归纳与整理教学实录与评析

第2章

化学反应与能量 (单元复习课)

【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

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。

【课型】复习课

【教学模式】程序探究、问题探究。

【教学方法】

教学方法：问题引入、探究讨论、练习巩固、典例剖析法。

教具：多媒体、实验用品。

【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。

教师活动

【复习导入】前几节课我们学习了化学能与热能、化学能与电能、化学反应速率和限度的基础知识,这节课我们先对本章所学知识进行一下梳理，然后运用这些知识分析、解决一些具体问题。请大家先看这章的知识框架图，我们主要学了哪些知识？逐一对知识点进行剖析，并作全面的系统总结。

【媒体投影】知识框架图，学生按图回忆所学知识，自主建构知识网络。

【专题探究解惑】

专题一

化学键与化学反应中的能量变化

1、对吸热反应和放热反应理解的两个误区。

①吸热反应很难进行，放热反应较易进行。

吸热反应、放热反应只是从能量的变化角度分析的，吸收热量的化学反应是吸热反应，放出热量的化学反应是放热反应，与反应的难易无关。

学生活动

【聆

听】

建构知知识

网络，培养分

类、对比的复【观察联想】

习方法。

【自主建构】

设计意图

【个体思考】

②吸热反应一定需要加热或点燃，放热反应一定不用加热或点燃。

【畅所欲言】

吸热反应、放热反应与反应条件无必然的关系。有些吸热反应常温下就能进行，如NH4Cl(s)与Ba(OH)2·8H2O(s)的反应，有些放热反应需要加热或点燃才能发生，如木炭的燃烧。

2.放热反应与放热过程

【自主建构】

由易到难，逐

渐深入；注重兴趣和心理培训

(1)放热反应:燃烧反应、中和反应、物质的缓慢氧化、原电池反应、

活泼金属与水或酸的反应、部分化合反应等。

(2)放热过程:浓硫酸溶于水、固体NaOH溶于水、新化学键的形成等。

3.吸热反应与吸热过程

(1)吸热反应:Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应、弱电解质的电离、

大多数盐的分解反应、大多数氧化物的分解反应等。

(2)吸热过程:化学键的断裂、多数铵盐溶于水等。

4．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，E(生成物)表示生成物的总能量，ΔQ表示能量变化，则：

ΔQ＝E(生成物)－E(反应物)。

(2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量，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：

ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。

【例题1】在1×105 Pa和298 K时,将1 mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所需要的能量称为键能(kJ· mol-1)。下面是一些共价键的键能(已知N2分子中有一个价的N—H键): 共价键

键能/(kJ· mol-1) (1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是

(填“吸热”或“放热”)反应。

436 945 391 H—H

N—H 键,氨分子中有三个等

【组内交流】

【突破难点】

【自主演练】

【小组交流】

(2)在298 K时,取1 mol氮气和3 mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下完全进行反应。理论上放出或吸收的热量为Q1,你能计算出Q1的数值吗? (3)实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是

(填选项号)。

A.Q1>Q2 B.Q1

。

【解析】:(1)化学反应的实质就是反应物化学键断裂、生成物化学键形成的过程,断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量。

N2+3H22NH3的反应中断裂化学键共吸收的能量为:945 kJ+3×436 kJ=2 253 kJ,形成化学键共放出的能量为2×3×391 kJ=2 346 kJ,所以该反应为放热反应。

(2)理论上放出的热量为2 346 kJ-2 253 kJ=93 kJ。

(3)由于该反应为可逆反应,反应达平衡时1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3,因而放出的热量小于93 kJ。

【答案】:(1)放热

(2)93 kJ (3)

A 该反应为可逆反应,在密闭容器中进行反应达到平衡时,1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3,因而放出的热量小于93 kJ 【专题2】原电池的常见考查方式

