第一篇：【鼎尖教案】高中化學(大綱版)第三冊 第三單元 化學反應中的物質變化和能量變化 第一節重要的氧化劑和

●備課資料

一、判斷物質氧化性、還原性的強弱常用的幾種方法 1.根據氧化還原反應判斷 在氧化還原反應中：

氧化劑的氧化性>氧化產物的氧化性。還原劑的還原性>還原產物的還原性。2.根據元素在元素周期表中的位置判斷

（1）元素在周期表中，越是位于左下方，其單質的還原性越強，其相應的陽離子的氧化性越弱；

（2）元素在周期表中，越是位于右上方，其單質的氧化性越強，其相應的簡單陰離子的還原性越弱。

3.根據金屬活動順序表判斷

4.根據化合價的高低判斷

（1）同元素中，化合價越高，其氧化性越強，元素的最高價態只有氧化性；（2）同元素中，化合價越低，其還原性越強，元素的最低價態只有還原性； 有時物質的穩定性也是一個重要的因素，它將會導致與上述規律相反的結論。如HClO的氧化性大于HClO4，就是因為HClO的穩定性比HClO4差。

5.根據電極反應判斷

（1）原電池的兩個電極，負極的還原性大于正極；

（2）在由惰性電極構成的電解池中，在陽極優先放電的陰離子的還原性強；在陰極優先放電的陽離子的氧化性強。

6.根據反應發生的難易程度判斷

幾種不同的物質與同一種物質反應，一般來說，越易進行的，其氧化性或還原性越強。如銅分別與濃、稀硝酸反應，濃硝酸反應較易、較激烈，則濃硝酸的氧化性比稀硝酸強。再如，常溫時KMnO4與濃鹽酸反應放出Cl2，而MnO2則需要加熱才與濃鹽酸反應放出Cl2，可推知氧化性：KMnO4>MnO2

二、外界條件對氧化還原反應的影響 1.反應物濃度對氧化還原反應的影響

濃度大時氧化劑氧化性強，還原劑的還原性也強，如MnO2與濃鹽酸反應才能生成Cl2，與稀鹽酸不反應。

再如：Cu與濃H2SO4能發生氧化還原反應，而Cu跟稀H2SO4不反應。2.反應體系酸堿性的影響：

一般酸性條件下，含氧酸鹽的氧化性比在堿性和中性環境中強。如2KMnO4＋16HCl===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O KMnO4＋NaCl（水溶液）≠

??NO3在酸性溶液中有強氧化性（實際是 HNO3的強氧化性），而中性和堿性溶液中NO3??幾乎沒有氧化性，如：NO3、I－、Na＋、K＋可大量共存，但NO3、I－、Na＋、H＋則不能大量共存（HNO3將I－氧化為I2）。

?另外：SO3、S2－可在中性和堿性溶液中大量共存，不能發生氧化還原反應，但當向溶液中加入稀H2SO4后，很快產生淡黃色沉淀，即H2SO3＋2H2S===2S↓＋3H2O。3.溫度對氧化還原反應的影響：

溫度愈高，則氧化劑的氧化性愈強；還原劑的還原性也愈強。因此許多氧化還原反應的發生條件，需要加熱，因這樣可以增強反應物的氧化性與還原性。如CuO與H2反應需加熱，因溫度高時，CuO的氧化性增強，H2的還原性增強，容易反應，另外升高溫度可以加快化學反應速度。又如CO、C還原某些金屬氧化物均需加熱，道理亦如此。

三、氧化還原反應的變化規律

四、金屬活動性順序表及其應用 1.金屬活動性順序表的由來

最初，金屬活動性順序是由俄國學者貝托夫確定的。他研究了金屬單質與水、酸及鹽溶液進行置換反應的速度，發表了《對某一元素為另一元素所置換的研究》論文，總結出金屬活動性順序為：

K Na Ca Mg Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au。在這個順序里，Na在Ca的前面，這是因為Na與水反應比Ca與水反應的速度快得多。

后來，隨著電極電位的研究，發現鈣的標準電極電位（E°）的值比鈉更小。所以現在的金屬活動性順序表是根據標準電極電位值由小到大的順序排列的。

標準電極電位是指在25℃的標準態下（離子濃度為1摩爾/升，氣體的分壓為1標準大氣壓）純金屬與其鹽的溶液組成的電極和標準氫電極（在鉑黑上吸附氫，氫的分壓為1標準大氣壓，［H＋］=1摩爾/升）組成原電池，且指定標準氫電極的電位為0.0000伏特，所測定的電極電位。比氫活潑的金屬的標準電極電位是負值，反之是正值。標準電極電位值越小，金屬原子越易失去電子變成金屬離子，而金屬離子越難得到電子變成金屬原子，反之亦然。按照金屬在水溶液中形成低價穩定的簡單離子的標準電極電位由小到大的次序排列成的金屬活動性順序為：

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au

該順序只能說明金屬進行置換反應傾向的大小，而不能說明其反應速度的快慢。2.金屬活動性順序表的應用（1）判斷金屬活動性的強弱 在中學化學中，金屬活動性是指金屬在水溶液中的置換能力。金屬在溶液中發生置換反應是一個復雜的過程，既包括金屬原子脫離晶體表面變為氣態原子，氣態原子變為氣態陽離子，氣態陽離子再變為水合離子的過程；又包括被置換的金屬由水合離子變為氣態離子，氣態離子得電子變為氣態原子，氣態原子沉積變為金屬的過程。金屬的電極電位就是綜合考慮上述各種因素并用以表示金屬活動性強弱的物理量。

在金屬活動性順序表中，越在前面的金屬，其原子在水溶液中越易失去電子，還原性越強，其離子越難得到電子，氧化性越弱。從K→Au，金屬活動性遞減，即K是最強的還原劑，而Au是最強的氧化劑。

應當注意金屬活動性與金屬性的區別。金屬性是包括元素的物理性質和化學性質在內的總概念，它重點是指某元素的原子失電子的難易程度。因此它可從電離能大小反映出來。一般地說，電離能越大，金屬性越弱。

（2）判斷金屬與氧的反應規律

通常是越活潑的金屬越易與氧起反應，生成的氧化物越穩定。例如，K、Ca、Na在室溫下就極易與氧氣反應，所以保存在煤油里；Al粉在空氣中遇火花會燃燒或爆炸；Cu在空氣中加熱就生成 CuO；而Ag、Au即使在空氣中加熱也不會有氧化物生成。幾種氧化物的穩定性是：

Na2O>MgO>Al2O3>ZnO>Fe2O3>CuO>HgO（3）判斷金屬跟水、非氧化性酸及鹽溶液間的置換反應規律

①金屬跟水的反應

a.最活潑的金屬K、Ca、Na可直接跟冷水作用，置換出水中的氫，放出H2。如：2K＋2H2O===2KOH＋H2↑

b.活動性比較差的金屬能跟熱水反應，生成H2。如：Mg＋2H2O????Mg（OH）2＋H2↑

c.活動性更差的金屬能跟水蒸氣在高溫下反應生成H2。

高溫如：Zn＋H2O（g）????ZnO＋H2↑ ?3＋高溫3Fe＋4H2O（g）????Fe3O4＋4H2↑

d.氫后面的金屬不能置換水中的氫。②金屬跟酸的反應 a.跟非氧化性酸的反應。

位于氫前面的金屬都能跟酸反應，置換出酸中的氫，放出H2。如：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

b.跟氧化性酸的反應

除Pt、Au以外的金屬都能跟濃硝酸反應放出NO2，跟稀硝酸反應放出NO。除Ag、Pt、Au以外的金屬跟濃硫酸反應放出SO2。Fe、Al等遇濃硝酸或濃硫酸發生“鈍化”。

Pt、Au不與濃硝酸或濃硫酸反應，但跟王水反應。

③金屬跟鹽在溶液中的置換反應。

位于金屬活動性順序表前面的金屬能把后面的金屬的離子從它們的鹽溶液中置換出來。例如：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2Ag（4）判斷原電池的正負極

組成原電池的兩個基本條件是：①兩種活動性不同的金屬作電極，②電解質溶液中要有一種在金屬活動性順序表中處在活動的電極材料之后的離子。例如，下列裝置中，只有A、B可組成原電池，C就不能。

選擇兩種金屬作為原電池的電極時，位于活動順序表左邊的金屬是負極，位于活動順序表后邊的金屬是正極。作為原電池的電極的兩種金屬在金屬活動性順序表中相距越遠，那么它們構成的原電池的電動勢就越大。例如，Zn—Ag原電池的電動勢比Fe—Cu原電池的電動勢大。

（5）判斷電解池中金屬離子的放電順序（6）其他方面的應用

①推斷金屬在自然界中的存在。

金屬活動性順序表中氫前的活動金屬呈化合狀態存在于自然界中；Cu、Hg、Ag等不活動金屬在自然界中呈化合狀態和游離狀態存在；而Pt、Au僅呈游離狀態存在。

②確定金屬的治煉方法

a.從K—Al，可用電解熔融其化合物的方法。

b.從Zn—Cu，則可用C、CO、H2、Al等還原劑在加熱或高溫下還原該金屬的氧化物。c.Hg、Ag可用加熱法使它們的氧化物分解。③判斷硝酸鹽的分解產物

a.K、Ca、Na的硝酸鹽受熱分解，生成亞硝酸鹽和氧氣。

?如：2KNO3????2KNO2＋O2↑

b.從Mg—Cu的硝酸鹽受熱分解生成高價金屬氧化物、NO2和O2。如：2Cu（NO3）2????2CuO＋4NO2↑＋O2↑

c.Hg（NO3）2和AgNO3受熱分解生成金屬單質、NO2和O2。

?如：2AgNO3?????2Ag＋2NO2↑＋O2↑

3.運用金屬活動性順序表應注意的問題

（1）金屬活動性順序一般只適用于水溶液體系中金屬與其他非氧化性金屬離子或非氧化性酸間的置換反應。

首先，反應必須在水溶液中進行。

例如，按照金屬活動性順序，在水溶液中，金屬鈉不能置換出KCl中的鉀，但在高溫（760~880℃）熔融狀態下，金屬鈉可以把活潑金屬鉀從鉀鹽中置換出來。反應方程式為：

