”
四、各节教学设计
第一章：
§1化学反应与能量的变化（教学时间：
1课时）
一、焓变反应热
1．反应热：
一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量
2．焓变（ΔH）的意义：
在恒压条件下进行的化学反应的热效应
（1）.符号：
△H
（2）.单位：
kJ/mol（注：
单位中的每mol是与整个反应对应的）
（3）.测量条件：
一定压强下，敞口容器中发生的反应
（4）.产生原因：
化学键断裂——吸热化学键形成——放热
放出热量的化学反应。
（放热>吸热）△H为“-”或△H<0
吸收热量的化学反应。
（吸热>放热）△H为“+”或△H>0
3．从微观角度解释化学反应中的能量变化：
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，化学反应放热或吸热与反应物和生成物的总能量相对大小有关
4．常见的吸热、放热反应类型（含溶解热效应）
5．能量变化与物质变化的关系
6．体系与环境
体系：
被研究的物质系统。
环境：
体系以外与体系密切相关的其他部分。
二、热化学方程式
1．掌握热化学方程式的含义
2．能正确书写化学方程式:
①热化学方程式必须标出能量变化。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态
③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数
§2燃烧热与能源（教学时间：
2课时）
第一课时：
一、燃烧热
1．概念：
25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
燃烧热的单位用kJ/mol表示。
注意：
⑴燃烧热通常可由实验测得。
⑵在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：
①研究条件：
101kPa
②反应程度：
完全燃烧，产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量：
1mol
④研究内容：
放出的热量。
（ΔH<0，单位kJ/mol）
⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指101kPa所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物
二、中和热
1．概念：
在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。
2．中和反应对象为酸、碱稀溶液（一般溶液中的c（H+）或c（OH-）≤1mol/L）。
这是因为浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。
3．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：
H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）ΔH=－57.3kJ/mol
4．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
第二课时：
二、中和热
5．中和热的测定实验
（1）所需仪器和药品
（2）实验步骤和操作要求
（3）重复实验2—3次
（4）数据记录与处理
（5）误差分析
归纳总结燃烧热与中和热的区别与联系
三、能源
1．能源的概念及分类：
能提供能量的自然资源。
分为一次能源和二次能源。
2．地位：
能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开发和利用情况，可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。
3．我国目前的能源状况：
主要是化石燃料，蕴藏量有限，而且不能再生，最终将枯竭
4．能源危机的解决方法：
开源节流，提高能源的利用率。
思考与交流：
1、选择燃料的标准是什么?
燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的条件、价格、对生态环境的影响，等各方面综合考虑。
煤作为燃料的利弊?
提高煤燃烧效率的措施有哪些?
2、我国的能源状况如何？
（1）目前使用的主要能源是何种能源？
（2）我国的能源储量。
（3）我国的人均能源拥有量。
（4）近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况。
3、了解了我国的能源利用率，你有何感想？
科学探索----作业
1、查阅有关资料，评价下列能源的优缺点：
能源
优点
缺点
太阳能
氢能
地热能
风能
2、以甲醇和乙醇作为汽油的代用品的主要好处是什么？
§3化学反应热的计算（教学时间：
2课时）
第一课时：
一、盖斯定律
1．内容：
化学反应的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步完成的反应热是相同的，这就是盖斯定律。
2．应用：
（1）对于不能直接发生的反应，其反应热无法测得；
（2）对于可逆反应，不能进行到底，反应热难以测得；（3）对于有副反应的反应，反应热也难以测得。
向以上等难以测得反应热的情况，都可以利用盖斯定律和其它相关反应的热效应用相似于求解方程组的方法而间接求出（要找准反应物、最终产物和中间产物的关系，以便确定如何运算才能得到所需要热化学方程式和反应热）。
二、反应热的简单计算
1．计算方法：
①热化学方程式系数可以扩大或缩小相同的倍数，但同时ΔH也要响应的变大或缩小。
②对于正、逆两个相反方向的反应，ΔH的数值相等，符号相反。
③根据盖斯定律，可以将两个或两个以上（一般不超过三个）的热化学方程式包括其ΔH（含“+”、“－”）相加或相减，得到所求反应的热化学方程式
2．应用举例：
略
第二课时：
2．计算类型:
①利用反应热的概念和摩尔质量进行计算：
应用举例
②利用燃烧热的概念和摩尔质量进行计算：
应用举例
③利用盖斯定律进行计算：
