鲁科版选修4第1章《第1节 化学反应热效应》教学案.docx

1、鲁科版选修4第1章第1节 化学反应热效应教学案第1章 化学反应与能量变化第1节 化学反应的热效应一、反应热：通常情况下，化学反应中能量的变化主要是_和_之间的转化，几乎所有化学反应都伴随着_的释放和吸收。化学上规定，当化学反应在下进行时，反应所或的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称，通常用符号表示。反应热时，反应热（Q）为正值；反应热时，反应热（Q）为负值。确定某一反应的反应热通常方法有用测定的实验方法和通过理论计算来求得。反应热测定时的计算公式Q= C(T1 T2)中，C表示_，T1、T2分别表示_。二、放热反应和吸热反应的化学反应为放热反应，这是一个把能量转化为热能等而被释放出来的过程

2、。如等。热量的化学反应为吸热反应，这是一个把热能等转化为能量被“贮存”起来的过程。如：灼等。常见的放热反应有：.活泼金属与酸或水的反应。如： 。. 酸碱中和反应。如： 。.燃烧反应。如：。.大多数的化合反应。如： 。常见的吸热反应有：. 大多数的分解反应。如： 。. 大多数持续加热或高温的反应。如： 。. Ba（OH）28H2O 与NH4Cl的反应三、焓和焓变反应的“焓”是描述，符号是“”，单位是“”。物质所聚集的状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说， 。 热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，除去伴随着反应体系体积的改变做功所消耗的能量，如果反应中物质的能量变化全部转

3、化为能，而没有转化为电能、光能等其它形式的能，则反应前后物质的的改变（反应的“焓变”）就等于该反应的反应热。其表达式是：H 如果H 0 ，即反应产物的焓反应物的焓，说明反应是能量的，为热反应。如果H 0 ，即反应产物的焓反应物的焓，说明反应是能量的，为热反应。四、热化学方程式在热化学中，常用热化学方程式把一个化学反应中_的变化和_的变化同时表示出来。H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)；H(298K)= 285.8KJmol-1表示_，若将方程式改为2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)；H(298K)= 571.6KJmol-1则表示_,两者的意义_(填“相同”或“不

4、同”)热化学方程式书写时应注意： 要在H后面注明反应的温度；不标，则特指298K。 要注明反应物和生成物的聚集状态，常用s、l和g分别表示固态、液态和气态。水溶液中的溶质则用aq表示。若是同分异构体，则在标明状态的同时，还要注明同分异构体的名称。热化学方程式中不用“”、“”。 注意H中“”、“”的意义（“”为H 0，吸热反应；“”为H 0，放热反应）及单位kJmo1 。 H与方程式中计量数有关，计量数以“mol”为单位，可为小数或分数。依据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则H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。五、盖斯定律的盖斯定律的内容是:不管化学反应是完成，

5、其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应的有关，而与反应的无关。对于那些进行很慢和难以测量的反应，可通过盖斯定律计算出该反应的反应热。H1、H2、H3三者的关系为：（3）反应热的计算由盖斯定律可知：反应热的大小与反应的无关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是的。我们可以将两个或多个热化学方程式包括其H相或相，得到一个新的热化学方程式。即热化学方程式具有性，可以进行加、减、乘、除四则运算。化学反应的热效应也可根据键能进行计算，其公式为：H 。 第1章 化 学 反 应 与 能 量 变 化第2节 电能转化的化学能-电解【实验探讨1】电解熔融NaCl制备金属Na。1、电解熔融NaCl的现象：

6、2、电极反应式： 总反应： 一、电解原理1、电解：在 的作用下， 在两个电极上分别发生 和 的过程 2、电解池：将 转化为 的装置由电解熔融NaCl的装置可知，构成电解池的要素为： 电极反应：每个电极上进行的得电子或失电子的半反应为电极反应。阳极：与电源 相连，阳极上发生 反应 阴极：与电源 相连，阴极上发生 反应电子的流向: 注意：电子只在 定向移动，不能从 移动离子定向移动的方向: 阳离子向 极移动, 阴离子向 极移动.3、惰性电极与活性电极： 惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅 ，不参与反应 活性电极（除铂、金外的金属）：既可以 ，又可以参与电极反应4、用惰性电极（如石墨）电解氯化铜溶液（1

7、）通电前，分析电解质溶液中的离子情况。（2）接通电源后，这些微粒如何运动？会发生什么变化？ （3）阳极现象： 阴极现象： 电极反应：阳极： 阴极： 总反应： CuCl2浓度将 （填不变、增大、减小）二、1、(1)阳极产物判断首先看 ，如果是 电极，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是 电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。 阴离子放电顺序： 阴极产物的判断 阳离子放电顺序： 2、写出下列电解池的电极反应式和总反应式（1）用惰性电极电解硫酸钠溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量_阳极电极反应式: 阴极电极反应式:

8、 。总反应式: 。（2）用惰性电极电解氯化铜溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量_阳极电极反应式: 阴极电极反应式: 总反应式: 。（3）用惰性电极电解饱和NaCl溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量_现象： 。阳极电极反应式: 阴极电极反应式: 。总反应式： 。氯碱工业：用_离子交换膜法，目的是_（4）电解硫酸铜溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量_阳极电极反应式: 极电极反应式: 。总反应式: 。4、应用：（1）精炼铜：阳极电极反应式: 阴极电极反应式: 溶液中C(Cu2+)_，阳极减少的质量_阴极增加的质量（“”或“”）（2）电镀（镀铜） 镀件必须作 极. 镀层金属必须作 极.电解

9、质溶液中必须含有 金属离子。阳极电极反应式: 阴极电极反应式: 溶液中C(Cu2+)_，阳极减少的质量_阴极增加的质量（“”或“”）电解类型实例阴极阳极电解反应式溶液pH恢复电解水H2SO4NaOHNa2SO4电解自身HBrCuCl2放氢生碱NaCl放氧生酸CuSO4第1章 化学反应与能量变化 第3节 化学能转化为电能一、原电池原理.复习:右图是一个 池，其中Zn 为 极，Cu为 极，电极反应式分别是Zn: , Cu: ；总反应方程式为 。该装置将 能转化为 能。请在右图上标出正负极名称和电子的流动方向。.实验探究实验1 Zn与CuSO4 溶液反应中的能量变化反应原理实验现象能量变化实验2 Z

10、n与CuSO4 溶液反应中的能量转化实验装置图实验现象能量转化装置名称工作原理电极反应式（注明发生反应的类型）负极（ ）：正极（ ）：电池反应：在装置图上注明电子流向内电路中阴阳离子的移动方向：.概念 1原电池的工作原理 原电池是_的装置。 原电池根据两极活泼性的不同，分为_和_。 正极：通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电子流_（填“出”或“入”）的一极，电极上发生_（填“氧化”或“还原”反应）。 负极：通常是活泼性较强的金属，电子流_（填“出”或“入”）的一极，电极被_（填“氧化”或“还原”），电极发生_（填“氧化”或“还原”反应）。工作原理：还原剂（一般为较活泼的金属）发生 反应,电子

11、从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)，在正极上转移给氧化剂，使氧化剂发生还原反应，从而产生电流。2.原电池的构成条件:二、常见的化学电源1常见的锌锰干电池酸性锌锰干电池：作负极，作正极，是电解质溶液中的溶质，负极：，正极：，；总反应式为：。碱性锌锰干电池：作负极，作正极，是电解质溶液中的溶质，负极： ，正极：；总反应式为：。2铅蓄电池铅蓄电池是二次电池，作负极，作正极，是电解质溶液，负极：，正极：；总反应式为：。3氢氧燃料电池 碱性条件下的氢氧燃料电池正负极材料均为，和源源不断的通到电极上，是电解质溶液，负极：，正极：；总反应式为：。酸性条件下的氢氧燃料电池正负极材料均为

12、，和源源不断的通到电极上，是电解质溶液，负极：，正极：；总反应式为：。要点强化指导 H2和O2在不同介质中的电极反应式1H2在不同介质中的电极反应式：在碱性条件下负极：H22OH2H2O2e；在酸性或中性条件下负极：H2 2 H 2e。2O2在不同介质中的电极反应式：在碱性、中性或弱酸性条件下正极：O2 2H2O 4e 4OH；在较强酸性条件下正极：O2 4 H 4e 2H2O；在熔融的金属氧化物中正极：O24e 2O2；在其它介质中的电极反应式。如：在熔融的碳酸盐中，正极反应物是O2和CO2时，正极电极反应式：O2 2CO2 4e 2 CO32。三、金属腐蚀与防护1金属的腐蚀金属腐蚀的含义金

13、属表面与周围的物质发生 或因 作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。金属腐蚀的实质金属原子 电子被 变成金属 的过程。可用方程式表示为： 。金属腐蚀的类型金属腐蚀可分为 和 ，而电化学腐蚀依据环境的酸碱性可分为 和 。合作探究1：化学腐蚀和电化学腐蚀腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀含义条件腐蚀的速度相互关系合作探究2：析氢腐蚀和吸氧腐蚀的异同？（以Fe为例）析氢腐蚀吸氧腐蚀相同点腐蚀的本质 负极反应式不同点条件不同氧化剂不同 正极反应式不同 产物不同 其它反应式2金属的防护金属的防护就是依据电化学腐蚀的原理，要防止金属发生 腐蚀，关键在于阻止金属成为原电池的 极，避免发生阳极 反应而溶解。即其本质就是阻止