高溫Na＋KCl????NaCl＋K 這是由于在熔融狀態時，鉀的揮發性大于鈉，同時NaCl比KCl更穩定，因而使平衡向右移動。

其次，發生的反應必須是置換反應。如果金屬與鹽溶液或酸之間發生非置換反應，則就不能用金屬活動性順序判斷其進行的方向和產物。例如應用金屬活動性順序可以判定Cu不能與FeCl2溶液發生置換反應，但Cu能跟FeCl3溶液發生氧化—還原反應：

Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2

工業上印刷電路就是應用了這一反應。又如，位于金屬活動性順序表中氫后面的銅與稀硫酸不能反應，但與強氧化性的濃硫酸（或硝酸）能反應：

Cu＋2H2SO4（濃）????CuSO4＋SO2↑＋2H2O Cu＋4HNO3（濃）????Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O（2）金屬活動順序表不適用于活潑金屬（K、Ca、Na、Mg）與易水解的金屬陽離子間的反應。

這是由于這些活潑金屬能與冷水反應使溶液呈堿性，從而促進了水解反應的進行。因此發生的不是置換反應。

如：CuCl2＋2H2O＋2Na===Cu（OH）2↓＋2NaCl＋H2↑

（3）金屬活動性順序只從熱力學角度上指出反應進行的可能性，而沒有考慮動力學方面的有關因素的影響，即沒有指出反應進行的現實性。

例如：按金屬活動性順序，Sn、Pb與稀鹽酸反應置換出氫是完全可能的。但實際上反應速度極慢。其原因是多方面的，主要是動力學方面的因素的限制。金屬在酸中的溶解，本質上是金屬在酸中的電化溶解，錫和鉛在電化溶解過程中，在錫和鉛表面可形成無數個微小電池，在陽極上錫和鉛生成Pb2＋和Sn2＋而被溶解：

Pb===Pb＋2e或Sn===Sn＋2e 酸中的H＋在陰極區結合留在錫和鉛上的電子，還原生成氫氣：

2H＋＋2e===H2↑

這個反應發生在Sn和Pb的表面，阻力較大，表現為過電位高，所以反應速度很小。4.金屬的純度及金屬的表面狀態，也是影響其活動性的重要因素

例如，由Zn和Fe組成原電池，Zn是原電池的負極，理論判斷和實驗事實完全符合金屬活動性順序的。但如果用Al和Zn組成原電池，由金屬活動性順序判斷，Al應是負極，但實驗結果證明Zn是負極。造成這種反轉的原因是由于Al的表面生成了氧化膜。由于氧化膜是電的絕緣體，盡管很薄，但由于它的覆蓋使Al的電極電位提高了（由－1.67 V→－0.5 V）。

又如，按金屬活動性順序判斷，粗粒的純金是不溶解于鹽酸的。但是膠體狀態的金卻可以溶解在鹽酸中。這是因為膠體狀態的金具有巨大的表面能，使反應得以發生。

注：備課資料“

四、金屬活動順序表及其應用”也可作為一個專題來講，這樣，既可鞏固前面所學知識，又會為將要學到的離子反應、電解原理等打下良好的基礎。2＋

2＋

??

五、與氧化還原反應知識相關的實踐題舉例

1.汽車尾氣（含有烴類、CO、SO2和NO等物質）是城市空氣的污染源，治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉化器”。它的特點是使CO與NO反應生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉化。催化轉化器如下圖所示：

（1）寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式：

；（2）“催化轉化器”的缺點是在一定程度上提高了空氣的酸度，其原因是

；（3）控制城市空氣污染源的方法可以有

。A.開發氫能源

B.使用電動車

C.植樹造林

D.戴上呼吸面具 解析：由題意及圖示可知，“催化轉化器”的作用是使CO、NO發生氧化還原反應，生成無毒的N2和CO2；空氣的酸度主要是SO2引起的，酸度增強的原因只能是SO2在催化轉化器的作用下被空氣中的O2氧化為SO3，并與水反應生成強酸H2SO4，從而在一定程度上提高了空氣的酸度。

催化劑答案：（1）2CO＋2NO??????2CO2＋N2

(2)SO2轉化為SO3產生H2SO4而形成酸霧

(3）AB 2.生活中使用的復印機實際上是一種靜電印刷術，它通過可重復使用的光感器進行工作。一次，小明到復印室復印資料發現：復印室有一種特殊的氣味，離復印機越近，該氣味越濃，若用潤濕的KI淀粉試紙接近該氣體A，則試紙會變藍。問：

（1）A是什么物質？

（2）寫出A與KI溶液反應的化學方程式；（3）簡述A物質產生的原因；

（4）簡述A物質與我們人類之間的關系。

解析：復印機是現代社會普遍使用的東西。由于靜電作用，空氣中的O2會變成O3，從而會產生一種臭味。O3是一種強氧化性物質，能把I－氧化成I2。大氣層有一層臭氧層，能吸收紫外線。

答案：（1）A為O3；

（2）O3＋2I＋H2O===O2＋I2＋2OH（說明：寫方程式時可根據氧化還原反應的本質??I，即I2，化合價升高；化合價降低的元素一定是氧元素，所以O???O，書寫：I??10－

－

0?2只有結合H2O中的H生成OH，再根據得失電子數相等知O3除生成O（與H2O結合成 OH－）外，還有O2生成。寫方程式時要有這些技巧，即注意物質反應的介質是酸性、中性還是堿性（注意方程式兩邊H、O原子個數相等！）；

－

?（3）在靜電作用下，3O2???2O3；

（4）O3能吸收太陽的紫外線，能減少紫外線對人體皮膚的灼傷。保護臭氧層就是保護我們人類。

3.SO2是大氣污染物之一，為粗略地測定周圍環境中SO2的含量，某學生課外活動小組設計了如下圖的實驗裝置：

（1）檢查該裝置的氣密性時，先在試管中裝入適量的水（保證玻璃導管的下端浸沒在水中），然后

（填寫操作方法）時，將會看到

（填寫實驗現象），則證明該裝置的氣密性良好。

（2）向試管中加入0.0005 mol·L－1的碘水1.0 mL，用適量的蒸餾水稀釋后再加入2~3滴淀粉溶液，配制成溶液A。測定指定地點的空氣中SO2的含量時，推拉注射器的活塞反復抽氣，A溶液由

色變為

色時反應恰好完全進行，此時停止抽氣，該反應的化學方程式為。

（3）我國環境空氣質量標準中對每次空氣質量測定中SO2的最高濃度限值如下表：

該學生課外活動小組分成第一小組和第二小組，使用相同的實驗裝置和溶液A，在同一地點、同時測量空氣中SO2的含量。當反應恰好完全進行，記錄抽氣次數如下（假設每次抽氣500 mL）。請將下表填寫完整（計算時保留2位有效數字）：

判斷該地點的空氣中SO2的含量屬于

（填數字）級標準，（“第一”或“第二”）小組的測定結果正確，另一小組實驗結果產生較大偏差的原因是（兩個小組所用裝置和藥品均無問題）。

解析：本題考查學生的閱讀、理解能力及綜合分析問題的能力，同時考查了學生思維的敏捷性和嚴密性。

（1）檢驗該裝置氣密性的原理是：使裝置內外形成壓強差，分析圖中裝置可知，能形成壓強差的著手點有兩處，一是玻璃導管，二是注射器。若從玻璃導管處著手，理論上應是

向導管內注水，若氣密性良好，則隨著裝置內氣體壓強的增大，則注射器活塞應向外移，但這樣的操作并不現實，因為向玻璃管內注水的行為不易操作；若從注射器入手，則應移動注射器的活塞，若向外拉，則裝置內氣體因壓強減小，會吸引外界空氣進來補充，故在浸沒在水中的導管口應有氣泡冒出。若氣密性不好，則無此現象；若向內推注射器的活塞，氣密性良好時，裝置內氣體的壓強應增加，故浸在水中的玻璃管內應有水面上升，形成一段水柱，且靜止片刻水柱也不落下。但第二種做法的前提是注射器內必須先貯有一定量的氣體。

（2）碘水遇上空氣中的SO2要發生氧化還原反應：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，當碘水中的碘單質恰好消耗完時，溶液由藍色變為無色。

（3）設空氣中SO2的物質的量濃度為c

對于第一小組

由

I

2~

SO2 1

－3－41.0×10×5×10 mol c=56

－

3120×500×10 L×c

×10－8 mol·L－1

則其所測空氣中SO2的質量含量為：

56×10－8×64×103×103=0.53 mg·m－3

同理可算得第二組同學測得空氣中SO2的含量為0.46 mg·m－3。

比較第一組與第二組的測得結果和抽氣次數會發現：第二組同學抽氣次數多，測得的SO2含量卻相對偏低，這說明第二組同學測得的結果不準確，一定是抽氣頻率太快而導致空氣中的SO2未能充分與碘水反應，從而產生較大的誤差。

答案：（1）向外輕輕拉動注射器的活塞

浸沒在水中的玻璃導管口有氣泡冒出（在注射器內預先貯有一定量的氣體的前提下，向內輕輕推動活塞，若玻璃導管內形成一段水柱，且靜止片刻也不落下，說明氣密性良好）

(2）藍

無

SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI(3)第一小組測得SO2的含量為：0.53 mg·m－3

第二小組測得SO2的含量為：0.46 mg·m－3 三

第一

抽氣速度過快，造成空氣中SO2無法與碘水充分反應，產生較大的誤差 說明：以上三個實踐試題的設置，一是為擴大學生的視野，二是鍛煉他們分析、解決問題的能力，更重要的是為了給他們提供一種感性的資料和方法，以使他們對以下的研究性課題能順利地展開。

