归纳与整理第一课时导学案

第二章化学反应与能量归纳与总结

一、教学目标

●知识与技能

(1)知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。 (2)了解化学能与热能的相互转化。了解常见的吸热反应、放热反应

(3)了解原电池的工作原理。了解常见化学电源的种类

(4)理解化学反应速率的定义和表示方法；初步认识化学反应速率和影响化学反应速率的因素；了解化学反应的限度。 ●过程与方法: (1)学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力

(2)具有较强的问题意识，能够发现并提出有探究价值的问题。

●情感态度与价值观

(1)了解化学在解决能源危机中的重要作用。

(2)认识控制反应条件对生产、生活及科学研究的意义。

(3)体会化学实验和科学探究对学习化学的重要作用

二、重点难点

(1)化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。

(2)从本质上(微观结构角度)理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。

(3)通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转的本质以及这种转化的综合利用价值。

(4)化学反应限度的本质原因及外部特征。

三、教学过程

一、导入新课

【讲述】本章我们学习了化学反应与能量的关系,了解了化学能与热能、电能的转化及化学反应的速率与限度,这节课我们来对本章的内容进行归纳总结。

二、推进新课

【板书】一、化学能与热能

【讲解】化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。物质的化学变化与体系的能量变化是同时发生的。

【提问】判断一个反应是放热还是吸热反应，可以从哪几个方面分析？

【总结】1、当反应物总能量大于生成物总能量，或反应中断开化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量时，该反应表现为对外界放热,即为放热反应。

2、当反应物总能量小于生成物总能量，或反应中断开化学键吸收的能量大于形成化学键释放的能量时，该反应表现为向外界吸热，即为吸热反应。

【例1】对于放热反应H2+Cl2====2HCl，下列说法正确的是

（）

A.生成物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量；

B.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量；

C.断开1 mol H-H键和1 mol Cl-Cl键所吸收的总能量小于形成1 mol H-Cl键所放出的能量；

D.该反应中，化学能只转变为热能量。

【例2】某研究性学习小组在探究无水硫酸铜溶于水生成五水硫酸铜的反应是放出热量还是吸收热量时设计了如图所示的实验装置。

在小试管里加入2 g新制备的无水硫酸铜，把小试管套在具支试管内。在U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，使白色的无水硫酸铜完全变成蓝色的五水硫酸铜晶体，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。

(1)①写出上述反应的化学方程式：

。

②该反应是

(填“吸热”或“放热”)反应。

③反应中的硫酸铜和水具有的总能量

(填“大于”或“小于”)硫酸铜晶体的总能量。

(2)如果U形管内两边的液面处于同一水平面后，在小试管内先加入Ba(OH)2·8H2O晶体，再加入NH4Cl固体，用玻璃棒不断搅拌，则可观察到U形管中的现象为

。

【解析】(1)由于具支试管管口密封，水滴入小试管中发生反应CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O，白色的无水硫酸铜完全变为蓝色的五水硫酸铜晶体，U形管右侧液面下降，左侧液面上升，说明具支试管内由于温度升高导致压强增大，温度升高的原因只能是CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O反应发生时放出了热量；以上实验现象说明硫酸铜和水具有的总能量大于硫酸铜晶体的总能量。

(2)如果U形管两端的液面处于同一水平面后，在小试管中先加入Ba(OH)2·8H2O，再加入NH4Cl固体，用玻璃棒搅拌时发生反应Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+10H2O+2NH3↑，由于该反应是典型的吸热反应，具支试管内温度降低，使压强小于外界大气压，故可观察到U形管右侧液面上升，左侧液面下降。

答案：(1)①CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O ②放热

③大于

(2)右侧液面上升，左侧液面下降

【板书】二,原电池

【讨论】①什么样的化学反应可以设计成原电池?

②构成原电池需要什么样的条件? 【总结】原电池的构成条件

1.正极：不活泼金属或非金属材料；负极：比较活泼的金属材料

2.电解质溶液3.完整的闭合回路4.自发的氧化还原反应

【分析】从上面的讨论，,我们可以发现任何自发进行的氧化还原反应从理论上来讲都可设计成原电池。原电池的工作原理是较活泼金属或可燃性气体失去电子，被氧化,为原电池的负极;较不活泼金属或氧气或石墨电极为正极，氧气或阳

离子得到电子，发生还原反应,电子由负极流出,经外电路流向正极，外电路中电流方向与电子流向相反，在电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

【例3】如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)(

)

A.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低

B.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高

C.当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低

D.当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高

【解析】选D。根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，在铁球表面析出Cu，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，在铜球表面析出Cu，A端下沉。

【例4】氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，电极是多孔镍电极，电解质溶液为质量分数30%的KOH溶液，有关叙述正确的是(

