归纳与整理教案公开课一等奖

《化学反应与能量》归纳整理

三维目标：

①巩固学生对化学反应中能量变化的主要原因的理解。

知识与技能：

②加深对化学能与电能、热能之间的转化关系的理解。

③通过分析比较形成知识网络。

过程与方法：

①培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。

②通过归纳本章的知识结构，培养学生的归纳总结能力。

情感、态度

①使学生体会到，化学的实用性，提高学习化学的兴趣。

与价值观

②通过学习联系化学与社会发展的关系，培养学生的环保意识。

教学重点：

理解化学反应中的能量变化、原电池的原理和反应限度等

教学难点：

理解化学反应中的能量变化、原电池的原理和反应限度等

教学方法：

分析归纳法、反思—比较—总结

教学准备：

多媒体课件

教学过程：

《化学反应与能量》归纳整理

[引言] 在《化学反应与能量》这一章，我们学习了化学能与热能、化学能与电能、化学反应速率与限度有关知识，这一节课我们通过自主探究对本章内容进行全面的归纳整理，形成知识网络。

主题一、化学能与热能

探究问题1. 从化学反应过程中的化学键分析，化学反应是释放能量还是吸收能量取决于什么？什么情况下化学反应释放能量？什么情况下化学反应吸收能量？

【探究结论】

一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于：破坏旧键吸收的总能量与形成新键放出的总能量的相对大小。

当断开反应物的化学键吸收的能量小于形成生成物的化学键放出的能量时，化学反应释放能量；当断开反应物的化学键吸收的能量大于形成生成物的化学键放出的能量时，化学反应吸收能量。

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探究问题2.

从反应物和生成物的总能量分析，什么情况下化学反应释放能量？什么情况下化学反应吸收能量？

【探究结论】一个化学反应是释放能量还是吸收能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

①当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应释放能量。

②当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应吸收能量。

探究问题3. 什么是放热反应？什么是吸热反应？请你分别举一个放热反应和吸热反应的例子。

【探究结论】

①放热反应：化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应。

②吸热反应：化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。

常见的放热反应：①所有的燃烧、缓慢氧化反应；②酸碱中和反应；③金属与酸或水反应；④大多数化合反应。

常见的吸热反应：①以C为还原剂的氧化还原反应如：C(s)＋H2O(g) =CO(g)＋H2(g)；②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；③大多数分解反应如CaCO3的分解等。

放热反应和吸热反应的能量关系图：

【过渡】通过以上的复习，我们对化学能与热能的关系有了进一步的认识，请同学们自己归纳总结化学能与热能的关系。

【归纳总结】

化学能与热能可以相互转化，在发生化学反应时，既有新物质生成，又有能量变化。

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【过渡】掌握了化学能与热能的关系之后，我们来探究化学能与电能的关系。

主题二、化学能与电能

探究问题1.

火力发电的原理是什么？火力发电过程中的能量转化方式是什么？火力发电存在的主要问题是什么？

【探究结论】

①发电原理：

火力发电的原理是燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽推动汽轮机，再由汽轮机带动发电机，产生电流。

②化学能转化为电能的方式：化学能→热能→机械能→电能

③缺点：环境污染、能量利用率低。

探究问题2.原电池的定义是什么？原电池的工作原理是什么？原电池的组成是什么？

【探究结论】

①原电池的定义：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：利用氧化还原反应，将还原剂失去电子的电子经过导线转移给氧化剂，从而使电子在导线上定向移动形成电流。

③原电池的组成：正极、负极、合适的电解质溶液，构成闭合回路。

探究问题3. 如何判断原电池的正极和负极？

【探究结论】电子流出的电极是原电池的负极；电子流入的电极是原电池的正极。

原电池正负极的判断方法：

①利用电极材料：较活泼的金属做负极；较不活泼的金属或石墨做正极。

②根据得失电子判断：失去电子的电极是负极；得到电子的电极是正极。 ③根据反应类型判断：发生氧化反应的电极是负极；发生还原反应的电极是正极。

④根据实验现象判断：通常质量减小的电极是负极；析出金属或放出H2的电极是正极。

探究问题4.化学电源分为哪些类型？分别举例说明。

【探究结论】化学电源分类：

①一次电池：根据原电池原理设计的放电后不能充电的实用电池，叫做一次电池。一次电池内部的氧化还原反应是不可逆的。例如，锌锰干电池。

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②二次电池：在放电时所发生的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，这种电池称为二次电池，也称为充电电池。例如，铅蓄电池、锂电池等。

