第一篇：化學(xué)人教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》說課稿_2.3_化學(xué)平衡

2.3化學(xué)平衡

各位領(lǐng)導(dǎo)、老師們大家好！

我說課的題目是人教版化學(xué)選修二《化學(xué)平衡》.下面我將從說教材、說教法、說學(xué)法、教學(xué)過程等幾個方面展開說課。

一、說教材 教材的地位與作用

本節(jié)內(nèi)容是在第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)的?；瘜W(xué)反應(yīng)速率屬于化學(xué)動力學(xué)內(nèi)容，化學(xué)平衡屬于化學(xué)熱力學(xué)內(nèi)容，兩部分內(nèi)容不同，在本章統(tǒng)一于可逆反應(yīng)的研究中。學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的過程既可以加深對化學(xué)反應(yīng)速率的理解，同時又為影響化學(xué)平衡因素的學(xué)習(xí)奠定了理論基礎(chǔ)，而且亦為后繼學(xué)習(xí)電離平衡、鹽類水解平衡、酯類水解平衡奠定基礎(chǔ)。所以本課時教學(xué)內(nèi)容在本章教材體系中起著承上啟下的作用，是本章教學(xué)的重點(diǎn)。2 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能：

1.理解化學(xué)反應(yīng)中存在可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡狀態(tài)的形成本質(zhì)過程。2.重點(diǎn)掌握平衡狀態(tài)成立的條件、特征。3.懂得判斷一個體系已達(dá)到平衡的判據(jù)。過程與方法：

1.通過用事實闡明可逆反應(yīng)的存在，理解反應(yīng)可逆性對反應(yīng)程度的影響。

2.探究達(dá)到平衡時體系的特征變化，學(xué)會用一般理論分析解釋普遍存在現(xiàn)象的能力。情感態(tài)度價值觀：

從化學(xué)的基礎(chǔ)理論出發(fā)，感受過程可逆性和化學(xué)平衡的普遍存在與指導(dǎo)作用，體驗化學(xué)世界的奇妙與和諧。3 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)

化學(xué)平衡的建立及其特征 難點(diǎn)

化學(xué)平衡的本質(zhì)，形成過程 二 說教法

為了激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，我在教學(xué)過程中不斷創(chuàng)設(shè)疑問情境，逐步引導(dǎo)學(xué)生去分析、去主動探究化學(xué)平衡的特征及其判據(jù)，重視學(xué)生親身體驗知識形成和發(fā)展的過程。為學(xué)生創(chuàng)設(shè)好學(xué)習(xí)、研究的環(huán)境：⑴把時間留給學(xué)生；⑵把想象的空間留給學(xué)生；⑶把認(rèn)知過程留給學(xué)生；⑷把交流與評價的權(quán)力留給學(xué)生。三 說學(xué)法

學(xué)生在教學(xué)過程中主要運(yùn)用分析、綜合，歸納、總結(jié)等抽象思維方法，從教師所提供的素材中，在與教師的交流、與同學(xué)的交流中運(yùn)用自己的思維能力，建立并理解化學(xué)平衡概念。

四 教學(xué)過程 【新課引進(jìn)】

我問：在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化率該詞出現(xiàn)的頻率很高，為什么會出現(xiàn)轉(zhuǎn)化率呢？ 學(xué)生可能回答：追求高利潤，損失…… 我引導(dǎo)：（那反應(yīng)物為什么不能達(dá)到100％轉(zhuǎn)化來追求更大利益呢？）不妨從化學(xué)的角度出發(fā)思考。這是由于并不是所有的反應(yīng)都能徹底進(jìn)行，反應(yīng)物無法完全被利用。

我說：以前我們將化學(xué)反應(yīng)按不同類型可分為置換、復(fù)分解、氧化還原等，現(xiàn)在我們從反應(yīng)是否能夠完全徹底反應(yīng)將化學(xué)反應(yīng)可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)將是我們今天新學(xué)的內(nèi)容?！景鍟?/p>

我說以飽和蔗糖溶液為例，研究人員通過實驗觀察發(fā)現(xiàn)固體溶質(zhì)的外形不斷發(fā)生變化，這說明已溶解的蔗糖分子又重新覆蓋到固體溶質(zhì)表面。而我們知道在定溫下飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量是一定的，2.3化學(xué)平衡

