归纳与整理优秀公开课教案

归纳与整理课

教学设计

教学目标

一、知识与技能

1、理解化学反应中能量变化的主要原因

2、在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出原电池。

3、理解化学反应速率、化学平衡的概念及影响化学反应速率的外界条件和化学反应限度本质原因及外部特征。

二、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。

2、敢于质疑，勤于思考，注重从化学本质理解问题。

3、运用比较、分类、归纳、概括、设疑等方法对知识进行加工。

三、情感、态度与价值观

1、发展学习化学的兴趣，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的

奇妙与和谐。

2、培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。

3、树立正确的人生观、价值观，热爱科学、热爱社会、关注生活。

教学重点

归纳能力、比较能力的培养。

教学难点

培养举一反三的能力，培养发散思维、创新思维的能力。

教学方法

复习导入法、讲授法、设疑启发、对比归纳等

教具准备

投影仪、多媒体课件

教学过程

新课导入

第二章我们学习了化学反应与能量，今天我们一块来归纳与整理下本章的内

容。本章共分三小节，第一节是化学能与热能，第二节是化学能与电能，第三节是化学反应的速率和限度。

先来学习第一节：化学能与热能。

一、化学能与热能

1、化学反应的本质和特征

师：同学们回想下化学反应的本质是什么？

生：思考并回答

师：对，化学反应的本质是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。那么化学反应的两大特征是什么？

生：思考并回答

过渡：化学反应中为什么会有能量变化？接下来分析下化学反应中能量变化的主要原因。

2、化学反应中能量变化的主要原因和决定因素

师：我们知道，化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，断开旧化学键需要吸收能量，形成新化学键需要释放能量，吸收的能量和释放的能量不相等，故化学反应中必有能量的变化，即化学反应中能量变

化的主要原因是化学键的断裂和形成引起的。

那么一个化学反应到底是吸收能量还是释放能量是由什么来决定的即决定因素？

生：思考并回答

师：可以从两个角度去分析，若从物质本身能量角度即从宏观角度去看，取决于反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量的相对大小，若反应物所具有的总能量>生成物所具有的总能量，反应放出热量，反之，反应吸收能量。

若从化学键的断裂和形成角度即微观角度去看，取决于旧键断裂所吸收的总能量与新键形成所释放的总能量的相对大小，若旧键断裂所吸收的总能量>新键形成所释放的总能量，反应吸收热量，反之，放出热量。

以H2和Cl2反应生成HCl为例，我们知道，物质中的原子之间是通过化学键相结合的，H2分子中H原子和H原子之间通过H－H共价键结合，Cl2分子中Cl原子和Cl原子之间通过Cl－Cl共价键结合，具体来看一下，H2和Cl2反应生成HCl过程中的能量变化情况。

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H2和Cl2作为反应物生成HCl时，先是H2和Cl2要变成H原子和Cl原子，断开1 mol H－H共价键变为2个H原子需吸收436 KJ的能量，断开1 mol Cl－Cl共价键变为2个Cl原子需吸收243 KJ的能量，即旧化学键断裂共吸收（436+243）KJ的能量，H原子和Cl原子不稳定，重新组合成H－Cl共价键，形成1 mol H－Cl共价键释放431 KJ的能量，现在生成2 mol H－Cl共价键，故新化学键形成共释放（2×431）KJ的能量，从图中可以看到：旧化学键断裂所吸收的总能量<新化学键形成所释放的总能量，故H2和Cl2反应生成HCl时要放出能量，这是从微观角度去看的；

另外还可以从宏观角度去看：反应物H2和Cl2所具有的总能量>生成物HCl所具有的总能量，故该反应要放出能量，不管从宏观还是微观角度去看，两者是一致的，它们的能量差值为实际反应放出的热量。

过渡：化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化即吸热或放热，接下来通过吸放热反应来认识化学能与热能的相互转化。

3、化学能与热能的相互转化

师：同学们想一下，放热反应是将什么能转化成什么能？

生：化学能转化为热能

师：常见的放热反应类型有哪些？

生：燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应、铝热反应、金属与水或酸的反应

师：这些反应都是放热反应，是将化学能转化为热能。吸热反应是将什么能转化成什么能？

生：热能转化为化学能

师：常见的吸放热反应类型有哪些？

生：大多数分解反应、铵盐与强碱固体间的复分解反应（Ba(OH)2·8H2O和

NH4Cl的反应）、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应（燃烧除外），如C和CO2在高温下反应生成CO，CO在加热条件下还原CuO等，这些反应都属于吸热反应。