③燃料电池：将燃料与氧气发生氧化还原反应所释放的能量直接转化为电能的电池，叫做燃料电池。燃料电池电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应。例如，氢氧燃料电池。

【过渡】通过以上的复习，我们对化学能与电能的关系有了进一步的认识，请同学们自己归纳总结化学能与电能的关系。

【归纳总结】

化学能与电能可以相互转化，在电池工作时，将化学能转化为电能，在电池充电时，将电能转化为化学能。

【过渡】掌握了化学能与电能的关系之后，我们来探究化学反应速率与限度的关系。

主题三、化学反应速率与限度

探究问题1.化学反应速率的定义是什么？化学反应速率的计算公式是什么？在同一个化学反应进行中，用不同物质表示的速率之间有什么关系？

【探究结论】

①定义：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来表示。单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)

②计算公式：υ=△C/△t

③关系：同一个化学反应中，用不同物质表示的速率之比等于该化学反应方程式的计量系数之比。

探究问题2.影响化学反应速率的因素有哪些？对化学反应速率分别有什么影响？

内因：参加反应的物质的结构和性质是决定化学反应速率的主要因素。

外因：外界条件是决定化学反应速率的次要因素。

①温度：当其他条件不变时，升高温度可以加快化学反应速率；降低的温度，可以减慢化学反应速率。

②催化剂：当其他条件不变时，加入正催化剂可以大大加快化学反应的速率。

③浓度：当其他条件不变时，增加反应物的浓度可以加快化学反应速率；降低反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。

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④压强：当其他条件不变时，

对于在体积可变的密闭容器中发生的有气体参加的化学反应，增加体系的压强，可以加快化学反应速率；降低体系的压强，可以减慢化学反应速率。

探究问题3.什么是化学平衡状态？化学平衡状态的特征是什么？如何判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态？

【探究结论】

①定义：一定条件下的可逆反应，当正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化时，达到表面上静止的一种状态，叫做化学平衡状态，简称为化学平衡。

②化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变。

③判断化学反应达到平衡的标志：

a.用同一物质表示的正反应速率等于逆反应速率。

υ(正)= υ(逆)

b.反应混合物中各组分的浓度保持不变。

探究问题4.什么是化学反应的限度？一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，反应物的转化率是否最高？

【探究结论】

一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态时，反应进行到该条件下的最大程度，即该反应进行的最大限度，叫做化学反应的限度。化学反应达到平衡状态时，反应物的转化率最高。

【过渡】通过以上的复习，我们对化学反应速率与限度有了进一步的认识，请同学们自己归纳总结研究化学反应速率和限度的意义。

【归纳总结】

研究化学反应速率和限度的意义是：对于有利的反应，加快反应速率，促进反应发生，提高转化率；对于不利的反应，减慢反应速率，抑制反应发生，降低转化率。

【学以致用】

1.已知反应A+BC+D为放热反应,对该反应的下列说法正确的是(

) A.A的能量一定高于C

B.B的能量一定高于D C.A和B的总能量一定高于C和D的总能量

D.该反应为放热反应,故不必加热就一定能发生

解析:根据反应是吸热还是放热,只能判断反应物的总能量与生成物总能量的相对大小,不能判断具体某种物质的能量的相对大小,C对。放热反应有的可以不加热,如白磷的自燃,有的就必须加热(或点燃)引发反应,如氢气和氧气的反应就需点燃,D错。答案:C

