归纳与整理教学实录

选修2第二章

化学反应与能量

【教学目标】

知识与技能

1.掌握化学能与热能、化学能与电能的关系，化学反应速率与限度的概念及其意义。

2.学会用多种方法解决化学反应中化学能的转化、化学反应速率和限度的化学问题。

过程与方法

1.通过典型例题的分析学习，掌握分析问题、解决问题的方法与技巧。

2.能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。

情感态度和价值观

1.通过实验探究和问题探究，激发学生的好奇心和求知欲，培养学生自主学习化学的意识和勇于探索、积极进取、追求科学的思想品质。

2.通过复习课的实验和问题的探究，赞赏化学科学对生活和社会发展的巨大贡献，关注与化学有关的社会问题，逐步形成可持续发展的思想。

【重点】

比较、分类、归纳、概括等方法对知识信息进行加工、提升、总结。

【难点】

培养举一反三的能力，培养学生发散思维、创新思维的能力。

【教学过程】

投影设计的知识框架图，师生按图逐一进行知识分解、训练、探究、归纳总结。

例1

复印机工作时，空气中的氧气可以转化为臭氧：3O2=2O3，下列有关说法正确的是(

)

A．该变化属于物理变化

B．1 mol臭氧比1 mol氧气的能量高

C．空气中臭氧比氧气更稳定

D．氧气分子中的化学键断裂会放出能量

【变式】

工业合成氨的反应N2＋3H2

⇌2NH3是一个可逆反应，反应条件是高温、高压、催化剂。已知形成1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：若1 mol N2完全反应生成NH3可______(填“吸收”或“放出”)热量________kJ。

【归纳小结】

1．放热反应和吸热反应的判断方法

(1)根据反应物和生成物的总能量大小判断

反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应。

(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断

破坏反应物中的化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。

(3)用常见的吸热和放热的反应类型判断。

2．化学反应中能量变化的计算

(1)用E(反应物)表示反应物的总能量，用E(生成物)表示生成物总能量，ΔQ表示能量变化，则：

ΔQ＝E(生成物)－E(反应物)。

(2)用Q(吸)表示反应物分子断键时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量，ΔQ表示能量变化，则有：

ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。

例2

MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，如图T21所示。该电池工作时，下列说法正确的是(

)

A．Mg电极是该电池的正极

B．H2O2

在石墨电极上发生氧化反应

－C．石墨电极附近溶液的c(OH)增大

－D．溶液中Cl向正极移动

【变式】高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 下列叙述不正确的是(

)

－－A．放电时负极反应为Zn＋2OH－2e=Zn(OH)2

B．放电时正极发生氧化反应

C．放电时每转移2 mol电子，反应的锌是65 g

D．放电时将化学能转化为电能

【归纳小结】

1．原电池工作原理

电极材料

反应类型

电极反应式

反应现象

电子流向

负极

活泼性较强的金属

氧化反应

－3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，正极

活泼性较弱的金属或导电的非金属

还原反应

－还原剂－ne=氧化产物

氧化剂＋ne=还原产物

溶解的电极

电子流出极

增重或有气泡放出的电极

电子流入极

阳离子移向的极

离子移动方向

阴离子移向的极

2.原电池原理的应用

(1)加快化学反应速率。

(2)比较金属活动性强弱。

(3)防止金属的腐蚀(设计成原电池的正极)。

(4)设计化学电源。

例3

一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线如图T22所示，下列描述正确的是(

)

－－A．从反应开始到10 s，用Z表示的化学反应速率为0.158 mol·L1·s1

B．10 s后，该反应停止

C．反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g) ⇌

2Z(g)

－－D．反应开始到10 s时，平均反应速率v(X)＝v(Y)＝0.039 5 mol·L1·s1

【变式】在四个不同的密闭容器中，不同条件下进行合成氨反应。反应方程式为N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g)，根据在相同时间内测定的结果判断生成氨的速率最快的是(

)

－－A．v(NH3)＝0.5 mol·L1·min1

－－B．v(H2)＝0.3 mol·L1·min1

C．v(N2)＝0.2 mol·L1·min1

－－D．v(NH3)＝0.01 mol·L1·s1

例4

硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(

)

－－反应Na2S2O3溶液

H2O

稀H2SO4

实验

温

－1－1V/mL

V/mL

c/(mol·L)

c/(mol·L)

V/mL

度/℃

A

B

C

D

25

25

35

35

5

5

5

5

0.1

0.2

0.1

0.2

10

5

10

5

0.1

0.2

0.1

0.2

5

10

5

10

【变式】实验室有下列各组反应物，放出氧气速率由快到慢排列正确的是(

)

①0.2 mol/L的H2O2溶液，25 ℃

②0.2 mol/L的H2O2溶液，MnO2，25 ℃

③0.2 mol/L的H2O2溶液，35 ℃

④0.2 mol/L的H2O2溶液，MnO2，35 ℃

A．①②③④

B．④③②①

C．②①③④

D．④②③①

【归纳小结】

1．化学反应速率的计算

(1)根据定义式计算：v(A)＝Δc（A）/Δt＝Δn（A）/(V·Δt)。

(2)根据关系式计算：化学计量数之比＝物质的量的变化量之比＝物质的量浓度的变化量之比＝化学反应速率之比。

2．外界条件对化学反应速率的影响

化学反应速率的影响因素主要有浓度、温度、催化剂、固体的表面积等。

例5

可逆反应2NO2(g) ⇌2NO(g)＋O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是(

)

①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2

②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO

③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的压强不再改变的状态

⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥⑦

B．②③⑤⑦

C．①③④⑤

D．全部

【变式】

可以证明可逆反应N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g)已达平衡状态的是(

)

①一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂

②一个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂

③其他条件不变时，混合气体的平均相对分子质量不再改变

④保持其他条件不变时，体系压强不再改变

⑤w(NH3)、w(N2)和w(H2)都不再改变

⑥恒温恒容时，密度保持不变

－－－－⑦v正(H2)＝0.03 mol·L1·min1，v逆(NH3)＝0.02 mol·L1·min1

A．全部

B．②③④⑤⑥⑦

C．②③④⑤⑦

D．只有③④⑤⑥⑦

【归纳小结】

对应化学平衡状态的判断，要注意抓住两个根本特征，即v正是否等于v逆，体系中各物质的质量或浓度是否保持不变

【板书设计】

知识网络图（知识框架图）