化学选修4全册教案.docx

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化学选修4全册教案

第一章第一节化学反应与能量的变化

教学目标

知识与技能：

1.使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；

2.认识化学反应过程的物质变化和能量变化；

3.了解反应热和焓变的涵义；

4.能正确认识、书写热化学方程式。

过程与方法：

1.通过对学习资料的查找与交流，培养学生获取信息、理解信息并得出结论的能力以及语言表达能力；

2.通过从化学键的角度分析化学反应，引导学生分析引起反应热的本质。

情感态度与价值观：

培养学生从微观的角度理解化学问题。

教学重点：

热化学方程式的书写和反应热与键能

教学难点：

反应热与键能

教学过程：

第一节化学反应和能量变化

一、概念

1.化学反应及其能量变化

任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。

在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。

2.放热反应和吸热反应

（1）放热反应：

即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。

（2）吸热反应：

即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。

3.化学反应中的能量变化示意图对于该“示意图”可理解为下列形式：

由能量守恒可得：

反应物的总能量：

生成物的总能量+热量（放热反应）

应物的总能量：

生成物的总能量-热量（吸热反应）

4．热化学方程式的书写：

（1）热化学方程式必须标有热量变化。

（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。

（3）热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量，因此，有时可用分数表示，但要注意反应热也发生相应变化。

5．书写热化学方程式时明确以下问题：

（1）反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明，不注明的指101kPa和25℃时的数据。

（2）物质的聚集状态不同，反应吸收和放出的热量不同，因此要注明反应物和生成物的聚集状态。

（3）热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几个分子反应的热效应。

因此式中化学计量数可以是整数，也可以是分数。

一般出现分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。

（4）无论热化学方程式中化学计量数为多少，△H的单位总是KJ/mol，但△H的数值与反应式中的系数有关。

板书设计：

一、概念

1.化学反应及其能量变化

2.放热反应和吸热反应

（1）放热反应：

（2）吸热反应：

3.反应物的总能量：

生成物的总能量+热量（放热反应）应物的总能量：

生成物的总能量-热量（吸热反应）

4．热化学方程式的书写：

5．书写热化学方程式时明确以下问题：

练习：

1、请解读下面的热化学方程式：

（1）H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol

（2）C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2220.0kJ/mol

2、依据事实，写出下列热化学方程式

（1）1mol乙烷燃烧生成CO2（g）和4H2O（l），放出1559.8kJ热量。

（2）1克氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量

【作业布置】课本：

P5 -2、3、4

【教学反思】1.重点讲练热化学方程式的书写；2.重点图解化学反应热。

第一章第二节燃烧热能源

教学目标

知识与技能：

1．掌握燃烧热、热中和热相关概念和计算

2．掌握热化学方程式的书写3．了解能源的相关问题

过程与方法：

通过阅读、比较、分析培养学生综合分析问题的能力。

情感态度与价值观：

1.认识能源是人类生存和发展的重要基础。

2.知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。

教学重点：

燃烧热和热化学方程式的书写

教学难点：

燃烧热和热化学方程式的书写

教学过程

复习引入：

回忆反应热、焓变的知识。

一、燃烧热

定义：

（一）、反应热

1、概念：

2、放热反应和吸热反应的比较。

（二）热化学方程式

1、概念：

2、表示意义：

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

例如：

；△H＝－241.8kJ/mol

表示1mol气态H2与（1/2）mol气态O2反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ的热量。

（三）燃烧热

1、概念：

2、注意：

必须以1mol可燃物燃烧为标准；可燃物必须完全燃烧，生成稳定化合物。

例如：

1mol碳燃烧生成CO时放出的热不是燃烧热，CO不稳定，可继续燃烧生成CO2。

C的燃烧热为393.5kJ/mol而不是110.5kJ/mol。

3、表示的意义：

例如C的燃烧热为393.5kJ/mol，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

4．燃料充分燃烧的两个条件

（1）要有足够的空气

（2）燃料与空气要有足够大的接触面。

（四）、中和热

1、概念：

2、注意：

必须以生成1mol水为标准；中和反应对象为稀溶液；强酸与强碱中和时生成1molH2O均放热57.3kJ，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。

3、中和热的表示：

H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l）；△H＝－57.3kJ/mol

二、能源——使用化石燃料的利弊及新能源的开发

（1）重要的化石燃料：

煤、石油、天然气

（2）煤作燃料的利弊问题（3）新能源的开发

【板书并小结】

一、燃烧热二、能源

【作业】

1.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是（）

A.铝片与稀盐酸的反应.B.Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应.