14、 。因此常用的方法有：在金属表面覆盖 。如：可以在其表面加耐腐蚀的 、 、 、 、橡胶等 ，也可以通过电镀而覆盖于被保护金属表面的耐腐蚀性较强的 。改变金属的内部 。如： 等。牺牲 阴极保护法。如：镶嵌 的闸门、航海船底、铁塔以及底下铁管道等。外加 电源的 保护法。如：化工厂中盛酸性溶液的容器或管道。经 、外加电源的 极等方法进行钝化。如：合成氨厂中防止反应塔腐蚀。合作探究：金属腐蚀快慢规律作电解池 极引起的腐蚀作原电池 极引起的腐蚀 腐蚀有防护措施的腐蚀；对于同一金属来说，在 电解质溶液中腐蚀速度在 电解质溶液中腐蚀速度在 电解质溶液中腐蚀速度；活泼性不同的两金属，活泼性差别越 ，腐蚀越快；

15、对于同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越 ，腐蚀越快。练习：1.如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于 腐蚀。若试管内液面上升，则原溶液是 性，发生 腐蚀，电极反应：负极： ，正极： 。若试管内液面下降，则原溶液是 性，发生 腐蚀，电极反应：负极： ，正极： 。若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在 （填“甲”或“乙”）溶液中腐蚀的速度快。2如图所示，装置中都盛有0.1mol/L 的NaCl 溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是（ ） A B C D第2章 化学反应的方向、限度与速率第1节 化学反应的方向自发过程： 一

16、、反应焓变与反应方向问题1：能自发进行的化学反应都是放热反应吗？试着举一些学过的化学反应的例子。 2：反应焓变是 的一个因素，但不是唯一因素。二、反应熵变与反应方向1.固体硝酸铵溶解是 过程，NaOH溶解是 过程，而NaCl、蔗糖的溶解过程焓变 。固体溶解的共同特点是： ，即 ，或者说 。2、熵：符号为_，单位_，是描述_的物理量，熵值越大，_。3、同一条件下，不同物质的熵 ；同一物质的不同聚集状态的熵的关系： 4、举出一些熵增加（即体系的混乱度增大）过程的例子： 5、熵变： ，符号： 。产生气体的反应，气体的物质的量增大的反应，为熵值_(增大，减小，不变)的反应，熵变为_(正，负)值。6、熵

17、增加的反应有利于反应自发进行，有些反应是熵增加的反应，如： 、 。7、只有熵增加的反应可以自发进行吗？ ， 试举例： 。熵变是 有关的又一个因素，但不是唯一因素。三、焓变与熵变对反应方向的共同影响1、在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向是反应的 和 共同影响的结果，反应方向的判据为： HTS 0 HTS = 0 HTS 0 2. 由化学反应方向的判断可以得出，对于 、 的反应一定能自发进行，而 、 的反应一定不能自发进行；当焓变与熵变作用相反时，若相差悬殊，某一因素可占主导地位，若相差不大， 可能对反应方向起决定作用。 请完整温度与反应方向的关系图： 3、判据 HTS 指出的是在一定条件下

18、 ，即反应发生的可能性，它并不能说明 ，因为反应能否进行还涉及 。课堂检测练习1.判断下列物质混合后在给定条件下能否反应，若能反应请写出化学方程式。NaOH 溶液与盐酸混合： NaCl 溶液与水混合： 氢气、氮气在高温、高压和催化剂条件下混合： 氢气、氧气在常温下混合： 氢气、氧气混合后点燃： 2、（1） 写出下列反应的热化学方程式： 1mol Fe(OH)2 (s) 与O2(g)、H2O（l）反应生成1mol Fe(OH)3 (s) 放出的热量为111.1KJ 1mol NH4HCO3 (s) 与足量CH3COOH 溶液反应，吸收的热量为 37.30 KJ 1mol CaCO3 (s) 分解成CaO (s) 和 CO2(g) 吸收的热量为176.5KJ （2）判断： 所有的自发进行的反应都是放热反应。（ ）反应焓变是与反应能自发进行有关的唯一因素。（ ）3、反应熵变与反应方向列举熵增加的过程： 列举熵减小的过程： 判断： 熵变是反应能否自发进行的因素，但不是唯一因素。（ ）熵增加有利于反应的自发进行。 （ ）