归纳与整理教学教案设计

《化学反应与能量》——归纳总结教学设计

本章内容是在学习了“物质结构

元素周期律”之后，应用物质结构理论来指导化学反应原理的学习，是对第一章内容的深化。其中化学反应中的能量变化，化学反应速率和限度是中学化学的重要理论部分，在初中化学、高中必修模块和选修模块均有所安排，既有学习的阶段性，又有必修与选修的层次性，在内容上前后交叉重叠，学生的概念形成和发展呈现一种螺旋上升的状态。

本章内容按其知识结构可以分为两大部分。第一部分包括第一节和第二节，介绍了各种能量之间的相互转化。其中重要讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化为电能的装置——化学电池。了解原电池和传统干电池的化学原理和结构，由新型电池的介绍体现化学电池的改进和创新。第二部分包括第三节，介绍了化学反应速率与限度。让学生认识控制反应对生产、生活及科学研究的意义，初步认识提高燃料燃烧效率的重要性和途径。

本章教学重难点如下：

1.

化学键与化学反应中能量变化的关系。

2.

吸热反应与放热反应两个概念的理解。

3.

能量之间的转化。

4.

原电池的原理，构成条件、电极名称及电极反应，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

5.

化学反应速率的概念及影响因素。

6.

化学反应限度概念、本质原因及外部特征。

教学过程如下：

一、化学能与热能

1.

化学反应与能量变化

化学键的断裂要吸收能量；化学键的形成要放出能量。化学反应的发生伴随着能量的变化。

2.

吸热反应与放热反应的判断

（1）吸热反应：化学键断裂吸收的能量大于化学键形成放出的能量；

生成物的总能量大于反应物的总能量。

常见的吸热反应：

①铵盐和碱的反应：Ba(OH)2

•8 H2O +2 NH4Cl= BaCl2+2 NH3↑+10 H2O ②大多数的分解反应KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。（但过氧化氢的分解属于放热反应）

③

以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：C(s)＋H2O(g) = CO(g)＋H2(g) ④水解，弱电解质的电离

（2）放热反应：化学键断裂吸收的能量小于化学键形成放出的能量；

生成物的总能量小于反应物的总能量。

常见的放热反应：

①所有的燃烧与缓慢氧化；

②酸碱中和反应（中和热）；

③金属与金属氧化物与酸、水反应制氢气；

④大多数化合反应（特殊：C＋CO2= 2 CO是吸热反应）；

⑤铝热反应

注意：吸热反应与放热反应与反应条件无关

（3）吸热反应与放热反应比较

练习：

1、下列说法中正确的是 （ A C ）

A.物质发生化学反应都伴随着能量变化. B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化. C.在一个确定的化学关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同. D.在一个确定的化学关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量. 2、下列变化中属于吸热反应的是（ 2 4 ）

（1）液态水汽化 （2）高温锻烧石灰石 （3）浓H2SO4稀释（4）KClO3分解制O2

（5）生石灰与水反应生成熟石灰

3、拆开1 mol H-H键、1 mol N

N键分别需要吸收的能量为436 KJ, 946 KJ，形成

1 mol N-H键需放出能量391 KJ，则1molN2生成NH3需热量多少KJ

。（不考虑可逆反应）

解释：N2 + 3 H2

2 NH3

3

键时要放出6 mol X 391 KJ/mol=2346 KJ能量,拆开1 生成2 mol NH形成6 mol N-Hmol N

N键和3 mol H-H键时要吸收的总能量为946 KJ+3 mol

X 436 KJ/mol=2254 KJ,整个过程表现为放出热量为2346 KJ-2254 KJ=92 KJ

二、化学能与电能

1、原电池

（1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池

（2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。

（3）构成原电池的条件：

①有活泼性不同的两个电极；

②电解质溶液 ③闭合回路 ④自发的氧化还原反应

（4）电极名称及反应

①负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，

电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子

负极现象：负极溶解，负极质量减少。

②正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应，

电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质

正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。

（5）原电池正负极的判断方法：

①依据原电池两极的材料：

较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；

较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极。

②根据电流方向或电子流向：（外电路）的电流由正极流向负极；电子则由负极经外电路流向原电池的正极。

③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。

④根据原电池中的反应类型：

负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。

正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。

（6）原电池电极反应的书写方法：

（i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下：

①写出总反应方程式。 ②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。

③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意：酸碱介质和水等参与反应。

（ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。

（7）原电池的应用：

①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。

②比较金属活动性强弱。

③设计原电池。

④金属的防腐。

2、化学电池分类

练习：

1.

下列哪些装置能构成原电池？ 3 4 7

稀硫酸

Cu

Zn Cu 2、已知空气—锌电池的电极反应为： 锌片：Zn + 2 OH――2 e－= ZnO + H2O；石墨：1/2 O2 + H2O + 2e－

= 2 OH－

据此判断：锌片是( A ) A．

负极，并被氧化 B．

负极，并被还原 C．

正极，并被氧化 D．

正极，并被还原

3、Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：

①Cu作_正___极, ②Fe作_负___极

Fe-2e=Fe

+-2H+2e=H2↑

正极

_____________

③电极反应式是：负极____________ -2+Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2④总反应式是

___________________________

三、化学反应的速率和限度

1、化学反应的速率

↑或Fe + 2H = Fe2+

+（1）概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。 计算公式：v(B)＝

①单位：mol/(L•s)或mol/(L•min)

②B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。

③重要规律：速率比＝方程式系数比 ④化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。

⑤对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。

（2）影响化学反应速率的因素：

内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。

外因：①温度：升高温度，增大速率

②催化剂：一般加快反应速率（正催化剂）

③浓度：增加反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言）

④压强：增大压强，增大速率（适用于有气体参加的反应）

⑤其它因素：如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶剂）、原电池等也会改变化学反应速率。

2、化学反应的限度——化学平衡 （1）化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。

①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。

②动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。

③等：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于0。即v正＝v逆≠0。

④定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定。

⑤变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。

（3）判断化学平衡状态的标志：

① VA（正方向）＝VA（逆方向）或nA（消耗）＝nA（生成）（不同方向同一物质比较）

②各组分浓度保持不变或百分含量不变

③颜色不变判断（有一种物质是有颜色的）

④物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变（前提：反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用，即如对于反应xA＋yB=zC，x＋y≠z

）

⑤对于有固体与气体参加的反应，密度不变

练习： 1、反应

A + 3 B = 2 C + 2 D

在四种不同条件下的反应速率为：

(1)v(A)=0.3 mol/L·s

(2)v(B)=0.6 mol/L·s

(3)v(C)=0.2 mol/L·s

(4)v(D)=0.45 mol/L·s 则该反应速率的快慢顺序为

(1)>(4)>(2)>(3)

2、一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X (g) + 2 Y(g)

== 2 Z(g) 一定达到化学平衡状态的是（ B ）

A. X、Y、Z的物质的量之比为1 : 2 : 2 B. X、Y、Z的浓度不再发生变化

C. 容器中的压强不再发生变化

D.单位时间内生成n molX，同时生成2n molY E.单位时间内生成n molZ，同时生成2n molY 3、在2 L的密闭容器中，发生下列反应：

3 A(g)+ B(g)= 2 C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是4 mol，在前10 s A 的平均反应速率为0.12 mol/L·s，则10 s时，容器中B的物质的量为

。

3.2mol