应用举例
本节小结
本章归纳与整理
第二章：
§1化学反应速率
1、学生课前实验2-1，此实验可作如下改进，装置可以简化，不用分液漏斗，因为反应开始的速率不会很快，药品改用镁条和0.5mol/L的硫酸效果较好，也可以用碳酸钙和稀盐酸，要求学生纪录每生成5ml气体的时间，画出时间--体积图，并在实验报告中提出还可以怎样设计实验测定化学反应速率。
2、通过复习提问或2-3个例题回顾必修2所学知识，并在阅读课本和讨论学与问的基础上，师生共同总结化学反应速率的概念和定量表示方法，提出注意事项。
3、在学生实验的基础上，展示学生的实验设计，使学生知道测定化学反应速率有多种方法，通过比较能够找出简单易行的方法。
同时使学生知道在某些特殊情况下化学反应速率的表示方法也有其它形式。
4、可设计一些问题让学生思考，如：
（１）物理学中为什么要引入速率的概念？
如何定义？
（２）化学中为什么定义化学反应速率？
（３）化学反应速率怎样定义？
（４）你认为化学反应速率还有无其他表示方法？
各有哪些特点？
（５）化学键与化学反应的进行条件有没有内在的联系？
等等。
5、比较化学反应速率应注意的问题：
①反应速率为正值，是反应某一段时间间隔内的平均反应速率。
②要防止错误地用单位时间内物质的物质的量或质量的变化来计算化学反应速率。
③在一个化学反应中，各物质的起始浓度、反应一定时间后的浓度和浓度的变化三个量中，只有浓度的变化一定符合它们在化学方程式中的计量系数关系。
④同一个化学反应的速率，可选用其中任何一种物质来表示，其数值可能相同，也可能不相同，但都是该反应的速率，且各物质表示的速率比等于它们在化学方程式中的计量系数比。
⑤比较同一反应中用不同物质物质表示的反应速率快慢时，要根据化学方程式中各物质的化学计量数之比，换算成同一物质表示的反应速率值进行比较。
⑥注意对比试验的条件控制，对反应速率的快慢描述语言要准确。
§2影响化学反应速率的因素
浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响，是本章教学内容的重点与难点。
1、学生先完成实验2-2、2-3、P24和p25两个科学探究，要求学生先预习、按实验小组讨论合作进行实验，并完成实验报告，要求分析实验结果，提出实验疑问。
2、课堂教学中通过对实验的反思，突出重点完成教学内容，通过学生提出的问题，引导学生作进一步探究，以突破难点。
3、由感性认识而上升到理性认识。
利用绪言中的有效碰撞模型、活化分子、活化能等概念，让学生通过阅读思考，自主感悟外界条件影响化学反应速率的本质原因。
4、补充在恒V和恒P条件下充入隋性气体时对反应速率的影响。
5、浓度、压强、温度、催化剂等外界条件（外因）是如何影响化学反应速率的？
（以增大化学反应速率为例）
§3化学平衡
〔第一课时〕：
平衡状态
1、问题引入：
将一小块有棱角的胆矾放入饱和硫酸铜溶液中，外界条件不变，一段时间后有什么变化吗？
分析溶解平衡。
2、复习导入：
问题1:
化学反应的可逆性是普遍存在的吗?
举例说明问题2：
化学反应的限度都是相同的吗？
举例说明。
问题3：
可逆反应达到限度时就停止了吗？
问题4：
什么是平衡状态？
它有哪些特征？
3、归纳化学平衡状态的概念、特点
4、让学生思考此时的V正、V逆与第一节中的V有什么区别和联系，从而加深对化学平衡特征的理解
5、巩固练习
〔第二课时〕：
化学平衡的移动
1、思考引入：
硫酸铜饱和溶液中析出硫酸铜晶体可以采用什么方法？
试从溶解平衡的角度解释原因。
2、学生实验2-5、2-6、2-7，让学生仔细观察，思考交流，得出结论，提出疑问。
3、通过对实验现象的分析、归纳、总结，最终导出温度对吸热反应的速率影响的幅度大，压强对气体的计量数之和大的一边的反应速率影响的幅度大。
4、化学平衡的移动要注意：
（1）不要把反应速率，化学平衡混同起来。
化学反应速率研究化学反应进行的快慢，化学平衡研究可逆反应完成的程度。
计算反应速率的关键在于找出转化浓度，有关化学平衡的计算关键在于根据起始浓度，平衡浓度之差确定转化浓度及转化率。
（2）不要把正反应速率（
）的增加，同平衡向正反应方向移动等同起来。
学习中一定要明确
v正>v逆，才是平衡向正反应方向移动的唯一依据。
（3）不要把化学平衡向正反应方向移动同原料转化率的提高等同起来。
（4）不要把温度对化学反应速率和化学平衡的影响混同起来。
（5）关于催化剂问题，应明确：
①由于催化剂能同等程度增加正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响；②使用催化剂，能改变达到平衡所需要的时间。
〔第三课时〕：
勒夏特列原理应用
1、复习外界条件对化学平衡的影响、勒夏特列原理，并举例分析。
进一步从浓度、压强、温度的数据等方面帮助学生理解条件对化学平衡的影响。
理解勒夏特列原理的含义。
2、让学生用速率-时间图分析各种条件对平衡的影响。
进一步理解速率与平衡的关系。
其他典型图示分析。
3、勒夏特列原理的教学：
在明确了浓度、压强、温度的改变对化学平衡的影响以后，可采用归纳法，突破对勒夏特列原理表述中“减弱这种改变”含义理解上的困难：
对勒夏特列原理的理解要注意下列要点：
（１）勒夏特列原理只有对达成化学平衡状态的系统才是有效的。
（２）勒夏特列原理只有对维持化学平衡状态的因素的改变才是有效的。
（３）勒夏特列原理指出了化学平衡的自发趋向，这种趋势是化学平衡系统的内部机制，无需外力帮助。
由此，可判断勒夏特列原理能否扩大到非化学平衡系统。
（4）勒夏特列原理所说的“减弱这种改变”不能表述成“消除这种影响”。
（5）关于勒夏特列原理的应用范围和局限性，应明确：
①平衡移动原理对所有的动态平衡都适用，为后面将要学习的电离平衡、水解平衡作铺垫；②平衡移动原理能用来判断平衡移动的方向，但不能用来判断建立新平衡所需要的时间。
教育学生在应用原理时应注意原理的适用范围，对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练
〔第四课时〕：
化学平衡常数
1、给出一个反应如：
CO+H
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