*［研究性課題推薦］

課題1：復印室O3的檢驗及其濃度的分析。

課題背景：

在不通風的復印室工作時，人們常常聞到一種特殊的氣味（魚腥味），離復印機越近，該氣味越濃。該氣味是一種什么氣體產生的呢？

課題要求：

要求查閱復印機的結構和工作原理，并用化學方法確定該氣體是O3，并提出分析O3濃度的方案。最后做實驗分析復印室空氣中O3的濃度。

課題2：空氣中SO2含量的測定

背景資料：

中央電視臺自2001年6月5日起，每晚都要預報47個環境保護重點城市的空氣質量，它一般將這些城市空氣中的SO2和可吸入顆粒的含量（用g·m－3表示）分為8個等級。目

前，測定空氣中SO2含量主要用氧化還原反應。

方案一：用H2O2和NaOH溶液為試劑，用實驗方法測定空氣中SO2的含量。實驗原理：

H2O2＋SO2===H2SO

42NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O 實驗要求：

用簡潔的文字簡要地說明測定方案，并列出計算大氣中SO2的含量（以g·m的表達式，寫出有關的化學反應方程式。設NaOH的濃度為c mol/L。

方案二：用KMnO4法測定空氣中SO2的含量。

實驗原理：SO2氣體與酸性KMnO4溶液反應時，MnO?被還原為Mn2＋，SO2被氧化成4?SO2。4－

3表示）實驗藥品：0.1 mol·L的酸性KMnO4溶液、顆粒吸附劑、品紅試液、pH試紙。

－1

實驗要求：

給你一個氣體流速管（單位時間內通過氣體的體積恒定，且無除塵和吸收氣體作用），請設計一個實驗裝置，測定你所在地區的空氣中SO2和可吸入顆粒的含量。

實驗問題思考：

（1）配制200 mL 0.1 mol·L－1酸性KMnO4溶液，除需用儀器玻璃棒外，還需要哪些玻璃儀器？玻璃棒的作用是什么？

（2）若氣體流速管中氣體流速為a cm3·min－1，經過t min,200 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液恰好褪色。求空氣中SO2的含量（g·cm－3）是多少？

（3）若要測定空氣中可吸入顆粒的含量，需要測出的數據有哪些？

第二篇：【鼎尖教案】高中化學(大綱版)第三冊 第三單元 化學反應中的物質變化和能量變化 第一節重要的氧化劑和

第三單元

化學反應中的物質變化和能量變化

第一節

重要的氧化劑和還原劑

●教學目標

1.使學生了解氧化劑和還原劑是性質相反的一對物質。2.使學生掌握重要氧化劑和還原劑的常見反應。3.培養學生綜合應用所學知識的能力。4.培養學生分析、解決問題的能力。

5.對學生進行矛盾的對立、統一等辯證唯物主義觀點教育。●教學重點

物質作氧化劑還是還原劑與元素化合價的關系，重要氧化劑和還原劑的常見反應。●教學難點

重要氧化劑和還原劑的常見反應。●教學方法

復習、討論、實驗、探究、歸納、練習等。●教具準備 投影儀、膠片

試管、膠頭滴管、濾紙、藥匙

氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液、稀硫酸、濃硫酸、濃硝酸、稀HNO3、Fe粉、KSCN溶液、FeCl3溶液、品紅試劑。

●課時安排 共兩課時

第一課時：重要的氧化劑和還原劑。

第二課時：重要氧化劑和還原劑的常見反應。●教學過程

第一課時

［引言］前面我們已經學習了很多與化學反應有關的知識。知道化學反應的本質是反應物分子舊化學鍵的斷裂和生成物分子新化學鍵的形成，在該過程中，原子進行重新組合，同時還伴隨著能量的變化。如：金屬鈉和氯氣在一定條件下的反應我們可表示如下：

［投影］氯氣與金屬鈉在一定條件下反應的物質變化和能量變化示意圖

能量1：拆開鈉原子與鈉原子之間的作用力（金屬鍵）所需能量。能量2：拆開氯原子與氯原子之間的作用力（共價鍵）所需能量。

能量3：氯原子與鈉原子通過靜電作用（離子鍵）形成氯化鈉所釋放出的能量。［講解］科學實驗和人類的生活經驗告訴我們，化學反應中的物質變化和能量變化是緊密地聯系在一起的。研究化學反應中的物質變化和能量變化具有重要意義，它不僅可以為人類提供各種性能的產品，而且可以為人類提供巨大的能量，改善人類的生活，推動人類社會的進步。

本單元我們就來學習化學反應中的物質變化和能量變化。［板書］第三單元

化學反應中的物質變化和能量變化

［過渡］根據化學反應中物質變化的特征，我們可把化學反應分為若干種不同的類型，其中，氧化還原反應是我們接觸得最多的一類反應，它的反應物——氧化劑和還原劑便是我們本節課所要學習的重點內容。

［板書］第一節

重要的氧化劑和還原劑

一、重要的氧化劑和還原劑

［設問］在高一伊始，我們就比較系統地學習了氧化還原反應，那么，氧化還原反應的實質是什么？其表現特征又是什么呢？

［學生回答］氧化還原反應的本質是電子的得失（或電子對的偏移），其表觀特征是反應前后有元素化合價發生變化。

［師］很好！下面我們就從化合價的角度來分析以下反應中各物質所發生的變化，并標出電子轉移的方向和數目。同時指出氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物。

［板書］Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu ［請一位同學在黑板上用雙線橋標出，教師巡視］ ［學生板書］

［講述］由以上分析我們可以看出，氧化劑是指在反應中得到電子（或電子對偏向）的物質，也就是反應后所含元素化合價降低的物質。氧化劑具有氧化性，反應時本身被還原，其生成物為還原產物。

還原劑是指在反應中失去電子（或電子對偏離）的物質，也就是反應后所含元素化合價升高的物質。還原劑具有還原性，反應時本身被氧化，其生成物為氧化產物。

氧化劑和還原劑是性質相反的物質，它們作為反應物共同參加氧化還原反應。在反應中，還原劑把電子轉移給氧化劑，即還原劑是電子的給予體，氧化劑是電子的接受體。

綜上所述，氧化劑和還原劑在化學反應中的變化可簡單表示如下： ［投影并講解］氧化劑和還原劑是性質相反的物質。

失去電子（或電子對偏離）

得到電子（或電子對偏向）

所含元素的化合價升高

所含元素的化合價降低

具有還原性

具有氧化性

本身被氧化

本身被還原 ［說明：亦可只板書出左半邊，右邊讓學生填寫］ ［師］為了更清楚地表示出還原劑和氧化劑在氧化還原反應中得失電子的特征，我們可以用單線橋來表示氧化還原反應中電子的轉移情況，如：

［講解］其中，單線橋表示還原劑Fe把電子轉移給氧化劑CuSO4。請注意單線橋的方向。

［過渡］其實，物質在反應中是作為氧化劑還是作為還原劑，主要決定于元素的化合價。下面，我們以硫元素的化合價為例來進行分析。

［問］硫元素有哪些常見的化合價？ ［學生回答，教師板書］

?2S

S

S

S

0?4?6［問］以上不同價態的硫元素，在發生氧化還原反應時，其化合價的變化有何傾向？它們各表現出什么性質？舉例說明。

［學生分組討論后，由各組代表回答］

［答案］S處于硫元素的最低化合價，在氧化還原反應中，化合價只能升高（失電子），?

2點燃?6表現還原性，如2H2S＋3O2????2SO2＋2H2O；S處于硫元素的最高化合價，在氧化還原反

0?應中，化合價只能降低，表現氧化性，如Cu＋2H2SO4（濃）????CuSO4＋SO2↑＋2H2O；S、?4S位于硫元素的中間價態，其在氧化還原反應中，隨反應條件的不同，既可得電子，又可

點燃?失電子，故既能表示出氧化性，又能表現出還原性，如H2＋S????H2S、S＋O2????SO2、2H2S＋SO2===S＋2H2O、2SO2＋O22SO3或SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl等。

［師］大家回答得很好，于是，我們有以下結論得出：

［板書］

［投影練習1］在S、Fe、Fe、Mg、S、I、H中，只有氧化性的是

；只有還原性的是

；既有氧化性又有還原性的是。

解析：從元素價態上看，具有最高正價的元素只有氧化性（氧化性不一定很強）；具有最低價態的元素只有還原性；具有中間價態的元素既有氧化性又有還原性。

＋＋＋－－＋答案：Fe3、Mg2、H

S2、I

Fe2、S ［過渡］既然物質在反應中是作為氧化劑還是作為還原劑，主要決定于元素的化合價。那么，我們能否根據物質所含元素的化合價并結合已學知識來總結出中學化學中重要的氧化劑和還原劑呢？

請大家根據以下提示，分組總結和歸納，并派出代表回答結果。［學生討論，教師板書］

［板書］重要的氧化劑和還原劑 2－

2＋

3＋

2＋

－

＋

說明：學生答出的結果應是多種多樣，教師可根據回答結果的重復次數和學生一起選出典型范例并進行講解和板書。

［板書］

［總結］由以上分析可知，作為氧化劑的物質，一般是活潑的非金屬單質和元素處于高化合價時的氧化物、酸、鹽等；而作為還原劑的物質，主要是活潑的金屬單質和元素處于低化合價時的氧化物、酸、鹽等，另外還有某些非金屬單質如C、H2等。

［比一比，賽一賽］請大家舉例說明以上各物質的性質，看誰舉的例子最有代表性，且能對大家平時學習中容易忽視的問題起到提醒的作用。

［以上活動分小組（4~6人）進行，可每一欄物質對應一個小組，時間長短，可視具體情況而定］

［以下氧化還原反應是學生較易忽略的內容］ 1.2Fe＋3Br2===2FeBr3

高溫2.C＋CO2????2CO 高溫3.3Fe＋4H2O(g)????Fe3O4＋4H2 點燃4.2Mg＋CO2????2MgO＋C 高溫5.2Al＋Fe2O3????Al2O3＋2Fe 6.SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr 7.2H2SO3＋O2===2H2SO4(酸雨形成)8.2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl ［投影練習2］已知反應：