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2.关于吸热反应的说法正确的是(

) A.凡需加热的反应一定是吸热反应

B.只有分解反应才是吸热反应

C.使用催化剂的反应是吸热反应

D.CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应

解析:反应放热还是吸热与是否加热无直接的关系,与是否使用催化剂也无直接关系,多数吸热反应需要加热,但有的不需要加热,例如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,且该反应属于复分解反应,故A、B、C三项错。放热反应的逆过程,一定是吸热反应,D对。答案:D 3.下列说法正确的是(

) A.构成原电池正极和负极的材料必须是金属

B.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被氧化

C.在原电池中,正极质量一定增加，负极质量一定减少

D. 原电池工作时，阳离子向原电池的负极移动

解析:构成原电池的电极材料可以是非金属,如碳棒;电子流出的一极为负极,发生氧化反应；在原电池中,正极质量不一定增加，负极质量不一定减少；原电池工作时，阳离子向原电池的正极移动。答案:B

4.有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A时，A为正极；B与C构成原电池时，电极反应式为C2++2e-性由强到弱的顺序为(

)

A.A>B>C>D

B.A>B>D>C

C.D>A>B>C

D.D>C>A>B C，B-2e-B；当A、D组成原电池B2+，则A、B、C、D金属解析:根据:“当A、B组成原电池时,电子流动方向AB”可知金属性A>B;根据“当A、D组成原电池C,B-2e-B2+”可知金时,A为正极”可知金属性D>A;根据“B与C构成原电池时,电极反应式为C2++2e-属性B>C,综合可知金属性顺序为D>A>B>C。答案:C 5.如将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2,即构成甲烷燃料电池。已知通入甲烷的一极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,下列叙述正确的是(

) A. 通入甲烷的一极为正极

B. 通入氧气的一极发生氧化反应

C. 该电池在工作时,热能直接转化为电能

D.该电池总反应为CH4+2O2+2OH-= CO32-+3H2O 解析:在电池中甲烷为可燃性气体,被氧化,通入甲烷的一极为负极。氧气被还原,通氧气一极为正极,发生还原反应。电池工作时,将化学能直接转化为电能。电池总反应式为CH4+2O2+2OH-= CO32-+3H2O。故选D。

6.在一定条件下，,向某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述中错误的是(

) A. 开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零

B. 随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定

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C. 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后正反应速率减小为零

D. 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定

解析:开始反应时,由于反应物浓度最大,导致正反应速率最大,由于生成物浓度为零,导致逆反应速率为零,故A对;可逆反应在达到平衡的过程中,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,平衡时,正反应速率与逆反应速率相等,但不能为零,故C错, B、D均对。答案:C 7.在一定温度下,向a

L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),此反应达到平衡的标志是(

) A.容器内气体质量不随时间变化

B.容器内各物质的浓度不随时间变化

C.容器内混合气体的密度不随时间变化

D.单位时间内消耗0.1 mol X的同时生成0.2 mol Z 解析:容器内气体的质量和密度均为“恒量”,与反应是否达到平衡无关。答案:B 8.在四个不同的容器中,在不同条件下利用N2+3H2定的结果判断,生成氨的速率最大的是(

) A.v(H2)=0.1 mol·L·min-1-1

2NH3反应来合成氨,根据下列在相同时间内测B. v(NH3)=0.3 mol·L-1·min-1

C.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1

D. v(N2)=0.01 mol·L-1·s-1

解析:首先统一单位,然后将用各种物质表示的反应速率除以对应物质在方程式中的化学计量数进行比较。答案:D 【结束语】本节课，我们通过自主探究和课堂练习掌握了《化学反应与能量》的有关知识，课后请大家通过适当的练习进一步巩固本章所学的知识。本节课的学习就到这里，同学们再见！

〖板书设计〗《化学反应与能量》单元复习

一、化学能与热能

1、化学能转化为热能的形式及原因

2、常见的放热反应和吸热反应

二、化学能与电能

1、化学能转化为电能的方式

2、原电池原理

3、常见的电池

三、化学反应速率与限度

1、化学反应的速率

2、化学反应的限度

3、反应条件的控制

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