1.正负极的判断

负

极

正

极

活泼性较弱的金属或电极材料

活泼性较强的金属

能导电的非金属

电子流向

离子移动方阴离子移向的极

向

反应类型

氧化反应

还原反应

增重或有气泡放出的反应现象

溶解的极

极

还原剂-ne-====氧化电极反应式

产物

产物

氧化剂+ne-====还原阳离子移向的极

电子流出极

电子流入极

2.电池反应式的书写

(1)一般原电池电极反应式的书写。

①首先确定电极名称。

②负极上电极材料本身发生氧化反应,正极上溶液中的微粒发生还原反应。

③根据电解质溶液确定电极反应后元素的存在形式。

④弱电解质、气体和难溶物均写成化学式,其余的以离子符号表示。

注意:电解质溶液的成分对电极产物的影响;燃料电池的两极材料本身不参与电极反应。

⑤根据电子守恒,使正、负极上得失电子总数相等。

(2)燃料电池电极反应式的书写。

首先写出总反应方程式,因为燃料电池的总反应方程式与其燃烧方程式和燃烧产物与电解质溶液反应的方程式的叠加式相同。

其次将总反应拆开,找出氧化反应物质对:还原剂——氧化产物,和还原反应物质对:氧化剂——还原产物,分别作为负极反应和正极反应,在书写时要特别注意考虑溶液的酸碱性环境对电极反应式书写的影响。

最后利用电子守恒、电荷守恒和质量守恒进行配平。

3．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。

【例题2】氢氧燃料电池电动车以氢气为能源,实现了真正的零污染,氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液,下列有关该电池的叙述错误的是(

) A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-4OH- B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度不变

C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O22H2O

D.该电池工作时每生成1 mol H2O转移2 mol电子

【解析】:该电池总反应方程式为2H2+O22H2O,原电池工作过程中有H2O生成,KOH的物质的量浓度变小,故B不正确。

【答案】:B 【专题3】化学平衡状态的本质标志和等价标志

1.直接标志(本质标志) 直接标志一:一个可逆反应达到化学平衡状态时,正反应和逆反应速率必然相等。这里的“正反应和逆反应速率相等”是对同一物质而言。例如,v正(A)=v逆(A),也可理解为单位时间内生成m mol A的同时又消耗m mol A,则该反应达到了化学平衡状态。

直接标志二:一个可逆反应达到化学平衡状态时,各种物质的浓度都不再发生变化。这种情况下平衡未发生移动,即可逆反应达到了化学平衡状态。

2.间接标志(等价标志) 一个化学反应有很多属性,如用不同物质表示的化学反应速率、百分含量、温度、压强、密度、平均相对分子质量、气体颜色等,其中有些量的变化往往可以作为判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态的间接标志,判断平衡状态的难点就在于这些间接标志。对于密闭容器中的可逆反应:mA(g)+nB(g)状态如下表:

正、逆

①在单位时间内消耗了n mol B,同时生成p mol C 不一定平衡

反应速

②v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q 率的

关系

不一定平衡

pC(g)+qD(g),不同情况下的平衡③在单位时间内生成了n mol B,同时消耗q mol D 不一定平衡

④在单位时间内生成了n mol B,同时生成q mol D 平衡

①各种物质的物质的量或物质的量分数一定

平衡

各组分

②各种物质的质量或质量分数一定

的含量

③各种气体的体积或体积分数一定

④气体的总体积或总物质的量一定

平衡

平衡

不一定平衡

压强

①m+n≠p+q时,总压强一定(其他条件一定) ②m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定) 平衡

不一定平衡

平衡

不一定平衡

平衡

不一定平衡

平均相

①平均相对分子质量一定,m+n≠p+q

对分子

质量

温度

气体的

密度

气体的

颜色

②平均相对分子质量一定,m+n=p+q

在其他条件不变的条件下,体系温度一定时

密度一定

不发生变化

一定平衡

【例题3】(双选)在一定温度下,某密闭且体积不变的容器内有可逆反应:A(g)+3B(g)的标志是(

) A.C物质的生成速率和分解速率相等

B.A、B、C的浓度不再变化

C.单位时间内生成a mol物质A,同时生成3a mol物质B D.A、B、C物质的分子数之比为1∶3∶2 【解析】:对于可逆反应来说,判断反应是否已经达到平衡,主要看正逆反应速率是否相等,体系中各组分的浓度(或含量)是否保持不变。故B项正确;C物质的生成速率和分解速率相等,说明正、逆反应速率相等,A项正确;C选项只说明了逆反应速率,没有说明正反应速率,且不管平衡是否建立,只要反应在进行,生成A和B的物质的量之比始终为1∶3。达到平衡时,A、B、C物质的分子数之比无法确定,有可能为1∶3∶2,故D不能作为达到化学平衡的标志。