因此蔗糖分子溶解在水中的過程仍在進(jìn)行著。溶解和結(jié)晶過程同時進(jìn)行，這就是一個可逆過程。定義：在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),叫做可逆反應(yīng).注意：可逆反應(yīng)總是不能進(jìn)行到底，得到的總是反應(yīng)物與生成物的混合物 【講解】在表示可逆反應(yīng)過程時，我們規(guī)定采用“可逆符號”代替“＝”，把從左向右的反應(yīng)稱作正反應(yīng)，由右向左的反應(yīng)稱作逆反應(yīng)。比如工業(yè)上的合成氨反應(yīng)：N23H2高溫高壓2NH

3，請同學(xué)舉例，然后列舉更多例子

【過渡】那么同學(xué)們是否會想，反應(yīng)物辛辛苦苦轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，產(chǎn)物又被打回原形變成反應(yīng)物，豈不白費(fèi)功夫了？這兩種相抗?fàn)幍牧α渴菬o休止地斗爭還是取得和諧統(tǒng)一呢？下面我們來分析正逆反應(yīng)的速率變化。

【引圖理解】舉例一個反應(yīng)存在反應(yīng)物，并且開始時的反應(yīng)速率變化情況。我說：當(dāng)正逆速度相等時體系所處的狀態(tài)我們就說它此時達(dá)到平衡狀態(tài)。

【板書】 對于可逆反應(yīng)，在一定條件（溫度、壓強(qiáng)、濃度或體積一定）下，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。【解說】就當(dāng)蔗糖溶液的蔗糖溶解速率與結(jié)晶速率相等時，體系飽和，處于溶解平衡狀態(tài)。從定義中概括出“平衡前提、平衡條件、平衡標(biāo)志”（老大給的平衡狀態(tài)課件）【歸納特點(diǎn)】等：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率

定：反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變

動：一種動態(tài)平衡，正逆反應(yīng)同時進(jìn)行著）剛才的溶解速率等于結(jié)晶速率）變：外界條件改變，ν正≠ν逆，平衡狀態(tài)破壞，在新的條件下建立新平衡 同：（相同條件下，同一可逆反應(yīng)可由不同途徑（不同的起始量）達(dá)到同一個平衡狀態(tài)（等效平衡）。

【問題】平衡時各組分的物質(zhì)的量一定相同嗎？

這里的百分含量不變包括哪些方面？（摩爾分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)）【歸納與練習(xí)】判斷平衡建立（1）從速率判斷

（2）從反應(yīng)體系判斷（反應(yīng)混合氣體的總壓，總體積，總物質(zhì)的量不隨時間的變化而變化，各氣體的體積分?jǐn)?shù)，分壓，濃度不隨時間改變而改變）

【課堂小結(jié)】

平衡特征，判斷依據(jù)

【練習(xí)及其作業(yè)布置】 五 板書設(shè)計 第三節(jié) 化學(xué)平衡

一、可逆反應(yīng) 1.定義 注意事項

二、化學(xué)平衡 1.定義

2.特征

逆：屬于可逆反應(yīng)

等：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率

定：反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變

動：一種動態(tài)平衡，正逆反應(yīng)同時進(jìn)行著）剛才的溶解速率等于結(jié)晶速率）變：外界條件改變，ν正≠ν逆，平衡狀態(tài)破壞，在新的條件下建

2.平衡判據(jù)

①直接判據(jù)：從速率判斷

②間接判據(jù)：反應(yīng)混合氣體的總壓，總體積，總物質(zhì)的量不隨時間的變化而變化，各氣體的體積分?jǐn)?shù)，分壓，濃度不隨時間改變而改變

第二篇：選修4化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡教案

化學(xué)平衡的教學(xué)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)

使學(xué)生建立的觀點(diǎn)；理解的特征；理解濃度、壓強(qiáng)和溫度等條件對的影響；理解平衡移動的原理。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力，通過對變化規(guī)律本質(zhì)的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