过渡：第二节学习的是化学能与电能。

二、化学能与电能

1、化学能与电能的相互转化

师：化学能与电能可以进行相互转化。比如手机电池的放电过程，是将什么能转化成什么能？

生：化学能转化为电能

师：在化学上，我们将化学能转化为电能的装置称为原电池。手机电池的充电过程是将什么能转化成什么能？

生：电能转化为化学能

师：在化学上，将电能转化成化学能的装置叫电解池，电解池我们将在高二

学习，在此我们主要学习原电池。

同学们回想下，构成原电池的条件有几个？

2、原电池的构成条件

师：分别是什么？

生：4个。第一个条件也即前提是自发的氧化还原反应，通常认为负极能与电解质溶液反应。第二个条件是需要活泼性不同的两个电极，其中活泼金属作负极，不活泼金属或导电非金属如石墨作正极。另外这两个电极需要插到什么中？也即第三个条件是电解质溶液，第四个条件是形成闭合回路或两电极直接接触即两个电极通过导线连接或两电极直接接触插到电解质溶液中，这四个条件缺一不可。

过渡：原电池是如何工作的？接下来分析下原电池的工作原理。

3、原电池的工作原理

师：以Cu-Zn-H2SO4原电池为例，在此谁是负极，谁是正极？

生：Zn是负极，Cu是正极，电解质溶液是稀H2SO4

师：Zn比Cu活泼，并且通常能与电解质溶液反应的是负极，故Zn是负极，Cu是正极。哪一极失电子？

生：负极

师：电子往哪走？

生：正极

师：电子经什么到了正极

生：导线

师：电子走干路，经导线到了正极，此时电子跑到正极上。负极因失电子发生什么反应？

生：氧化反应

师：电极反应式如何书写？

生：Zn-2e-=Zn2+

师：可以看到，负极Zn在不断溶解变成Zn2+而进入溶液，此时负极Zn周

围的阳离子就比较多，电解质溶液中的什么离子过来中和Zn2+？

生：阴离子

师：电解质溶液中的阴离子向负极移动，我们知道负极失电子经导线到了正极，在正极表面有很多电子，溶液中的什么离子过去要得电子？

生：阳离子

师：溶液中的阳离子向正极移动得电子，在此阳离子有几种？

生：2种，分别是H+和Zn2+

师：H+和Zn2+都可以向正极移动得电子，得电子体现的是什么性？

生：氧化性（降得还氧）

师：那需要比较H+和Zn2+的氧化性，谁的氧化性强？

生：H+

师：由金属活动性顺序表可知还原性：Zn>H，氧化性：Zn2+

生：还原反应

师：电极反应式如何书写？

生：2H++2e-=H2↑

师：正极电极反应和负极电极反应均已写出，怎么写电池的总反应？

生：相加

师：在得失电子数目相等的情况下，将正极反应和负极反应相加就可得到电池的总反应即Zn+2H+=Zn2+H2↑

其中我们将负极失电子经导线到正极的回路称之为外电路，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动即阴负阳正的回路称之为内电路。

具体是这样工作吗？接下来我们以Cu-Zn原电池为例，同学们看一下是否跟我们刚才分析的一样，看的过程中注意哪一极上失电子哪一极上得电子、电流表指针偏转情况、离子移动及哪一极产生气泡。

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过渡：学习原电池原理后，可以把它应用到实际当中，通常可用于制作原电池，同学

们回想下，我们学习的化学电源类型有哪些？

生：一次电池、二次电池和燃料电池

师：常见的一次电池有哪些？

生：锌锰电池、银锌纽扣电池

师：常见的二次电池有哪些？

生：铅蓄电池、镍隔电池、锂离子电池

师：常见的燃料电池有哪些？

生：以H2、CH4、CH3OH、CH3CH2OH等为燃料的电池

过渡：这些电池是如何工作的及电极反应式如何书写？接下来了解下电极反应式的写。

4、原电池电极反应式的书写

师：电极反应式的书写分几步？分别是什么？

生：分三步，第一步：列物质，标得失

师：具体步骤是按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，标出得失电子的数目，并使得失电子数目相等（遵循电子守恒）。以碱性氢气燃料电池为例，燃料是氢气，通往负极，正极通的是氧气，我们先来看正极反应，O2通往正极，是得电子还是失电子？