【答案】:AB

【知识应用和典题分析】

2C(g)。该反应进行到一定限度后达到化学平衡

化学能与热能

1．(2009上海高考)下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是(

) A．硝酸铵

B．生石灰

C．氯化镁

解析：硝酸铵溶于水时吸收热量, 生石灰与水反应时放出大量的热, MgCl2、NaCl溶于水时，则无明显热量变化。

答案：B 2．(2012全国高考改编)反应A＋B == C(放热)分两步进行：①A＋B == X(吸热)，②X==C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(

)

解析：步骤①中吸收热量，则X具有的能量高于A和B具有的能量；步骤②中放出热量，则X具有的能量高于C具有的能量。

答案：D 化学能与电能

1．(2012全国高考)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(

)

A．①③②④

C．③④②①

B．①③④②

D．③①②④

D．食盐

解析：一般来说，原电池中，负极材料的活泼性强于正极材料。①②相连时，外电路电流从②流向①，则①为负极，②为正极；①③相连时，③为正极，则①为负极；②④相连时，②有气泡逸出，则②为正极，④为负极；③④相连时，③的质量减少，则③为负极，④为正极，从而可知金属的活动性强弱关系为①＞③＞④＞②。

答案：B

2．(2011福建高考)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(

) A．水既是氧化剂又是溶剂

B．放电时正极上有氢气生成

C．放电时OH向正极移动

D．总反应为：2Li＋2H2O==2LiOH＋H2↑

解析：原电池放电时OH向负极移动，C项错误。由此电池的名称锂水电池可推测其总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，据此可再写出其电极反应式：(负极)2Li－2e===2Li，(正极)2H2O＋2e===2OH＋H2↑，综上，A、B、D项均正确。

答案：C 3．(2011广东高考改编) 某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是(

) ．A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：

Cu2＋2e= Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝

色逐渐变成浅绿色

D．a和b用导线连接时，铁片作正极

解析：a、b不连接，未形成原电池，Cu铜片作正极，Cu的Cu222与Fe在接触面上直接反应，A项正确；a、b用导线连接，在该电极上得电子，铁片作负极，B项正确，D项错误；a、b连接与否，溶液中2均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确。

答案：D 化学反应的速率与限度

1．(2010海南高考)对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(

) A．v(W)＝3v(Z)

B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y)

D．3v(W)＝2v(X)

解析：由化学反应速率的意义可知，同一反应在同一时刻用不同物质表示时，各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，故C项正确。答案：C

四、学习小结

（思路引导）

1.如何有序回忆教材核心知识？

①从章节目录的知识回忆途径

②从教材图片的知识回忆途径

③基于构建物质转化关系的知识回忆途径

2.如何建构知识网络（转化）关系图？

【个体反思突显复习课与自我评价】

的任务之一

是培养学生【组员交流】

构建活动、总

【小组交流检查】

结经验的好习惯，达到智识共享！

【课后反思】本节教学设计及实施心得体会：一定要吃透化学反应与断键、成键关系，化学能与热能转化关系（断键、成键、吸热、放热的关系）；理解反应物总能量、生成物总能与化学反应是放热反应、还是吸热反应的关系；掌握化学能转化电能（构成原电池）原理的理解与应用；化学反应的速率和限度等知识深广度的把握及其意义。本节复习课的亮点是精心设计、内容全面、本章知识整合得很好。【探查知识】的习题精心设计，首先由容易题入手，其次到有一“小小超越”的题目，再是典题训练及详细剖析。培养学生自主演练、探究学习、交流合作、提高学生分析问题和解决问题的方法、能力与技巧，注重培养发散思维与创新能力。激发学生学习化学科的兴趣，同时，从早加强大容量考试的心理训练，使学生不怕强化训练，喜欢高考类规范又典型的化学试题，学以致用。不足与改进之处就是设计不够合理，思路不是很流畅，教案及课件不够严谨规范。

板书设计：知识网络图（知识框架图)