)

①负极反应式为2H2-4e-4H+

②负极反应式为2H2+4OH--4e-4H2O

③工作时正极pH增大，而负极pH减小

④工作时负极pH增大，而正极pH减小

⑤工作时溶液中阴离子移向正极

⑥使用一段时间，KOH溶液质量分数仍为30%

A.①②③

B.②③

C.②③⑥

D.④⑤

【解析】选B。氢氧燃料电池在碱性条件下，负极：2H2+4OH--4e-4H2O，pH减小；正极：O2+4e-+2H2O4OH-，pH增大。工作时溶液中OH-移向负极。使用一段时间，电解质的物质的量保持不变，由于生成了H2O，KOH浓度变小。

【板书】三、化学反应的速率与限度

【提问】1.化学反应速率的概念？

2.化学反应速率的影响因素? 3.什么是化学反应的限度? 【总结】1.化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量,表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量，是一个平均值，可以用反应物或生成物中任意物质表示，但纯液体和固体的浓度视为定值，不能用来表示化学反应速率。

2.化学反应速率的影响因素从大的范围来讲就是内因和外因两个因素，内因就是反应物本身的性质，外因是指在某特定反应确定的前提下受到的外界因素的

影响。外界因素主要包括浓度,温度、压强、催化剂、表面积。浓度越大、温度越，,反应速率越大；压强对速率的影响是通过改变浓度来实现的，压强改变而浓度不变时反应速率不受影响；催化剂能改变化学反应速，,不做特别说明催化剂视作正催化剂即加快化学反应速率；表面积越大，接触越充分，反应速率越快。此外，化学反应速率还要受到射线(如光照)等。

3.化学反应的限度，又称为化学平衡状态，是指可逆反应进行到一定程度时,正、逆反应速率相等，各平衡成分的浓度或百分含量保持不变的状态。化学平衡是个动态平衡，且是有一定条件的，当条件发生改变时，化学平衡将发生移动，直到达到新条件下的化学平衡。

【例5】对于反应4NH3+5O24NO+6H2O，下列为4种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是(

)

A.v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1

B.v(O2)=14 mol·L-1·min-1

C.v(H2O)=0.25 mol·L-1·s-1

D.v(NO)=9 mol·L-1·min-1

【解析】选A。首先，统一单位，A项v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1=12 mol·L-1·min-1，C项v(H2O)=0.25 mol·L-1·s-1=15 mol·L-1·min-1；其次，物质的化学反应速率与其化学计量数之比越大，则该物质表示的化学反应速率就越大，A、B、C、D四个选项中该比值分别是12÷4=3，14÷5=2.8，15÷6=2.5，9÷4=2.25，故选A。

【例6】将4 mol A和2 mol B气体在2 L密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)，若经过2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1，则：(1)用物质A表示的反应速率为

。 (2)2 s时物质B的浓度为

。 (3)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量如何变化？

(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；气体的密度如何变化？

。

【解析】

2A(g) +

B(g)c(初)(mol·L-1) Δc(mol·L-1)

c(末)(mol·L-1)

2C(g)

0 2 1

0.3

0.6

0.6 0.6 1.4

0.7

v(A)==0.3 mol·L-1·s-1；

2 s时B的浓度为0.7 mol·L-1；

平均相对分子质量M=，反应时n减小，m不变，则M增大，而密度ρ=，因m和V均不变，则ρ不变。

答案：(1)0.3 mol·L-1·s-1

(2)0.7 mol·L-1

(3)增大

不变

【方法规律】应用三段式法计算化学反应速率

1.计算模式：设amol·L-1、bmol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度，mxmol·L-1为反应物A的转化浓度，nxmol·L-1为B的转化浓度，则：

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始浓度(mol·L-1) a

b

0

0 转化浓度(mol·L-1) mx nx

px

qx 终态浓度(mol·L-1) a-mx b-nx px

qx 2.基本步骤： (1)确定反应物或生成物的起始加入量。 (2)确定反应过程中各物质的变化量。 (3)确定反应进行至某时刻时各物质的量。 (4)依据题干中的条件建立等式关系进行解答。 (5)应用化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。 3.计算公式： (1)反应物：c(末)=c(初)-Δc 生成物：c(末)=c(初)+Δc (2)v== (3)反应物转化率α=×100% 三、课堂小结

本节课主要针对本章三个主要知识点进行了梳理,结合例题深化学生对相关知识点的理解,最后还要通过做题诊断学生的真实掌握情况,及时对部分知识点进行补救。

四、布置作业

完成第二章的测试题

板书设计

第二章复习课

一、化学能与热能

(-)吸热反应与放热反应

(二)典型例题

二、原电池

三、化学反应速率与限度