生：得电子

师：O2得电子转化为O2-，正极电极反应式是：O2+4e-=2O2- 负极通的是H2，要失电子，电极反应式是什么？

生：H2-2e-=2H+

师：要使正负极得失电子数目相等，负极电极反应系数扩大2倍即2H2-4e-=4H+，第二步看电极产物是否与电解质溶液反应，概括为看环

境，配守恒，具体内容是考虑正、负电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一并写入电极反应式，我们还是以碱性甲烷燃料电池为例，正极得到的O2-在溶液中能稳定存在吗？在碱性条件下，O2-会结合H2O而生成OH-，将第一步和第二步的正极反应相加，消去O2-，由此得出正极的电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-。第一步负极产物H+在碱性溶液中能稳定存在吗？H+会结合OH-而生成H2O，将第一步和第二步的负极反应相加，消去H+，由此得出负极的电极反应式2H2-4e-+4OH-=4H2O，第二步得出正极反应和负极反应，第三步将正极反应和负极反应相加即两式加，验总式，具体内容是将正极反应和负极反应相加得电池的总反应，由此得出电池总反应为：2H2+O2=2H2O。另外我们还有一种思路，燃料电池的总反应就是它的燃烧反应，我们很容易写出来，当某一极反应比较简单，我们也很容易写出来，另一极还可以采取什么思路书写？我们还有一种思路，若已知电池的总反应，也可先写出简单一极的电极反应式，再用总反应式减去简单一极的反应式，即得到另一极电极反应式，课后同学们在用此方法写下。

过渡：学习原电池有什么用途？接下来了解下原电池原理的应用。

5、原电池原理的应用

师：除了我们刚才说的可以制作化学电源外，还有什么用途？

生：...... 师：原电池的负极通常比正极活泼，故可以用于金属性强弱的比较；另外构成原电池可以加快氧化还原反应的速率，比如一个小池子里盛放的是稀H2SO4，当把电极Zn插入稀H2SO4中，Zn会和稀H2SO4反应，得电子和失电子都在Zn片上进行，这就类似上公交车和下公交车从同一个门进行，大家想这个速度快还是慢？

生：...... 师：此时再取一个Cu电极，然后把这两个电极用导线连接后同时插入稀H2SO4中，同学们想一下在哪一极失电子，哪一极得电子？

生：...... 师：电极Zn失电子，电极Cu上得电子，得电子和失电子在不同区域内进行，就类似与我们上公交车和下公交车从不同的门进行，这个速度要快，故构成原电池可以加快氧化还原反应的速率。另外同学们刚才可以看到Cu-Zn原电池中Cu有没被消耗？

生：...... 师：Cu没有消耗反而被保护了，所以其还有一个用途，就是电化学保护法即让金属充当原电池的正极而被保护，比如船只，长期浸泡在海水中，它的主体成分是Fe，这个时候会生锈，这时我们给船只上绑一个比Fe活泼的金属比如Zn，Zn和Fe及海水构成原电池，这时谁被腐蚀了？

生：...... 师：Fe充当原电池的正极被保护了，这种方法就叫电化学保护法。

过渡：当把一个具体的反应用于实际生产时，我们要考虑这个反应进行的快慢和程度，故第三节我们学习化学反应的速率和限度。

三、化学反应的速率和限度。

1、化学反应的速率

师：同学们回想下化学反应速率的含义是用来表示什么样的物理量？

生：...... 师：如何进行表示？

生：...... 师：从表示方法我们可以看到，化学反应速率既可以用反应物表示也可以用生成物来表示，在表示过程中同学们需注意它对反应物和生成物的聚集状态是有要求的，通常不用固体和纯液体表示，因为在一定温度下，固体和纯液体的浓度视为定值，通常用什么来表示？

生：...... △C(B) 师：从表示方法中可以得出化学反应速率的公式为V(B)=

△

t

，公式中需指明是用哪一种物质表示的，通常一个反应不管用反应物还是生成物表示，是在相同时间内进行的，而且对于气体反应或溶液反应，具有相同的体积，由此得出速率之比等于物质的量变化之比，而物质的量变化之比等于化学计量系数之比，故可以得出结论：速率之比等于等于化学计量系数之比。

过渡：同学们回想下，哪些因素能影响化学反应速率？接下来了解下影响化学反应速率的因素？

2、化学反应速率的影响因素

师：影响化学反应速率的因素有两方面，一方面取决于自身叫内因即反应物本身的性质；另一方面是外界条件即外因，有温度、浓度、压强、催化剂、其他因素等。我们具体来看下外因是如何来影响的？同学们可以看到外因即外界是可以改变的，那么多外界因素在影响，我们在研究时采用什么方法研究？

生：...... 师：控制变量法即把其他量控制住，只改变一个量，比如现在研究浓度，把其他因素控制不变，只改变浓度，所以浓度在影响化学反应速率时前提是在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度，化学反应速率加快，反之，减慢。温度如何影响呢？