??2CH3CH2CHF2＋Xe XeF4＋2CH3—CH== CH2?下列有關說法正確的是

A.該反應不屬于氧化還原反應 B.XeF4既是氧化劑又是還原劑 C.反應中電子由Xe轉移到C D.氧化劑與還原劑的物質的量比為1∶2 解析：化合物間反應有單質生成的一定是氧化還原反應，而F在化合物中的化合價只有－1價，因此XeF4中Xe為＋4價，由此可確定XeF4為氧化劑，丙烯為還原劑，因為Xe的化合價降低了，所以電子應該從C轉移到Xe。綜上所述，正確答案為D項。

［投影練習3］利用化合價變化分析下列反應是不是氧化還原反應。若是氧化還原反應，標出電子轉移的方向和數目，指出氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物。

（1）氯酸鉀跟鹽酸反應（KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O）（2）溴化碘與水反應（IBr＋H2O===HIO＋HBr）

氧化劑KClO

3還原劑HCl Cl2既是氧化產物又是還原產物 另電子轉移也可如下表示：

（2）IBr?H2O???HIO?HBr

由于化合價不變，故該反應不是氧化還原反應 ［小結］本節課我們認識了氧化劑和還原劑在化學反應中發生的變化及其與化合價的關系，同時歸納出了一些重要的氧化劑和還原劑，希望大家在以后的學習中能從化合價的角度出發來分析它們在發生化學反應時的變化規律。

［布置作業］

習題

一、1,2 三 ［板書設計］

第三單元

化學反應中的物質變化和能量變化

第一節

重要的氧化劑和還原劑

一、重要的氧化劑和還原劑 ?1?1?1

第三篇：【鼎尖教案】高中化學(大綱版)第三冊 第三單元 化學反應中的物質變化和能量變化 第一節重要的氧化劑和

第二課時

［引言］上節課我們學習了中學化學中常見的、重要的氧化劑和還原劑，本節課我們來學習有關它們的常見反應。

［板書］第一節

重要的氧化劑和還原劑（第二課時）

二、重要氧化劑和還原劑的常見反應

［師］我們知道，鹵族元素單質是我們最常見的氧化劑，請大家根據自己桌上的實驗用品，設計實驗證明Cl2、Br2、I2的氧化性強弱順序。

［說明：課前在學生的桌上擺設：氨水、NaBr溶液、KI溶液、濾紙、膠頭滴管五種用品，供學生在上課時使用。

由于學生在高一的學生實驗:《氨、溴、碘的性質》和《同周期同主族元素性質的遞變規律》中均做過此實驗，故其對學生而言，難度不大。］

［學生設計、做完實驗后，投影展示該操作步驟］ ［投影］

［師］請大家寫出以上各步反應的離子方程式。［請一位同學上黑板書寫］

－－［學生板書］2Br＋Cl2===Br2＋2Cl －－2I＋Cl2===I2＋2Cl －－2I＋Br2===I2＋2Br

［設問］根據以上離子反應方程式，可知Cl2、Br2、I2的氧化性強弱順序怎樣？判斷的依據是什么？能否從原子結構的角度去進行解釋？

［學生回答］Cl2、Br2、I2的氧化性強弱順序為：Cl2>Br2>I2；其判斷依據是：在氧化還原反應中，氧化劑的氧化性>氧化產物的氧化性；分析其原子結構可知，同主族元素的非金屬原子，其最外層電子數相同而電子層數不同，電子層數越多，原子半徑越大，就越不容易

得到電子。因此，它們單質的氧化性就越弱。

［師］很好！據此，我們可得出以下結論：

［思考］鹵族元素的陰離子在以上反應中表現出什么性質？它們的強弱順序怎樣？ ［學生思考后回答］鹵族元素的陰離子在以上反應中表現出還原性，它們的強弱順序為：－－－I>Br>Cl

［師］根據以上分析，我們可得出如下結論：

［講解并板書］1.同一主族元素的非金屬單質其氧化性隨著電子層數的增加而逐漸減弱，其對應的陰離子的還原性卻逐漸增強。

［想一想］對于典型的金屬元素——堿金屬，它們的還原性強弱順序如何？其對應陰離子的氧化性強弱順序又當怎樣？

［學生回答］同一主族元素的金屬單質，其還原性隨著電子層數的增加而增強，其對應陽離子的氧化性卻逐漸減弱。

［草板書］

［過渡］對于金屬還原劑來說，金屬單質的還原性強弱一般與金屬活動性順序相一致，即越位于后面的金屬，越不容易失去電子，其還原性就越弱。

［師］請大家排出其對應陽離子的氧化性順序強弱。［請一位同學上黑板排列、教師巡視］ ［學生板書］

［師］注意Fe2、Sn2、Pb2，而不是Fe3、Sn4、Pb4

［過渡］我們知道，鐵是一種具有可變化合價的常見金屬元素，請大家根據鐵及其化合物的性質，解釋以下實現現象。

［演示實驗1］在盛有FeCl3溶液的試管中滴加KSCN液，溶液變紅色，在變紅色后的溶液中加入Fe粉，紅色褪去。

［請一位同學解釋］

＋－［生］Fe3遇SCN變紅，是由于生成了紅色的Fe（SCN）3溶液，加入Fe粉后，因＋＋Fe把Fe3還原成Fe2，使Fe（SCN）3被破壞，故紅色褪去。＋

＋

＋

＋

＋

＋

［師］很好！這說明同一元素不同價態的物質間發生氧化還原反應時，遵循什么規律？ ［生］趨中規律！

［師］很正確！請大家用離子方程式表示出以上反應。你還能找出一個符合趨中規律的例子嗎？

［學生活動，教師巡視并選取一些有代表性的例子進行投影展示］ 可投影以下一些常見和常用的方程式：

＋＋2Fe3＋Fe===3Fe2

2H2S＋SO2===3S＋2H2O －－＋ClO＋Cl＋2H===Cl2＋H2O ?IO3＋5I＋6H===3I2＋3H2O(驗證食鹽含碘元素)－＋［板書］3.趨中規律

［講解］一般說來，元素處于高化合價的物質常具有氧化性，在一定條件下可與還原劑反應，在生成的新物質中該元素的化合價降低，如

［講解］若元素的化合價處于低價時，其物質常具有還原性，在一定條件下可與氧化劑反應，在生成的新物質中該元素的化合價升高如：

［師］于是，我們得出以下的一般規律：

［板書］4.元素處于高化合價的物質具有氧化性；元素 處于低化合價的物質具有還原性。

［過渡］我們知道，Fe是一種常見的還原劑，濃H2SO4是一種常見的氧化劑，兩者相遇能發生反應嗎？若反應，將生成什么呢？

［演示實驗2］在一支試管里注入少量Fe粉，再加入濃H2SO4約2 mL，在管口放一張滴有品紅溶液的濾紙，觀察現象（注意鐵粉不要過量）

當上述反應完成后，取試管中溶液少量，用水稀釋，并滴加KSCN溶液，觀察。［問］你們看到了什么現象？說明了什么？

＋［生］品紅褪色，說明有SO2氣體生成；滴入KSCN溶液變紅，說明有Fe3生成。［設問］那么，稀H2SO4與Fe反應有無此現象呢？

［演示實驗3］取一支裝有適量鐵粉的試管，向其中加入約5 mL稀H2SO4反應后在管口點燃產生的氣體，然后重復演示實驗2的操作，觀察。試管內溶液留待后續實驗使用。

［問］以上現象說明了什么？

［生］Fe與稀H2SO4反應產生的氣體檢驗有爆鳴聲，說明有H2生成，品紅液不褪色和

＋滴入KSCN后溶液不變紅，說明無SO2和Fe3生成。

［師］寫出以上變化的反應方程式，并從化合價的角度出發，分析濃、稀H2SO4與Fe

反應時的氧化性實質有何不同？

［學生活動］

［教師板書］5.濃、稀硫酸的氧化性。

［請學生回答濃、稀H2SO4的氧化性實質有何不同］

［生］稀H2SO4的氧化性由H表現出來，濃H2SO4的氧化性由S表現出來。［師］很好！

＋由H表現出來的氧化性是酸的通性，我們稱這樣的酸為非氧化性酸，其反應后的產物為H2，若氧化性是由酸根中所含元素表現出來，我們稱這樣的酸為氧化性酸。濃H2SO4就是一種氧化性酸，其還原產物一般是SO2。

［過渡］下面，我在演示實驗3的所得溶液中加入濃HNO3，請大家觀察有何現象發生？ ［演示實驗4］把3所得溶液取少許于另一試管中，滴加濃HNO3，觀察。［問］上述現象說明了什么？

＋［生］試管內有紅棕色氣體生成，說明有NO2產生，溶液變紅，說明原溶液中的Fe2＋被HNO3氧化成了Fe3。

［追問］若加入稀HNO3會發生反應嗎？若能，會看到什么現象？

［生］若加入稀HNO3，一樣能發生氧化還原反應，只不過此時生成的氣體為無色，在試管口變成紅棕色而已。溶液依然變紅。

［演示實驗5］取少許實驗3所得溶液，滴加稀HNO3，驗證學生的推測。

［師］請大家寫出以上反應的方程式，并根據化合價的變化判斷：HNO3是否為氧化性酸？

［學生板書］2FeSO4＋2HNO3(濃)＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2NO2↑＋2H2O 6FeSO4＋2HNO3(稀)＋3H2SO4===3Fe2（SO4）3＋2NO↑＋4H2O ［教師與學生一起得出結論并板書］ 6.濃、稀HNO3均為氧化性酸