教材分析

本節(jié)教材分為兩部分。第一部分為的建立，這是本章教學(xué)的重點(diǎn)。第二部分為常數(shù)，該部分沒有要求。

教材以合成氨工業(yè)為例，指出在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學(xué)反應(yīng)速率是不夠的，還需要考慮化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，即。建立觀點(diǎn)的關(guān)鍵，是幫助學(xué)生理解在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正、逆反應(yīng)速率會趨于相等。教材以蔗糖溶解為例指出在飽和溶液中，當(dāng)蔗糖溶解的速率與結(jié)晶速率相等時，處于溶解平衡狀態(tài)，并進(jìn)而以 的可逆反應(yīng)為例，說明在上述可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時，就處于狀態(tài)。這樣層層引導(dǎo)，通過圖畫等幫助學(xué)生聯(lián)想，借以

在一定程度上突破狀態(tài)建立的教學(xué)難點(diǎn)。

教材接著通過對19世紀(jì)后期，在英國曾出現(xiàn)的用建造高大高爐的方法來減少高爐氣中

含量的錯誤做法展開討論。通過對該史實的討論，使學(xué)生對的建立和特征有更深刻的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析實際問題的能力，并訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法。

教法建議

教學(xué)中應(yīng)注意精心設(shè)置知識臺階，充分利用教材的章圖、本節(jié)內(nèi)的圖畫等啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想，借以建立的觀點(diǎn)。

教學(xué)可采取以下步驟：

1．以合成氨工業(yè)為例，引入新課，明確研究的課題。（1）復(fù)習(xí)提問，工業(yè)上合成氨的化學(xué)方程式

（2）明確合成氨的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，并提問可逆反應(yīng)的定義，強(qiáng)調(diào)“二同”——即正反應(yīng)、逆反應(yīng)在同一條件下，同時進(jìn)行；強(qiáng)調(diào)可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，所以對任一可逆反應(yīng)來講，都有一個化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問題。

（3）由以上得出合成氨工業(yè)中要考慮的兩個問題，一是化學(xué)反應(yīng)速率問題，即如何在單位時間里提高合成氨的產(chǎn)量；一是如何使 和 盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)?，即可逆反?yīng)進(jìn)行的程度以及各種條件對反應(yīng)進(jìn)行程度的影響——研究的問題。

2．從具體的化學(xué)反應(yīng)入手，層層引導(dǎo)，建立的觀點(diǎn)。如蔗糖飽和溶液中，蔗糖溶解的速率與結(jié)晶的速率相等時，處于溶解平衡狀態(tài)。又如，說明一定溫度下，正、逆反應(yīng)速率相等時，可逆反應(yīng)就處于狀態(tài)，反應(yīng)無論進(jìn)行多長時間，反應(yīng)混合物中各氣體的濃度都不再發(fā)生變化。

通過向?qū)W生提出問題：達(dá)到狀態(tài)時有何特征？讓學(xué)生討論。最后得出：狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)（此時化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到最大限度）。并指出某一狀態(tài)是在一定條件下建立的。

3．為進(jìn)一步深刻理解的建立和特征，可以書中的史實為例引導(dǎo)學(xué)生討論分析。得出在一定條件下當(dāng)達(dá)到狀態(tài)時，增加高爐高度只是增加了CO和鐵礦石的接觸時間，并沒有改變建立時的條件，所以平衡狀態(tài)不變，即CO的濃度是相同的。關(guān)于CO濃度的變化是一個移動的問題，將在下一節(jié)教學(xué)中主要討論。從而使學(xué)生明白本節(jié)的討論題的涵義。

“影響的條件”教材分析

本節(jié)教材在本章中起承上啟下的作用。在影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件和等知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行本節(jié)的教學(xué)，系統(tǒng)性較好，有利于啟發(fā)學(xué)生思考，便于學(xué)生接受。

本節(jié)重點(diǎn)：濃度、壓強(qiáng)和溫度對的影響。難點(diǎn)：平衡移動原理的應(yīng)用。

因濃度、溫度等外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響等內(nèi)容，不僅在知識上為本節(jié)的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)，而且其探討問題的思路和方法，也可遷移用來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行本書的學(xué)習(xí)。所以本節(jié)教材在前言中就明確指出，當(dāng)濃度、溫度等外界條件改變時，就會發(fā)生移動。同時指出，研究的目的，并不是為了保持平衡狀態(tài)不變，而是為了利用外界條件的改變，使向有利的方向移動，如向提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的方向移動，由此說明學(xué)習(xí)本節(jié)的實際意義。