C.灼热的碳与CO2的反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应

2.下列燃料中,不属于化石燃料的是（）

A.煤B.石油C.天然气D.水煤气

3.实验测得25℃、101kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量，写出C燃烧的热化学方程式：

。

4.实验测得25℃、101kPa时1molH2完全燃烧放出285.8kJ的热量，写出H2燃烧的热化学方程式：

。

6.在1.01×105Pa时，4g氢气在O2中完全燃烧生成液态水，放出572KJ的热量，则H2的燃烧热为；表示氢气燃烧的热化学方程式为。

第一章第三节化学反应热的计算

教学目标

知识与技能：

在质量守恒定律和能量守恒定律的基础上理解、掌握盖斯定律，并学会应用盖斯定律进行化学反应热的计算；进一步巩固对化学反应本质的理解。

过程与方法：

通过分析、归纳，从能量守恒定律角度理解盖斯定律。

情感态度与价值观：

学习从不同的角度观察、分析、认识事物。

教学重点、难点：

利用盖斯定律进行化学反应热的计算

教学过程：

一、引入：

与旧知识“燃烧热”相衔接，减少学生的陌生感，且为学生设计测定“C（s）+1/2O2（g）==CO（g）ΔH1=?

”做好知识与理解的铺垫。

1.下列数据表示燃烧热吗？

为什么？

H2（g）+1/2O2（g）==H2O（g）△H1=-241.8kJ/mol

已知：

H2O（g）==H2O（l）△H2=-44kJ/mol

H2（g）+1/2O2（g）==H2O（l）△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol

2.如何测出这个反应的反应热：

C（s）+1/2O2（g）==CO（g）ΔH1=?

思考并回答：

①能直接测出吗？

如何测？

②若不能直接测出，怎么办？

①C（s）+1/2O2（g）==CO（g）ΔH1=?

②CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）ΔH2=-283.0kJ/mol

③C（s）+O2（g）==CO2（g）ΔH3=-393.5kJ/mol

①+②=③，则ΔH1+ΔH2=ΔH3

所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol

为什么可以这样计算？

应用了什么原理？

二、盖斯定律

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。

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。

这就是盖斯定律。

讲述盖斯的生平事迹。

三、对盖斯定律的理解与分析

请观察思考：

ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？

ΔH=ΔH1+ΔH2

根据能量守恒定律引导学生理解盖斯定律。

四、应用盖斯定律计算反应热

石墨能直接变成金刚石吗？

例1：

写出石墨变成金刚石的热化学方程式（25℃,101kPa时）

说明：

（1）可以在书中查找需要的数据.