生：...... 师：在其他条件不变的情况下，升高温度，化学反应速率加快，反之，减慢。压强如何影响呢？

生：...... 师：压强对物质的聚集状态是有要求的，压强针对气体而言，对于有气体参加的反应增大压强，化学反应速率加快，反之，减慢。其实压强的影响，就是浓度的影响，因为增大压强，体积就变小，浓度就变大，故压强的影响与浓度的影响是一致的。催化剂如何影响？

生：...... 师：使用催化剂，能改变化学反应速率，改变在此包括几层含义？

生：...... 师：改变包括加快或减慢两层含义。还有其他因素如增大固体反应物的接

触面积、形成原电池都可以加快化学反应速率。

过渡：当把一个具体的反应应用于实际生产时，除了要考虑反应进行的快慢，还要考虑反应进行的限度即有多少反应物转化为生成物。在介绍化学反应限度之前，我们先来介绍一个概念：化学平衡。

3、化学平衡的特征和标志

师：从化学平衡的定义当中我们可以看到，化学平衡针对的对象是什么反应？

生：...... 师：只有可逆反应才有化学平衡一说，第一个特征用“逆”概括。另外，在化学平衡时速率方面有什么特征？

生：...... 师：正反应速率等于逆反应速率，第二个特征用“等”概括，此时化学反应在不在进行？

生：...... 师：

化学平衡时反应仍然在进行，此时得平衡为动态平衡，第三个特征用“动”概括，此时反应速率相等但并不为零。在达到平衡时，各组分的含量怎样？

生：...... 师：随着时间的推移不再改变，用一个字“定”来概括。另外化学平衡是在一定条件下建立的，任何化学平衡都是暂时的，相对的，有条件的，一旦外界条件改变，化学平衡就被打破，所以最后一个特征用“变”来概括。

化学平衡其实是可逆反应的一种特殊状态，化学平衡是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度即化学反应限度，那么我们通常用什么来衡量化学反应的限度？即反应物有多少转化成生成物，这个物理量叫什么？

生：...... 师：怎样判断一个化学反应达到化学平衡状态？有几个标志？

生：...... 师：可以从两个角度去看，一是从速率的角度，二是从变量的角度，速率角度满足速率相等，具体内容为：反应速率必须是一个正反应速率一个逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等。

变量角度满足由变到不变，具体内容为：如果一个量刚开始随着反应的进行而改变，当不变时为平衡状态；若一个量随着反应的进行，一直保持不变，这个量不能作为是否达化学平衡状态的标志。

过渡：研究化学反应速率和化学反应限度有什么用呢？这就是我们把一个具体的化学反应投入到实际中要考虑的，在生产生活当中，我们希望促进有利反应，控制有害反应，这就涉及到化学反应条件的控制。

4、化学反应条件的控制

师：控制化学反应条件的目的是什么？

生：...... 师：促进有利反应，控制有害反应。促进有利反应让速率加快些，这从什么

角度改变？

生：...... 师：尽可能多的让反应物转化为生成物，对于可逆反应，反应物不可能完全转化成生成物，只能尽可能多的让转化，这个时候是要提高它的什么率呢？

生：...... 师：转化率是用来衡量哪个量的？

生：...... 师：控制化学反应条件的方法可以从化学反应速率和化学反应限度两方面着手。改变化学反应速率可以从浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积及其他因素着手，改变化学反应限度可以从浓度、温度、压强等其他因素着手，在此需要强调的是催化剂对化学反应速率有影响，对化学反应限度无影响，因为催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，此时正逆反应速率仍相等，对化学平衡无影响。

课堂小结

一、化学能与热能

主要原因和决定因素

四、化学能与电能

构成条件、工作原理及电极反应式的书写

三、化学反应速率和限度

影响反应速率的因素及化学平衡的特征和标志

板书设计

第二章

化学反应与能量

一、化学能与热能

主要原因和决定因素

二、化学能与电能

三、化学反应速率和限度

课堂达标：

1.下列说法不正确的是（

）

A.

化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化

B. 物质燃烧和中和反应均放出热量

C.

分解反应肯定是放热反应

D. 化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量的相对大小

答案:C

2.X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，

X与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为（

）

A.X>Y>Z

B. X>Z>Y

C. Y>X>Z

D. Y>Z>X 答案:C 3.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地反应生成氮气和二氧化碳，对此反应叙述正确的是（

）

A. 使用适当的催化剂不改变反应速率

B. 此反应速率无法改变

C. 升高温度能降低反应速率

D.

升高温度能提高反应速率

答案:D 课后作业

自我总结本章内容