教材重視由實驗引入教學(xué)，通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，引導(dǎo)學(xué)生得出增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度都可以使向正反應(yīng)方向移動的結(jié)論。反之，則向逆反應(yīng)方向移動。并在溫度對影響后通過對實驗現(xiàn)象的分析，歸納出平衡移動原理。

壓強(qiáng)對的影響，教材中采用對合成氨反應(yīng)實驗數(shù)據(jù)的分析，引導(dǎo)學(xué)生得出壓強(qiáng)對移動的影響。

教材在充分肯定平衡移動原理的同時，也指出該原理的局限性，以教育學(xué)生在應(yīng)用原理

時，應(yīng)注意原理的適用范圍，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的熏陶和科學(xué)方法的訓(xùn)練。

“影響的條件”教學(xué)建議

本節(jié)教學(xué)可從演示實驗入手，采用邊演示實驗邊講解的方法，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生充分討論，由師生共同歸納出平衡移動原理。

新課的引入： ①復(fù)習(xí)上一節(jié)講過的“狀態(tài)”的概念，強(qiáng)調(diào)狀態(tài)是建立在一定條件基礎(chǔ)上的，當(dāng)濃度、壓強(qiáng)、溫度等反應(yīng)條件改變時，原平衡的反應(yīng)混合物里各組分的濃度也會隨著改變，從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。

②給出“的移動”概念，強(qiáng)調(diào)的移動是可逆反應(yīng)中舊平衡的破壞、新平衡的建立的過程，在這個過程中，反應(yīng)混合物中各組分的濃度一直在變化著。

③指出學(xué)習(xí)和研究的實際意義正是利用外界條件的改變，使舊的破壞并建立新的較理想的。

具體的教學(xué)建議如下： 1．重點(diǎn)講解濃度對的影響

（1）觀察上一節(jié)教材中的表3－l，對比第1和第4組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生思考：可從中得出什么結(jié)論？

（2）從演示實驗或?qū)W生實驗入手，通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。這里應(yīng)明確，溶液顏色的深淺變化，實質(zhì)是 濃度的增大與減小而造成的。

（3）引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響展開討論，說明濃度的改變?yōu)槭裁磿拱l(fā)生移動。討論時，應(yīng)研究一個具體的可逆反應(yīng)。討論后，應(yīng)明確濃度的改變使正、逆反應(yīng)速率不再相等，使發(fā)生移動；增加某一反應(yīng)物的濃度，會使反應(yīng)混合物中各組分的濃度進(jìn)行調(diào)整；新平衡建立時，生成物的濃度要較原平衡時增加，該反應(yīng)物的濃度較剛增加時減小，但較原平衡時增加。2．壓強(qiáng)和溫度對的影響：應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，并從中得出正確的結(jié)論。溫度對影響也是從實驗入手。要引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，歸納出壓強(qiáng)和溫度的改變對的影響。

3．勒夏特列原理的教學(xué)：在明確了濃度、壓強(qiáng)、溫度的改變對的影響以后，可采用歸納法，突破對勒夏特列原理表述中“減弱這種改變”含義理解上的困難：

其他幾個問題：

1．關(guān)于催化劑問題，應(yīng)明確：①由于催化劑能同等程度增加正、逆反應(yīng)速率，因此它對的移動沒有影響；②使用催化劑，能改變達(dá)到平衡所需要的時間。

2．關(guān)于移動原理的應(yīng)用范圍和局限性，應(yīng)明確：①平衡移動原理對所有的動態(tài)平衡都適用，為后面將要學(xué)習(xí)的電離平衡、水解平衡作鋪墊；②平衡移動原理能用來判斷平衡移動的方向，但不能用來判斷建立新平衡所需要的時間。教育學(xué)生在應(yīng)用原理時應(yīng)注意原理的適用范圍，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的熏陶和科學(xué)方法的訓(xùn)練。