［講解］濃HNO3的還原產物一般是NO2，稀HNO3的還原產物一般是NO。

［想一想，試一試］若在上述滴有KSCN的FeSO4溶液中滴入溴水，會有變化嗎？ ［學生說出自己的想法后，讓學生上來演示，并把發生的現象解釋給大家聽］

［學生演示實驗6］在實驗3所得滴有KSCN的FeSO4溶液中滴入溴水，請大家觀察。［學生解釋反應的現象，并寫出反應方程式］

［學生板書］6FeSO4＋3Br2===2Fe2（SO4）3＋2FeBr3 ［投影練習1］已知在常溫時能發生下列反應：

＋＋

Fe＋Cu2===Fe2＋Cu ＋＋－

2Fe2＋Br2===2Fe3＋2Br

＋＋＋

2Fe3＋Cu===2Fe2＋Cu2 ＋＋＋根據上述實驗事實，分析Fe3、Fe2、Cu2、Br2作為氧化劑時，其氧化能力的強弱順序。

解析：根據氧化劑的氧化性>氧化產物這一規律可得出這四種粒子的氧化能力強弱順序＋＋＋為：Br2>Fe3>Cu2>Fe2

［投影練習2］向100 mol FeBr2溶液中緩慢地通入2.24 L Cl2（標準狀況），反應后溶液

＋

?6

中有1－的Br被氧化成溴單質，求原FeBr2溶液物質的量濃度是 3＋

＋

－（提示：2Fe2＋Br2===2Fe3＋2Br）A.0.12 mol/L

B.1.2 mol/L C.6 mol/L

D.9 mol/L 解析：B.本題考查通過還原性強弱，進行有關計算。根據提示所列的反應方程式，Fe2＋－＋－還原性>Br，Cl2首先將Fe2氧化，再氧化Br，設FeBr2溶液溶質的物質的量為x(mol)，x1－－

mol，被氧化的Br為2x×，因2 Br~Cl2，232.24Lxx10.12mol消耗Cl2 mol，共消耗Cl2＋x==0.1 mol，x=0.12 mol,c==1.2 ?132322.4L?mol0.1L被氧化的Fe2為x，因2Fe~Cl2，消耗Cl2＋mol/L。

［小結］本節課我們學習了重要氧化劑和還原劑的常見反應，并總結出了一些氧化劑和還原劑發生反應時的規律，這將對我們判斷氧化劑的氧化性、還原劑的還原性以及氧化還原反應的產物提供很大的幫助。

［布置作業］

習題

一、3 二、四 ［板書設計］

第一節

重要的氧化劑和還原劑（第二課時）

二、重要氧化劑和還原劑的常見反應

3.趨中規律

●教學說明

本節教材的特點是：涉及以往的知識面較寬、容量較大，對學生綜合運用知識分析問題的能力要求較高，通常說來，學生對這部分知識的學習體會是：理解起來易，應用起來難。究其因，一是對氧化還原反應的本質規律——得失電子（或電子對偏移）引起化合價變化認識得不夠透徹，二是對氧化還原反應的載體——具體的化學反應掌握得不夠熟練或在平時的學習中僅僅注意了物質種類的變化卻很少從氧化還原反應的角度去認識物質的性質。基于以上認識，本節課在設計時，重點強調了從化合價的角度去認識氧化劑和還原劑以及它們的反應規律，意在給學生提供一種學習和分析問題的方法。為了能把理論性的知識落到實處，在教學過程中特意注重了對以往所學知識的歸納和總結，并輔以相應的練習；為了能使抽象的理論知識變得有趣，在教學過程中主要采用了討論、分析、實驗、探究、參予等方法來激發學生智慧的火花，并重點培養了學生的歸納、總結、探究等能力。

本節課所用的化學反應方程式多是學生在平常的學習中常用的，且易忽略的內容，這樣做的目的，是為了使學生溫故知新，并能把新舊知識有機地融合在一起，以提高其綜合能力。

本節課的學習進程，與學生的原有知識水平密切相關，故教學時可根據實際情況分配課時。

●綜合能力訓練題

1.某單質X能從鹽的溶液中置換出單質，由此可知 A.當X、Y都是金屬時，X一定比Y活潑 B.當X、Y都是非金屬時，Y一定比X活潑

C.當X是金屬時，Y可能是金屬，也可能是非金屬 D.當X是非金屬時，Y可能是金屬，也可能是非金屬

解析：本題用字母代替物質，考查全面掌握物質反應規律的能力及綜合思維判斷能力。解答本題關鍵要認真審題，全面地考慮學過的知識，切勿以局部反應規律代替全體；依題應知A選項中X、Y都為金屬時，該反應一定為金屬與鹽溶液間的置換反應，如Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2Ag，因此反應中金屬X比鹽溶液中的金屬Y活潑，結論正確，符合題意；B選項中X、Y為非金屬時則為非金屬間的置換反應，如：Br2＋2KI===2KBr＋

I2，由反應知非金屬X一定比Y活潑，因此B選項結論錯誤，不符合題意；在C選項中X是金屬時，Y可能是金屬或非金屬，應考慮到金屬與鹽的反應規律同時注意金屬與酸的反應，例：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，所以C選項結論正確，為本題答案；且D選項中X為非金屬時，Y一定不是金屬，因此結論錯誤，不符合題意也不為答案。

答案：AC 2.在一定量的H2S溶液中逐漸通入Cl2，如圖（x軸表示Cl2的物質的量），所表示變化關系正確的是

解析：本題考查學生的觀察能力和綜合分析問題的能力。解答圖象類試題的關鍵是要準確地弄清楚題目中涉及的化學反應關系及圖象中坐標軸表示的意義和曲線變化的規律。

本題涉及的化學反應為：H2S＋Cl2===2HCl＋S↓由于反應中生成了HCl，使原弱酸溶＋液變為強酸溶液，H濃度增大，pH減少；且由于強電解質完全電離，溶液中離子濃度增大，使之導電能力增強，結合圖象中曲線變化趨勢分析，可知A、B選項錯誤；H2S與Cl2反應，生成S沉淀，隨著Cl2的通入，S沉淀逐漸增加，當H2S完全反應后S的沉淀量不隨Cl2量的變化而變化，C項正確。

答案：C

－3.在熱的稀硫酸溶液中溶解了11.4 g FeSO4。當加入50 mL、0.5 mol·L1 KNO3 溶液后，＋＋使其中的Fe2全部轉化成Fe3，KNO3也反應完全，并有NxOy氮氧化合物氣體逸出。

??K2SO4＋Fe2(SO4)3＋NxOy＋H2O FeSO4＋KNO3＋H2SO4?（1）推算出x=

,y=

；

（2）配平該化學方程式，并標明電子轉移方向和數目。（3）反應中氧化劑是

。解析：從題意可知： n(FeSO4)∶n(KNO3)=

11.4g－3－1

∶50×10 L×0.5 mol·L ?1(56?96)g?mol=0.075∶0.025=3∶1 根據氧化還原反應中得失電子數相等的原理，鐵由＋2價變為＋3價，而FeSO4與KNO3恰好以3∶1反應，故3×（3－2）=1×（5－a）(a為KNO3中＋5價氮元素被還原后所得氮氧化合物中氮元素的化合價)，則a=＋2。由此推出x=y=1，此時再根據氧化還原反應配平法進行配平，然后按要求答題。

答案：（1）x=1，y=1

（3）KNO3

第四篇：【鼎尖教案】高中化學(大綱版)第三冊 第三單元 化學反應中的物質變化和能量變化 第四節燃燒熱和中和熱

第二課時

［引言］上節課我們主要介紹了燃燒熱的概念、計算及應用，同時了解到化石燃料對當今世界的重要性，本節課我們以我們較熟悉的煤為例，來探討以煤為燃料的利弊問題，同時認識另一種反應熱——中和熱。

［板書］第四節

燃燒熱和中和熱（第二課時）

三、使用化石燃料的利弊 有關煤作燃料的探討

［師］請大家參考以下論點，并利用你所查閱到的資料，從資源蘊藏、開采和運輸、資源綜合利用以及環境保護等方面，對煤作燃料的問題提出你的觀點。

［投影給出P44有關煤的論點］ ［投影］

討論：下面列出的是有關煤作燃料利弊問題的一些主要論點，請參考這些論點，并準備有關材料，簡要論述你對該問題的看法。

煤是我國儲量最多的能源資源，應充分利用該資源為我國的社會主義建設服務。

據有人估計，我國的煤炭儲量足夠使用幾百年。

煤的形成需經過數億年的時間，用一些就少一些，不可再生。

煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燒掉太可惜，應該綜合利用。

煤是發熱量很高的固體燃料，我國煤炭資源相對比較集中，開采成本較低，用煤作燃料合算。

煤作為固體燃料，燃燒反應速率小，熱利用效率低，且運輸不方便。煤直接燃燒時產生SO2等有毒氣體和煙塵，對環境造成嚴重污染。

可以通過清潔煤技術，如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。

煤大量開采時，會造成地面塌陷。

［學生分組討論，并派代表用簡短的語言論述本組的觀點］

參考觀點： 資源蘊藏方面：煤是我國儲量最多的能源資源，應充分利用，但由于煤為不可再生能源，故使用過程中應減少不必要的浪費，并提高其能量利用率，同時應加快開發新能源。

開采和運輸方面：我國煤炭資源相對比較集中，開采成本較低，這從我國的大、中、小型煤礦繁多即可說明，且一般的煤礦工人不需要多么高深的技術；但煤在大量開采時，又會造成地面塌陷；在運輸方面，很不方便，需要裝、卸、運等諸多環節，且開采出來的煤在貯存時便有部分變質，造成資源浪費，同時造成環境污染，這從煤礦周圍的空氣質量普遍不佳（尤其是粉塵）即可證明，故應大大提高清潔煤技術，使煤通過氣化等手段而變得易于運輸。