（2）并告诉大家你设计的理由。

[学生]查阅燃烧热数据，设计方案：

①C（石墨，s）+O2（g）==CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol

②C（金刚石，s）+O2（g）==CO2（g）△H2=-395.0kJ/mol

所以，①-②得：

C（石墨，s）=C（金刚石，s）△H=+1.5kJ/mol

这个热化学方程式说明了什么？

石墨不会自动变成金刚石；石墨与金刚石的能量相差不远。

过渡：

你知道火箭的燃料是什么吗？

例2：

某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。

已知：

N2（g）+2O2（g）==2NO2（g）△H1=-534kJ/mol

N2H4（g）+O2（g）==N2（g）+2H2O（l）△H2=-534kJ/mol

请写出发射火箭反应的热化学方程式。

先确定反应物与生成物，再对两个已知方程式的反应热进行处理，

△H=2△H2-△H1=-534kJ/mol

2N2H4（g）+2NO2（g）==3N2（g）+4H2O（l）△H=-534kJ/mol

你能设计出合理的路线吗？

总结归纳盖斯定律：

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。

板书设计：

第三章第一节化学反应热的计算

一、盖斯定律：

二、应用盖斯定律计算反应热

1、内容：

2、理解

3、盖斯定律的意义：

小结：

课后作业：

按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已知：

（1）NH3（g）+HCl（g）===NH4Cl（s）△H1=-176kJ/mol

（2）NH3（g）+H2O（l）===NH3.H2O（aq）△H2=-35.1kJ/mol

（3）HCl（g）+H2O（l）===HCl（aq）△H3=-72.3kJ/mol

（4）NH3（aq）+HCl（aq）===NH4Cl（aq）△H4=-52.3kJ/mol

（5）NH4Cl（s）+2H2O（l）===NH4Cl（aq）△H5=？

则第（5）个方程式中的反应热△H是。

（根据盖斯定律和上述反应方程式得：

（4）+（3）+

（2）-

（1）=（5），即Q=+16.3kJ/mol）

教学反思：

盖斯定律是第一章的一大重点，应用其计算化学反应热既是重点又是难点，必须多讲多练，及时巩固。

第二章第一节化学反应速率

教学目标

知识与技能:

化学反应速率的概念和表示方式，以及相关计算

过程与方法:

通过使学生初步学会用化学反应速率图表获取信息；培养学生获取信息的能力、归纳知识和总结知识的能力。

情感态度与价值观：

通过本节学习联系实际，培养学生的环保意识。

教学重点:

化学反应速率的概念和计算

教学难点:

化学反应速率的表示方式。

教学过程

[引言]不同的化学反应进行的快慢不一样，有的反应进行得很快，瞬间就能完成。

例如氢气与氧气混合遇火发生瀑炸，酸碱的中和反应等；有的反应进行得很慢，例如，石油的形成要经过几百万年甚至更长的时间。

板书：

一、化学反应速率

[演示实验2-1]

引导学生观察：

两支试管中都有气泡产生，但大理石与盐酸反应迅速，有大量气泡产生，而与醋酸反应较缓，只有少量气泡产生。

板书：

化学反应速率：

通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

单位：

mol/L.min或mol/L.s。

投影：

[例题]某一化学反应：

A+B==2C,在2min钟内，A的浓度由2mol/L减小到1mol/L,C浓度由0.5mol/L增加到2.5mol/L，则在这两分钟内，A的化学反应速率为0.5mol/L.min，C的化学反应速率为1mol/L.min。

讨论、分析得结论：

在同一段时间内，同一个化学反应中各物质的反应速率是成比例的：

在2升密闭容器中发生的可反应：

A+2B

2C

A的物质的量

B的物质的量

C的物质是量

t=0min

3mol

1mol

0

t=1min

2.8mol

0.6mol

0.4mol

反应速率

0.1mol/L.min

0.2mol/L.min

0.2mol/L.min

VA:

VB:

VC=1:

2:

3（为方程式中的系数比）

讲述：

不同的化学反应，具有不同的反应速率，这说明，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素。

但由于受其它条件的影响，同一化学反应在不同条件下可能会有不同的化学反应速率，因此，我们可以通过改变反应条件来改变化学反应的速率。

改变化学反应速率在实践中有很重要的意义，例如，我们可以根据生产和生活的需要，采取适当的措施加快某些和产过程，如使炼钢、合成树脂或合成橡胶的反应加快等；也可以根据需要减慢某些反应速率，如使钢铁生锈、塑料和橡胶老化的反应速率减慢。

下面我们来探讨浓度、压强（主要对有气体参加的反应）、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响。

反馈练习：

1、反应4NH3（g）+5O2（g）

4NO（g）+6H2O（g）在10升密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率

（X）（反应物的消耗速率或生成物的生成速率）可表示为（）

A．v（NH3）=0.01mol/LB．v（NO）=0.001mol/L

C．v（O2）=0.001mol/LD．vH2O）=0.045mol/L

2、

某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程式为.反应开始至2min，Z的平均反应速率为

作业：

1、可逆反应2A（g）+3B（g）

2C（g）+D（g）在四种不同条件下有以下4种反应速率，则该反应在不同条件下反应速率最快的是（）

A．v（A）=0.5mol/（L.s）B．v（B）=0.6mol/（L.s）

C．v（C）=0.35mol/（L.s）D．v（D）=0.4mol/（L.s）

2、将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：

3A（g）+B（g）

xC（g）+2D（g）,经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）：

c（B）=3:

5,C的平均反应速率为0.1mol/（L.min）。

试求：

（1）此时A的浓度及反应开始前容器中A、B的物质的量；

（2）B的平均反应速率；（3）x的值。

教学反思：

化学反应速率是学习化学平衡的基础，在教学中以一些实例入手，使学生对本章所学内容有一个整体感知。

在教学中应充分发挥学生的能动性，通过自学得出化学反应速率的概念、单位、表达式等基础知识，最后提醒学生应注意的几个问题，增强学生运用知识的灵活性。

第二章第二节影响化学反应速率的因素

教学目标

知识与技能：

1.认识浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响,了解改变化学反应速率的意义。

2.能初步运用有效碰撞、活化分子等概念解释浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响。

过程与方法：

运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小.

情感、态度与价值观：

1.通过实验培养学生严谨的科学态度，知道科学研究的一般方法。

2.通过目前催化剂研究的遗憾，激发学生投身科学的激情。

教学重点:

外界条件对化学反应速率的影响。

教学难点:

有效碰撞

教学过程：

板书：

一、浓度对化学反应速率的影响

实验并引导学生观察：

大理石与1mol/L的盐酸反应迅速，有大量气泡产生，而与0.1mol/L的盐酸反应较缓，只有少量气泡产生。

引导学生分析并板书：

当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应速率。

[引导学生阅读教材后分析讲解]

能量高于分子平均能量的分子，属于活化分子；活化分子在具有合适的取向相互碰撞后，才能使旧键断裂，发生化学反应，这样的碰撞叫做有效碰撞。

在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物中所占的百分数目是一定的，因此，单位体积内活化分子数目与单位体积内反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比。

增大反应物的浓度，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应增多，单位时间内的有效碰撞次数也相应增多。

化学反应速率就增大。

板书：

二、压强对化学反应速率的影响

阅读、分析：

对于气体来说，当温度一定时，一定量气体的体积与其所受的压强成反比。

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1/2，单位体积内的分子数就增大到原来的2倍。

所以，增大压强，就是增加单位体积内反应物和生成物的物质的量，即增大了浓度，因而可以增大化学反应速率。

相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度就减小，因而化学反应速率也减小。

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体积的影响很小，因而对它们浓度改变的影响也很小，可以认为改变压强对它们的反应速率无影响。

板书：

三、温度对化学反应速率的影响

实验并引导学生观察：

给加入０.1mol/L盐酸的试管加热后，反应速率明显加快了。

这说明温度的变化也可以使反应的化学反应速率发生改变。

[引导学生分析并讲解]

在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而使化学反应速率增大。

当然，由于温度升高，会使分子的运动加快，这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加，反应也会相应地加快，但不是反应加快的主要原因，而前者是反应加快的主要原因。

温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。

有很多在常温或高温时进行得很快的化学反应，在低温下则进行得较慢。

这就是人们使用电冰箱保存食物的原因。

板书：

四、催化剂对化学反应速率的影响

引导学生观察：

在H2O2中加入MnO2粉末时，立即有大量气泡产生，而在没有加MnO2粉末的试管中只有小量气泡出现。

可见催化剂MnO2使H2O2分解的反应加快了。

阅读、分析并讲述：

催化剂能够增大化学反应速率的原因，是它能够降低反应所需的能量，这样就使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而成千成万倍增大了化学反应速率。

许多实验成绩和事实证明，对于同一个化学反应来说，条件不同时，反应速率会发生变化。

除了浓度（对于有气体参加的反应，改变压强相当于改变浓度）、压强、催化剂等能够改变化学反应速率外，反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。