3．對本節(jié)設(shè)置的討論題，可在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上，提問學(xué)生回答，這是對本節(jié)教學(xué)內(nèi)容較全面的復(fù)習(xí)和鞏固。

4．對于本節(jié)編入的資料，可結(jié)合勒夏特列原理的教學(xué)，讓學(xué)生當(dāng)堂閱讀，以了解勒夏特列的研究成果和對人類的貢獻(xiàn)；可回顧第二節(jié)“工程師的設(shè)想”的討論，明確：欲減少煉鐵高爐氣中CO的含量，這屬于的移動問題，而利用增加高爐高度以增加 CO和鐵礦石的接觸時間的做法并未改變可逆反應(yīng)的條件，因而是徒勞的。

教學(xué)設(shè)計示例

第一課時的概念與計算

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：掌握的概念極其特點(diǎn)；掌握的有關(guān)計算。能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納，語言表達(dá)與綜合計算能力。情感目標(biāo)：結(jié)合是相對的、有條件的、動態(tài)的等特點(diǎn)對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和思維習(xí)慣。

教學(xué)過程設(shè)計

【復(fù)習(xí)提問】什么是可逆反應(yīng)？在一定條件下2molSO2與1molO2反應(yīng)能否得到2molSO3？

【引入】得不到2molSO3，能得到多少摩SO3？也就是說反應(yīng)到底進(jìn)行到什么程度？這就是所研究的問題。

思考并作答：在相同條件下既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。SO2與O2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)不能進(jìn)行完全，因此得不到2molSO3。

提出反應(yīng)程度的問題，引入的概念。

結(jié)合所學(xué)過的速率、濃度知識有助于理解抽象的的概念的實質(zhì)?！痉治觥吭谝欢l件下，2molSO2與1molO2反應(yīng)體系中各組分速率與濃度的變化并畫圖。

回憶，思考并作答。【板書】

一、狀態(tài) 1．定義：見課本P38頁

【分析】引導(dǎo)學(xué)生從研究的范圍，達(dá)到平衡的原因與結(jié)果進(jìn)行分析、歸納。

研究對象：可逆反應(yīng)

平衡前提：溫度、壓強(qiáng)、濃度一定 原因：v正=v逆（同一種物質(zhì)）結(jié)果：各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變。準(zhǔn)確掌握的概念，弄清概念的內(nèi)涵和外延。【提問】有什么特點(diǎn)？

【引導(dǎo)】引導(dǎo)學(xué)生討論并和學(xué)生一起小結(jié)。討論并小結(jié)。平衡特點(diǎn)：

等（正逆反應(yīng)速率相等）定（濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定）動（動態(tài)平衡）變（條件改變，平衡發(fā)生變化）

培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力，并進(jìn)行辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。加深對平衡概念的理解。

討論題：在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是（）。（A）混合氣顏色不隨時間的變化

（B）數(shù)值上v（NO2生成）=2v（N2O4消耗）

（C）單位時間內(nèi)反應(yīng)物減少的分子數(shù)等于生成物增加的分子數(shù)（D）壓強(qiáng)不隨時間的變化而變化（E）混合氣的平均分子量不變

討論結(jié)果：因為該反應(yīng)如果達(dá)平衡，混合物體系中各組分的濃度與總物質(zhì)的量均保持不變，即顏色不變，壓強(qiáng)、平均分子量也不變。因此可作為達(dá)平衡的標(biāo)志（A）、（D）、（E）。

加深對平衡概念的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力?！具^渡】狀態(tài)代表了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行達(dá)到了最大程度，如何定量的表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度呢？

2．轉(zhuǎn)化率：在一定條件下，可逆反應(yīng)達(dá)狀態(tài)時，某一反應(yīng)物消耗量占該反應(yīng)物起始量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，叫該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

公式：a=△c／c始×100％

通過討論明確由于反應(yīng)可逆，達(dá)平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100％。通過掌握轉(zhuǎn)化率的概念，公式進(jìn)一步理解的意義。3．平衡的有關(guān)計算

（1）起始濃度，變化濃度，平衡濃度。

例1 445℃時，將0.1mol I2與0.02mol H2通入2L密閉容器中，達(dá)平衡后有0.03molHI生成。求：①各物質(zhì)的起始濃度與平衡濃度。