資源綜合利用：煤作為固體燃料，燃燒反應速率小，熱利用效率低，我們國家的煤，在進行綜合利用時的辦法主要是煤的干餾和煤的氣化、液化，但在此過程中，卻有相當多的副產物不能有效利用，如在煉焦過程中產生的焦爐氣、煤焦油等，我們都沒有很好地進行再加工，結果是既浪費了資源，又污染了環境。因此，積極開展煤的綜合利用十分重要。污染環境方面：由于煤中除了主要元素C外，還含有少量的H、S、N、O等元素，煤在直接燃燒時會產生SO2、氮氧化物及煙塵等，嚴重影響空氣質量且易導致酸雨、溫室效應等，從而使環境受到嚴重污染，故通過清潔煤技術（如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等），大大減少燃煤對環境造成的污染，勢在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發新的能源也是大勢所趨。

［議一議］1.城市家用燃料使用氣體燃料比使用煤、煤球等固體燃料有什么好處？ 2.推廣使用天然氣（相對于管道煤氣和液化氣）為什么是城市燃氣的發展方向？

答案：1.首先，因氣體易擴散，故氣體燃料與空氣混合充分，容易發生完全燃燒，與固體燃料相比有較高的能量利用率。

其次，氣體燃料便于管道運輸、使用方便（易點燃、易熄滅）、無渣無塵、清潔衛生。第三，固體煤中含有硫、氮等雜質，直接燃煤，會產生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉塵，造成大氣污染，住宅環境、居室空氣的污染則更嚴重。

2.管道煤氣是一種清潔燃料，然而這是相對于住宅、居室環境而言的，從城市大環境看，并沒有改善城市大氣的污染程度。原因很簡單，制造煤氣要燃煤，使用煤氣沒有降低城市的煤炭消耗量，原來一家一戶煤球爐的廢氣僅僅變成由數家煤氣廠排放而已。

液化氣是發熱量最高的優質清潔燃料，但液化氣使用不便，且要消耗寶貴的石油資源，天然氣則是一種既有管道煤氣的方便，又有液化氣無毒、發熱量高的優點且不易爆的燃料，所以，推廣使用天然氣是城市燃氣產業的發展方向。

［想一想］1.工業上常用把煤塊粉碎、液體燃料噴成霧狀，而使燃料充分燃燒，這種方法是否適合家用？

2.從能量守恒的角度看，把煤加工成煤氣，是否能增加煤的發熱量？

［答案：1.不適合2.不能］

［總結］我國目前的主要燃料是煤和石油，它們主要是由碳、氫等元素組成的混合物。煤和石油深加工后，可得到重要的化工原料。目前，我國對煤、石油的深加工能力不足，造成能源的巨大浪費，同時它們中含的硫、氮等元素經燃燒后可產生一些有毒氣體，污染環境。因此，為使我國經濟持續發展，必須發展合理的能源結構，對化石燃料進行深加工，同時發展新型的能源。

［板書］

四、新能源的開發

［講解］據專家分析，最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風能和氫能等。這些新能源的特點是資源豐富，且有些可以再生，為再生性能源，在使用時對環境沒有污染或很少污染。因此，它們都是很有發展前途的能源，在21世紀的能源中將會占據越來越重要的地位。

［投影展示學生收集來的有代表性的能源資料，亦可放有關能源的錄像帶（如中央電視臺的《科技博覽》《科技之光》等欄目的內容）］

1.燃料電池：主要指氫、氧燃料電池。其產生電流的原理為： 負極：H2＋2OH－－2e－???2H2O（氧化反應）

－正極：O2＋2H2O＋4e－???4OH（還原反應）

總反應式：2H2＋O2===2H2O 即氫氣的燃燒反應，但在燃料電池中沒有火焰，而是產生電流。除氫氣外，甲烷、煤氣、天然氣都能作為燃料電池的燃料。

燃料電池的優點，首先是能量利用率高，可達70%；其次，可節約大量的金屬。然而，要使燃料電池產生平穩的電流并不容易。氫氣、氧氣必須要有特殊的催化劑才能在電極上發生上述反應，而這類催化劑的研制十分困難，價格昂貴，因此，目前燃料電池僅應用于人造衛星、航天飛機等尖端科技領域。

2.氫能：氫能是一種理想的、極有前途的二次能源。氫能有許多優點：氫的原料是水，資源豐富；氫燃燒時反應速率快，燃燒熱值大；氫燃燒的產物是水，不污染環境，是最干凈的燃料。另外，氫能的應用范圍廣，適應性強。

3.太陽能：太陽能是一種取之不盡、用之不竭又無污染的能源。太陽能來自氫聚變成氦的核反應。估計地球表面接受來自太陽的巨大能量每年總共有5×1021 kJ，只要能利用它的 萬分之一，就可滿足目前世界上所需的能量。對太陽能的收集和利用主要有三種方式：光—熱轉換，光—電轉換和光—化學轉換。

4.風能：風能是指空氣在流動過程中所產生的能量。它是可以不斷再生的能源，也是沒有污染的清潔能源。大氣運動的能量來源于太陽輻射，由于太陽輻射受地球緯度的影響，所以使風能具有地區差異性。風能較為廣泛的利用是將之轉化為電能或機械能。

［總結］新型能源除了上述幾種外，還有生物能、核能、地熱能、潮汐能等。它們的共同特點是資源豐富、可以再生、沒有污染或少污染，它們是遠有前景，近有實效的能源。我國長期面臨能源供不應求的局面，人均能源水平低，同時能源利用率低，單位產品能耗高。所以，必須用節能來緩解供需矛盾，促進經濟發展，同時也有利于環境保護。因此節能是我國的一項基本國策。在節能的同時我們也要積極開展各種新型能源的研究和探索。［過渡］以上討論話題多與燃燒熱有關，由于燃燒現象的熱量變化比較明顯，故易于測量，但也有許多化學反應的熱量變化并不明顯。如酸、堿中和反應的反應熱。那么，是不是它們就無法測量了呢？非也！我們仍然可以通過實驗對其進行測量。下面我們要講的中和熱，就與酸、堿的中和反應密切相關。

［板書］

五、中和熱

［設問］中和熱是否就是酸、堿發生中和反應的反應熱呢？

請大家閱讀課本有關內容，進行回答。［學生看完課本后回答］

［教師板書］1.在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應而生成1 mol H2O，這時的反應熱叫做中和熱。

［師］在理解中和熱的概念時，要注意以下幾點：

［講解并板書］ 研究條件：稀溶液 反應物：酸與堿

生成物及其物質的量：1 mol H2O 放出熱量：ΔH<0 單位：kJ/mol ［講解］在書寫物質在溶液中發生化學反應的方程式時，我們常用aq來表示稀溶液，稀溶液是指溶于大量水的離子。

中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應。

［投影練習］寫出下列反應的熱化學方程式： 實驗測得：（1）1 L 1 mol/L 稀鹽酸跟1 L 1 mol/L NaOH溶液起中和反應放出57.3 kJ熱量。

（2）1 L 1 mol/L KOH 溶液中和1 L 1 mol/L HNO3溶液，放出57.3 kJ的熱量。

（3）1 L 1 mol/L H2SO4溶液與2 L 1 mol/L NaOH 溶液完全反應，放出114.6 kJ的熱量。［學生練習，教師巡視］ ［請一位同學把結果寫于黑板］

［學生板書］

（1）NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O(l);ΔH=－57.3 kJ/mol（2）KOH（aq）＋HNO3（aq）===KNO3（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57.3 kJ/mol（3）2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）；ΔH=－114.6 kJ/mol ［設問］第（1）個反應的反應熱是多少？中和熱是多少？第（2）個反應呢？ ［學生答］反應（1）、（2）的反應熱和中和熱均為57.3 kJ/mol ［追問］反應（3）的情況又怎樣呢？

［學生思考后回答］反應（3）的反應熱為114.6 kJ/mol，中和熱為57.3 kJ/mol（114.6 kJ/mol2）

［問］為什么它的反應熱與中和熱不同呢？

［生］因為中和熱要求反應生成的H2O為1 mol，而反應（3）生成H2O為2 mol，故其中和熱應為反應熱的二分之一。

［師］很好！

比較這三個反應的異同，可得出什么結論？ ［學生分組討論后回答］

結論：不同點：不同酸、堿之間的反應。

相同點：同為強酸、強堿之間的中和反應；它們的中和熱相同。

［問］為什么不同的強酸、強堿之間發生中和反應，其中和熱的數值相同？ ［答］因為它們反應的實質相同，即均為H與OH結合成H2O的反應。

［師］十分正確！于是，強酸強堿發生中和反應的實質及中和熱我們可表示如下： H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）；ΔH=－57.3 kJ/mol ［議一議］若是有弱酸和弱堿參加的中和反應，能用上式表示嗎？其中和熱的數值還為57.3 kJ/mol嗎？若不是，偏大還是偏小？ 答案：不能；中和熱的數值不為57.3 kJ/mol，一般偏小（因為弱電解質的電離多為吸熱）。［想一想］已知NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57.32 kJ/mol。

Ca（OH）2（aq）＋H2SO4（aq）===CaSO4（s）＋2H2O(l);ΔH=－130.20 kJ/mol。導致130.20 kJ/mol≠2×57.32 kJ/mol的因素是。

分析：本題考查學生對中和熱實質的理解。CaSO4沉淀（不是以離子形式存在于大量水中）有熱效應，HSO?4不是強酸，Ca（OH）2不是強堿，即不是獨立的H和OH。

解答：因為生成CaSO4沉淀有熱效應；又HSO?4不是強酸，中和過程中電離有熱效應；Ca（OH）2不是強堿，中和過程中電離為Ca2＋和OH－時也有熱效應。

［講解］由于中和熱是以生成1 mol H2O 所放出的熱量來定義的，故在書寫它們的熱化學方程式時，應以生成1 mol H2O（l）為標準來配平其余物質的化學計量數。例如：上述反應式（3）可寫為