在适当条件下，人们还可以利用光、超声波、甚至磁场来改变某个反应的速率。

[讨论]采用哪些方法可以增大Fe与盐酸反应的化学反应速率？

在这些方法中，哪些是由于增加了活化分子在反应物中的百分数所造成的？

（

增加盐酸的浓度

升高温度

增大铁与盐酸反应的接触面积等）

练习：

1、根据化学反应A+B=2C，填写下表中的空白：

A

B

C

反应开始时浓度mol/L

2.7

2.5

0

2min后的浓度mol/L

2.3

2min后的浓度mol/L

化学反应速率mol/（L.min）

2、取amolA和bmolB置于v升容器内，发生可逆反应：

aA（g）+bB（g）

cC（g）+dD（g）。

1min后，测得容器内A的浓度为xmol/L,这时B的浓度为；C的浓度为。

这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为。

要加快该反应的速率，可采取的方法有。

作业：

1.设C+CO2

2CO-Q1，反应速率为υ1；N2+3H2

2NH3+Q2，反应速率为υ2。

对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况为（A）

A.同时增大B.同时减小

C.υ1增大，υ2减小D.υ1减小，υ2增大

2．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率可由如图2-1-1表示，在下列因素中，①盐酸的浓度，②镁条的表面积，③溶液的温度，④氯离子的浓度，影响反应速率的因素是（C）。

A.①④B.③④C.①②③D.②③

3．在密闭容器中发生2SO2+O2

2SO3反应，现控制下列三种不同的条件：

①在400℃时，10molSO2与5molO2反应；②在400℃时，20molSO2与5molO2反应；

③在300℃时，10molSO2与5molO2反应；

问：

开始时，正反应速率最快的是②；正反应速率最慢的是③。

教学反思：

让学生亲自动手做实验，学生对实验现象印象深、结论记忆深，教学效果大大提高。

第二章第三节化学平衡

教学目标

知识与技能：

1.建立化学平衡的观点。

2．理解浓度、压强、温度等外界条件对化学平衡的影响规律，能用化学移动原理解释一些化学移动问题。

过程与方法：

通过做蔗糖晶体结晶的实验，引导学生分析、认识可逆过程与平衡状态的建立及特征，培养学生利用实验探究、分析、解决问题的能力。

情感态度与价值观：

培养学生透过现象看本质的科学态度与科学素养。

教学重点、难点：

化学平衡观点的建立和特征，浓度、压强、温度对化学平衡的影响。

等效平衡.

课时安排2课时

教学过程

第一课时

[引言]在化不学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的,还需要考虑化学反应所能达到的最大限度。

例如，在合成氨的工业中，除了需要考虑使N2和H2尽可能快地转变为NH3外，还需要考虑使N2和H2尽可能考虑多地转变为NH3，这就涉及到化学反应进行的程度问题——化学平衡。

化学平衡主要是研究可逆反应规律的，如反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响等。

问：

请同学们认真观察自己小组的实验成果，你们发现了什么？

引导分析：

一定温度下，当把适量蔗糖晶体溶解在水里时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水里去；另一方面，溶解在水里的蔗糖分子不断地在未溶液的蔗糖表面聚集为晶体，当这两个相反过程的速率相等时，蔗糖的溶解达到最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。

此时，我们说达到溶解平衡状态。

在溶解平衡状态，溶解和结晶过程并没有停止，只是速率相等罢了，因此，溶解平衡状态是一种动态平衡状态。

板书：

一、化学平衡

投影：

800℃下，容积为1L的密闭容器里，在有催化剂存在条件下发生的可逆反应：

CO+H2O（g）

CO2+H2

编号

起始时各物质的物质的量（mol）

平衡时各物质的物质的量（mol）

CO

H2O

CO2

H2

CO

H2O

CO2

H2

（1）

0.01

0.01

0

0

0.005

0.005

0.005

0.005

（2）

0

0

0.01

0.01

0.005

0.005

0.005

0.0005

3.0≤x≤0.01

x

x

0.01-x

0.01-x

0.005

0.005

0.005

0.005

[分析]

（1）t=0时，V（CO）=V（H2O）=最大值，V（CO2）=V（H2）=0，随着反应的进行，正反应速率（V（CO）或V（H2