②平衡混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)。引導(dǎo)學(xué)生分析：

c始／mol／L 0.01 0.05 0 c變／mol／L x x 2x c平／mol／L 0.015 0+2x=0.015 mol／L x=0.0075mol／L平衡濃度：

c（I2）平=C（I2）始-△C（I2）=0.05 mol／L-0.0075 mol／L =0．0425mol／L c（H2）平=0.01-0.0075=0.0025mol／L c（HI）平=c（HI）始+△c（HI）＝0.015mol／L w（H2）=0.0025／（0.05+0.01）

通過具體計算弄清起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者之間的關(guān)系，掌握有關(guān)的計算。

【小結(jié)】①起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者的關(guān)系，只有變化濃度才與方程式前面的系數(shù)成比例。

②可逆反應(yīng)中任一組分的平衡濃度

第三篇：化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)原理 教師用書

《化學(xué)反應(yīng)原理》教師參考書

說明

本書是根據(jù)中華人民共和國教育部制訂的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》和《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)原理》的內(nèi)容和要求編寫的，供高中化學(xué)教師參考。

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，《化學(xué)反應(yīng)原理》課程要求學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡以及溶液中的離子平衡等內(nèi)容，并要求達(dá)到以下學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.認(rèn)識化學(xué)變化所遵循的基本原理，初步形成關(guān)于物質(zhì)變化的正確觀念；

2.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化所遵循的規(guī)律，知道化學(xué)反應(yīng)原理在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用；

3.贊賞運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理合成新物質(zhì)對科學(xué)技術(shù)和人類社會文明所起的重要作用，能對生產(chǎn)、生活和自然界中的有關(guān)化學(xué)變化現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋； 4.增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，樹立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。

《化學(xué)反應(yīng)原理》課程共36課時，各章的課時分配建議如下：

緒論 1課時

第一章 6課時

第二章 11課時

第三章 10課時

第四章 6課時

復(fù)習(xí)2課時

本書按章編排，每章分為―本章說明‖、―教學(xué)建議‖和―教學(xué)資源‖三部分。

―本章說明‖包括教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容分析和課時分配建議等。教學(xué)目標(biāo)反映知識與技能、過程與方法和情感態(tài)度與價值觀幾方面的教學(xué)目的要求。內(nèi)容分析主要說明本章教材的內(nèi)容及其在教學(xué)中的地位和功能、知識間的邏輯關(guān)系以及教材的特點(diǎn)。課時分配建議可供教師安排課時參考。

教學(xué)建議分節(jié)編排，包括本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、教學(xué)設(shè)計的思路、活動建議、問題交流和習(xí)題參考等部分?；顒咏ㄗh主要是對如何組織實驗、科學(xué)探究和調(diào)查研究等教學(xué)活動的建議。問題交流主要介紹―學(xué)與問‖、―思考與交流‖的設(shè)計意圖或?qū)谀炕顒拥慕M織提出建議，有些還給出了相應(yīng)的參考答案。習(xí)題參考包括提示、參考答案以及補(bǔ)充習(xí)題等。

教學(xué)資源主要編入一些本章教材的注釋或疑難問題的解答，及與本章內(nèi)容有關(guān)的原理拓展、科技信息、化學(xué)史、國內(nèi)外化學(xué)與化工生產(chǎn)中的某些新成就等。這些內(nèi)容意在幫助教師理解和掌握教材，一般不宜對學(xué)生講授，以免增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。

應(yīng)該指出的是，教參是供教師備課時參考的，而采用什么教學(xué)方法，應(yīng)該由教師根據(jù)具體情況決定。

本書編寫者：何少華、裴群、金仲嗚、冷燕平、黃明建（按編寫順序）本書審定者：李文鼎、王晶

責(zé)任編輯：冷燕平

責(zé)任繪圖：李宏慶

人民教育出版社 課程教材研究所 化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心 2006年4月

目錄

緒言

說明

教學(xué)建議

教學(xué)資源

第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量

本章說明

教學(xué)建議

第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

第二節(jié) 燃燒熱能源

第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算

教學(xué)資源

第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

本章說明

教學(xué)建議

第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率

第二節(jié) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

第三節(jié) 化學(xué)平衡

第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

教學(xué)資源

第三章 水溶液中的離子平衡

本章說明

教學(xué)建議

第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離

第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性

第三節(jié) 鹽類的水解

第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡

教學(xué)資源 第四章電化學(xué)基礎(chǔ)