［板書］NaOH（aq）＋

12＋

－

＋

－

H2SO4（aq）===

12Na2SO4（aq）＋H2O(l)；ΔH=－57.3 kJ/mol ［師］即表示中和熱的化學反應方程式中也可以出現分數。

［過渡］我們知道，中和熱和燃燒熱都是反應熱中的一種。那么，它們之間有什么異同呢？

［板書］2.中和熱和燃燒熱的比較。

［師］請大家分組討論，得出結果。［學生討論］

［教師把學生的討論結果進行投影歸納］ ［投影］中和熱與燃燒熱的比較。

［小結］本節課我們主要對化石燃料中煤的利弊進行了研討，并重點學習了中和熱的知識，同時認識了幾種新能源。

［布置作業］習題

四 復習題：

二、6 ［板書設計］

第四節

燃燒熱和中和熱（第二課時）

三、使用化石燃料的利弊 有關煤作燃料的探討

四、新能源的開發

五、中和熱

1.在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應而生成1 mol H2O，這時的反應熱叫做中和熱。研究條件：稀溶液 反應物：酸與堿

生成物及其物質的量：1 mol H2O 放出熱量：ΔH<0 單位：kJ/mol（1）NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57.3 kJ/mol（2）KOH（aq）＋HNO3（aq）===KNO3（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57.3 kJ/mol（3）2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）；ΔH=－114.6 kJ/mol NaOH（aq）＋12H2SO4（aq）===

12Na2SO4（aq）＋H2O(l);ΔH=－57.3 kJ/mol H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O(l);ΔH=－57.3 kJ/mol 2.中和熱和燃燒熱的比較 ●教學說明

本節教材是反應熱和熱化學方程式的繼續和拓寬。教學中，除了對燃燒熱和中和熱的概念及燃燒熱的計算作為重點教學內容外，還重點培養了學生綜合分析問題的能力。本節課設計時，以學生比較熟悉的管道煤氣和煤為話題，展開討論，這樣，既可調動學生思維的積極性，又可培養學生理論聯系實際的能力，還可提高學生的學習興趣。當他們在進行對比討論和學習時，還可提高他們的經濟效益觀念。

另外，本節課在進行教學設計和作業設計時，還充分注意了對學生探究能力的培養，意在培養學生學習的自主性。

在教學內容順序上，特意把“使用化石燃料的利弊及新能源的開發”提在了“中和熱”的前面進行講授，這主要是為了和前面所學燃燒熱更好地銜接，同時突出燃料與能源的關系，且中和熱的內容調到后面講，可使學生對“中和熱的測定”的實驗原理能更好地理解。

另外，教師也可結合課后的備課資料組織學生對有關燃料和能源的問題進行討論和辯論。

●綜合能力訓練題

1.已知氣態乙炔的燃燒反應為：C2H2（g）＋

52O2（g）?； ??2CO2（g）＋H2O（g）ΔH=－1257 kJ·mol－1，試求乙炔在理論量的空氣中燃燒時的火焰最高溫度。

已知CO2（g）、H2O（g）、N2（g）的平均摩爾熱容cm分別為54.36 J/(K·mol),43.57 J/(K·mol),33.40 J/(K·mol)。

解析：設參加反應的C2H2為1 mol，需要的理論量O2為2.5 mol，按空氣中O2和N2的體積比為1∶4計算所需理論量空氣為12.5 mol，完全燃燒后氣體的組成為2 mol CO2、1 mol H2O及10 mol N2，假定反應釋放的能量全部用來使反應后的氣體從25℃升高到T，則溫度T 便是火焰的最高溫度。

答案：根據能量關系，設乙炔物質的量為1 mol，則有：

－1257×103 J=［2 mol·cm(CO2)＋1 mol·cm(H2O)＋10 mol·cm(N2)］·ΔT

即－1257×103 J=［2 mol×54.36 J/(K·mol)＋1 mol×43.57 J/(K·mol)＋10 mol×33.40 J/(K·mol)］×(298.3 K－T)T=2883 K或T=2610℃

2.某液化石油氣由相差1個碳原子的A、B兩種烷烴組成。使m g此液化氣在過量O2中燃燒的產物通過盛有無水CaCl2的干燥管，干燥管增重了4.608 g，再使之通過100 mL 3.04 mol/L的NaOH溶液，然后將反應液低溫蒸干，可得19.026 g白色固體。

（1）此白色固體是什么物質？其物質的量是多少？（2）A、B各為何種物質？其質量分數各為多少？（3）已知：

CH4（g）＋2O2(g)????CO2（g）＋2H2O(g);ΔrH0m =－846 kJ/mol 2C2H6（g）＋7O2(g)????4CO2（g）＋6H2O(g);ΔrH0m =－3306 kJ/mol C3H8（g）＋5O2(g)????3CO2（g）＋4H2O(g);ΔrH0m =－2200 kJ/mol 2C4H10（g）＋13O2(g)????8CO2（g）＋10H2O(g);ΔrH0m =－5800 kJ/mol C5H12（l）＋8O2(g)????5CO2（g）＋6H2O(g);ΔrH0m =－3059 kJ/mol 注：ΔrH0m為標準條件下，燃料燃燒釋放出的熱量。

點燃點燃點燃點燃點燃

現有質量為500 g、容積為4 L的鋁壺，其中盛滿20℃的水，1 atm下需燃燒135 g此液化氣才能將水燒開，燃料的利用率多大？

（4）這種程度的利用率說明了什么問題？根據你學到的知識談談工業生產和日常生活中可采取哪些措施提高燃料的利用率？

解析：（1）由題意可知，白色固體為烷烴燃燒生成的CO2與NaOH反應的產物（其中NaOH有可能過量）故有以下幾種可能①NaOH、Na2CO

3②Na2CO3

③Na2CO3、NaHCO3④NaHCO3

n（NaOH）=0.1 L×3.04 mol/L=0.304 mol 若與CO2反應后產物只有Na2CO3，則所得固體質量應為：

12×0.304×106=16.112 g<19.026 g 若與CO2反應后產物只有NaHCO3，則所得白色固體的質量應為：

0.304×84=25.536 g>19.026 g 由此可知，白色固體應為Na2CO3和NaHCO3的混合物。設其中含Na2CO3 x mol NaHCO3 y mol 則有??2x?y?0.304?106x?84y?19.026

解之：x=0.105 mol y=0.094 mol（2）由液化氣的成分可知，A、B應為C3H8和C4H10 液化氣燃燒生成H2O的物質的量為： n(H2O)=4.608 g18 g?mol?1=0.256 mol n(H)=2×0.256 mol=0.512 mol n(C)=0.105 mol＋0.094 mol=0.199 mol 液化氣的質量m=0.199×12＋0.512×1=2.9 g 設m g液化氣中含C3H8 a mol C4H10 b mol 則??3a?4b?0.199?8a?10b?0.512

a=0.029 b=0.028

液化氣中含C3H8的質量分數為：

0.029?442.9×100%=44% 含C4H10：1－44%=56%（3）135 g液化氣燃燒放出熱量為：

C3H8

~ 2200 kJ/mol

2C4H10

~ 5800 kJ/mol 44

2200

2×56

5800 135×44%

Q1

135×56%

Q2 Q1=2970 kJ Q2=3915 kJ Q=Q1＋Q2=2970 kJ＋3915 kJ=6885 kJ 4 L水燒開共吸熱：

4000×4.18×(100－20)=1337.6 kJ

500 g 的鋁壺共吸熱： 500×0.88×(100－20)=35.2 kJ 注：0.88 J/g·℃為鋁的比熱 燃料利用率：1337.6?35.26885×100%≈20%(4)此液化灶燃料的利用率較低，能量損失較大。

建議：要在農村改革低效爐灶，推廣使用節能爐灶，將散發的熱量用于加熱水等；在城市要實行熱電并供（如火力發電站）等；在生產中要利用科學技術改良熱機性能，充分利用氣體帶走的內能（如熱電并供、高溫氣體的循環使用——熱交換等），合理開發常規能源（煤、石油、天然氣等），大力開發新能源（核能、太陽能、風能、地熱能、海洋能等）

3.內燃機是將化學能轉化為機械能的裝置。根據燃料的不同可分為汽油機和柴油機等類型。汽油機和柴油機的工作原理均為利用燃料燃燒產生大量的氣體和熱能，推動活塞進行往復運動。汽油機和柴油機工作原理的區別在于壓縮的工作物質和點火方式的不同：汽油機是將汽油霧化后和空氣混合利用活塞下行吸入汽缸，然后活塞上行進行壓縮，到一定體積（活塞幾乎上行到頂端）后采用火花塞（俗稱火嘴，一種采用高壓放電產生火花的裝置）打火，從而點燃混合氣體使之體積劇烈膨脹推動活塞下行，當活塞下行到底部時，活門打開并利用二次上行的壓力排出氣體，完成一個循環過程；而柴油機則是吸入空氣進行壓縮，到一定程度產生高溫高壓后噴入霧化的柴油，由于此時壓縮空氣的溫度已經超過了柴油的燃點，柴油立即燃燒推動活塞上行。柴油機的壓縮比遠高于汽油機（這也是柴油機效率高于汽油機的原因之一）。根據上述信息回答下列問題：

（1）內燃機推動活塞往復的直線運動可通過連桿和

轉化為圓周運動，從而驅動車輛和其他機械進行運轉。

（2）某195柴油機的壓縮比為1∶20，已知室溫27℃,大氣壓強1.01×105Ｐa。測得壓縮到最大限度時，氣缸內壓強為3.03×106Ｐa，此時混合氣體的溫度是。

（3）檢測發動機尾氣發現，汽油機尾氣中氮的氧化物（以NOx表示）含量遠高于柴油機尾氣，請解釋原因，并寫出相關的化學方程式。

（4）由石油分餾而得到的汽油稱直餾汽油，裂化而得到的汽油稱裂化汽油。單從使用效果看，汽油機一般使用何種汽油為宜，為什么？

（5）若汽油機使用的汽油（辛烷C8H18）在氣缸內完全燃燒，則空氣質量與辛烷質量之比x值為

；若空氣質量與辛烷質量之比大于x值，則尾氣中有害氣體含量較多的是

；若空氣質量與辛烷質量之比小于x值，則尾氣中有害氣體含量較多的是。

（6）為減少汽車對城市大氣的污染，1998年6月我國成功地開發了以新燃料作能源的“綠色汽車”，這種汽車可避免有毒的有機鉛、苯和苯的同系物以及多環芳烴的排放，保護環境。這種“綠色汽車”的燃料是。

A.甲醇

B.汽油

C.柴油

D.重油

（7）汽車尾氣其實很多，除上述NOx有毒氣體外，還有燃料未完全燃燒的還原性氣體，以及SO2氣體等，也能給城市的空氣造成污染。目前治理的方法是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”（用鉑、鈀合金作催化劑），使上述氣體反應，生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體，并促使燃料充分燃燒及SO2的轉化。但“催化轉換器”能在一定程度上提高空氣的酸度。請問這是為什么？寫出相應的化學反應方程式，并請你想出至少兩種控制城市空氣污染源的方法。

（8）某日，一少女駕駛摩托車上街購物，不幸遭遇飛賊搶劫，開走了她的摩托車。此時少女迅速從口袋里拿出一小物件，對著已逃出幾十米開外的摩托車一按按鈕，只見遠處疾

馳的摩托車立即熄火停車。你認為這種“遙控停車裝置”最可能的原理是什么？（請用最簡潔的文字回答，不超過20字）

（9）你站在離路口幾十米的地方觀察紅綠燈下等候通行的兩輛外形完全相同的大卡車，如何判斷哪一輛是采用的柴油機？簡單說明判斷依據。（答案不超過60字）

（10）柴油平均含碳約85%，含氫約14%。前幾年的報刊雜志上報道了“中國的第五大發明”：把25%的柴油和75%的水混合，加少量“膨化劑”，就可以變成柴油，稱之為“膨化柴油”，簡稱“水變油”。據說，它和天然的柴油有相同的熱值。此“發明”得到了包括我國某名牌大學校長在內的若干位教授專家的肯定，并通過了“鑒定”；但同時被中科院何祚庥院士等一大批教授、專家所否定。問：“水變油”是否可能？請你設計一個實驗思路（不必詳述實驗操作過程），證明水能否變成油？

（11）展望21世紀，人類最理想的燃料是什么？為什么？目前存在的主要問題是什么？ 解析：（1）據初中物理中的機械原理知：內燃機的活塞運動是通過連桿和曲軸轉換為圓周運動，從而驅動汽車。

（2）由氣態方程pV=nRT知：

p1V1T1?p2V2T2，帶入數據得T=627℃

（3）因汽油機的點火方式為電火花點火，空氣中的氮氣和氧氣化合：N2＋O2?????2NO；2NO＋O2===2NO2;2NO2===N2O4。

（4）因裂化汽油中含大量的不飽和烴，活性高，易被氧化，不穩定，故過去汽油機一般使用直餾汽油。

（5）汽油燃燒較復雜，可寫為：

2C8H18＋17O2???16CO＋18H2O（不完全燃燒）2C8H18＋25O2???16CO＋18H2O（完全燃燒）

由此方程式，很容易計算，x=14.7；當空氣質量與辛烷質量之比大于x，則尾氣中有害氣體含量較多為NOx或NO和NO2；反之，則為CO。

（6）因汽油、柴油和重油這些從石油中提取的礦物燃料燃燒后對環境會造成污染，故選用A。

（7）本題涉及環保問題，由信息可知：2CO＋2NO?????2CO2＋N2；2SO2＋O2????? 2SO3；SO3＋H2O===H2SO4，故空氣酸度提高。要控制城市污染源，必須控制礦物燃料的用量，如使用電動車、開發和使用氫能源等。

（8）根據燃燒三要素，欲使摩托車熄火，可從三個角度考慮：一是停止供油；二是停止供空氣；三是不點火。前兩種角度涉及油路或氣體通道的機械控制，遙控技術復雜，可靠性差，惟有通過斷開火花塞供電電源使之不能點火的方法最簡便易行。因此可答為：利用遙控器控制火花塞電源，使之斷開即可停車。

（9）由于距離較遠，不能通過聞氣味、聽聲音等方法區別。可根據柴油比汽油的碳原子多，含碳量高，燃燒時冒黑煙來區別。因此可答為：觀察汽車的排氣管，若由停車怠速狀態加油起步時冒黑煙的是柴油機。這是因為柴油中的烴分子比汽油大，突然加油時燃燒不充分所致。

（10）本題意在揭露偽科學。由于水的組成是11%的氫和89%的氧，柴油平均為14%催化劑催化劑電火花

的氫和85%的碳，水要變成柴油，則水中的氧元素必須定量的分別變成氫、碳兩種元素，例如：O???C＋4H，3O???4C。這些涉及原子核的碎裂與重組，需要極高的能量（類似于原子彈爆炸的變化），少量的“膨化劑”難以提供如此高的能量，因此“水變油”難成事實。鑒定的方法是在防偽的條件下，對現場配制的“膨化柴油”與柴油同時進行化學分析，看看彼此的元素組成是否相同或相近似，以說明氧是否變成了碳和氫；也可進行同位素分析，如果氧變成氫和碳，則其同位素含量一定不同于柴油中的氫和碳。

（11）由于氫氣的燃燒值大，且燃燒后生成水，無污染，故是人類的理想燃料。目前存在的問題是：水具有很高的熱穩定性，即使加熱到2000 K也只有0.588%的水分解成氫氣和氧氣，必須尋找一種方法，使水在常溫下分解。

第五篇：《化學反應中的能量變化》教案

2006年春季學期

化學反應中的能量變化

知識目標：

1、使學生了解化學反應中的能量變化，了解吸熱反應和放熱反應。

2、使學生理解放熱和吸熱的原因。

3、介紹燃料充分燃燒的條件，了解煤的綜合利用技術。能力目標：

1、通過學生實驗和演示實驗，培養學生動手能力和觀察能力。

2、培養學生自學的習慣和自學能力。情感和德育目標：

1、通過介紹防火、滅火知識，使學生加強消防安全意識，增強防火、滅火的能力。

2、通過學習燃料充分燃燒的條件，介紹酸雨的形成和危害等知識，培養學生節約能源和環境保護等意識，樹立社會責任感。

3、通過分析空氣用量對燃料燃燒的利與弊，滲透一分為二認識事物的辯證唯物主義觀點的教育。教學重點：

化學反應中的能量變化，放熱反應和吸熱反應。教學難點：

化學反應中能量觀點的建立。教學方法：

實驗探究、討論、自學 實驗準備：

一個試管架、一支試管、一個溫度計、2～3塊小鋁片、稀鹽酸、膠頭滴管、小燒杯、玻璃片、玻璃棒、20gBa(OH)2·8H2O(磨成粉末)、10gNH4Cl晶體、水 教學過程： ［引言］

火是日常生活中常見的現象。由火引發的火災會給人類帶來很大的損失和痛苦。我們有必要了解一些防火、滅火的知識。

火是由可燃物燃燒產生的。燃燒是可燃物與氧氣發生了化學反應。燃燒在很多領域在被人們利用。你能舉一些例子嗎？ ［學生舉例］…… ［講解］

上面這些例子中都利用了燃燒過程中產生的能量。可見，化學反應是可以產生能量的，并且產生的能量可以被人類利用。在當今社會，人類所需能量絕大部分是由化學反應產生的，特別是化石燃料，如煤、石油、天然氣等燃燒產生的。［過渡］

是不是所有化學反應都有能量放出呢？現在我們用實驗來研究這個問題。

［演示實驗］

1、鋁片與鹽酸反應（用手觸摸試管外壁，用溫度計測量溶液在反應前后的溫度）

2、Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應（注意觀察現象）

［歸納］

鋁片與鹽酸反應要放出熱量，NH4Cl晶體與Ba(OH)2·8H2O晶體反應要吸收熱量。可見，化學反應伴有能量變化，這種能量變化常表現為熱量變化。

2004級化學備課組

2006年春季學期

［板書］

第三節 化學反應中的能量變化

一、化學反應中的能量變化

吸熱反應：吸收熱量的反應

［設疑］

為什么化學反應過程中有放熱或吸熱現象呢？現在請大家通過自學回答這個問題。［學生］閱讀教材中有關內容 ［小結］

1、反應物和生成物的組成和結構不同，本身具有的能量有所不同。

2、反應物的總能量和生成物的總能量差若以熱量形式表現即為放熱或吸熱。

3、反應中能量守恒。化學反應根據能量變化放熱反應：有熱量放出的反應放熱反應：反應物能量高生成物能量低反應物能量低吸熱反應 ：生成物能量高

［板書］

反應物總能量＞生成物總能量——放熱反應（能量釋放）；△H<0。

如：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)反應物總能量＜生成物總能量——吸熱反應（能量貯存）；△H >0。如 ：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)［教師］

請同學們舉幾個放熱反應和吸熱反應的例子。［板書］

二、熱化學方程式

表明反應放出或吸收熱量的化學方程式。

1、意義：不僅表明化學反應中的物質變化，同時也表明了化學反應中的能量變化。

2、書寫：

①注明反應的溫度和壓強（若在101kPa和25℃可不注明），注明△H的“＋”與“－”，單位是KJ/mol。

②注明反應物和生成物的聚集狀態（表示：氣體用“g”，液體用“l”，固體用“s”,溶液用“aq”），若為同素異形體要注明名稱。

③熱化學方程式各物質前的化學計量數不表示分子個數，只表示物質的量，它可以是整數也可以是分數。

對于相同物質的反應，化學計量數不同，△H也不同；聚集狀態不同，△H也不同。因此在書寫熱化學方程式時，首先要注明聚集狀態，然后再根據化學方程式中反應物化學計量數與反應熱的正比關系確定出△H的值。

例如：CH4(g)+2O2(g)

CO2(g)+2H2O(l)；△H＝－890.3KJ/mol。

2004級化學備課組