本章說明

教學(xué)建議

第一節(jié) 原電池

第二節(jié) 化學(xué)電源

第三節(jié) 電解池

第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

緒言說明

一、教學(xué)目標(biāo)

1.認(rèn)識物質(zhì)的各種化學(xué)性質(zhì)是有規(guī)律可循的，而這些規(guī)律是化學(xué)的精髓，需要下功夫?qū)W習(xí)掌握。

2.了解本書的基本內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法，認(rèn)識學(xué)習(xí)概念模型是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)。3.初步了解―有效碰撞‖、―活化分子與活化能‖的概念模型，認(rèn)識催化劑對于化學(xué)科學(xué)研究和化工生產(chǎn)的巨大作用，為其后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

二、內(nèi)容分析 1.地位和功能

緒言作為全書的開篇，目的在于讓學(xué)生從一開頭就對本書的基本內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法有一個初步的了解，并簡要地介紹有效碰撞理論、活化分子與活化能的概念模型，以及催化劑對于化學(xué)科學(xué)和化工生產(chǎn)的巨大作用，以起到提綱挈領(lǐng)、引起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理興趣的作用。

在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道了化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生是由于反應(yīng)物分子之間發(fā)生激烈碰撞，破壞化學(xué)鍵，使得各原子間的組合發(fā)生變化形成新的化學(xué)鍵，產(chǎn)生了新的分子，同時也了解了化學(xué)鍵的斷裂和形成與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系。本模塊是以學(xué)生此前的化學(xué)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以學(xué)生對許多具體化學(xué)反應(yīng)的知識積累為前提，為適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理發(fā)展需求而設(shè)立的選修課程，旨在幫助學(xué)生進(jìn)一步從理論上認(rèn)識一些化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)知識和研究問題的方法。教科書中介紹的簡化后的有效碰撞模型和活化分子、活化能模型及催化劑的重要作用，將為學(xué)生后面的學(xué)習(xí)打下重要基礎(chǔ)。2.內(nèi)容結(jié)構(gòu)

緒言在內(nèi)容上主要可分為兩個部分：一是第一、第二自然段，簡要地介紹本模塊的基本教學(xué)內(nèi)容。教科書以大量事例說明，化學(xué)反應(yīng)種類繁多，條件極其復(fù)雜，但都有規(guī)律可循。而這些規(guī)律恰好是化學(xué)的精髓，是吸引人們學(xué)習(xí)、鉆研化學(xué)科學(xué)的魅力所在。二是第三、第四自然段，凸顯研究問題的過程與方法，側(cè)重介紹了簡化后的有效碰撞模型的構(gòu)建思路，及活化分子、活化能等概念。培養(yǎng)學(xué)生自覺地用辯證的觀點(diǎn)看待各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，認(rèn)識事物 3 的存在具有多樣性，物質(zhì)的穩(wěn)定具有相對性，而化學(xué)變化的復(fù)雜性和規(guī)律性相輔相成。與此同時，還指出了學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的方法：（1）完成書中規(guī)定的實驗、活動。

（2）觀察周圍（包括大自然）發(fā)生的化學(xué)現(xiàn)象，思考或進(jìn)行模擬實驗。（3）認(rèn)真學(xué)習(xí)概念模型，它是學(xué)習(xí)、研究化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)。

值得注意的是，緒言在論證了有效碰撞模型的合理性之后，坦陳現(xiàn)有理論的缺憾：―到目前為止，人們還沒有完全掌握計算或推測化學(xué)反應(yīng)活化能的理論方法‖。這種客觀的科學(xué)態(tài)度不僅有利于學(xué)生對相關(guān)理論有一個客觀的認(rèn)識，更對培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度與價值觀會起到潛移默化的作用。同時也會激發(fā)學(xué)生將來進(jìn)行更深入探究的意識。緒言的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下圖所示：

3.內(nèi)容特點(diǎn)

緒言中概括地介紹了課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法與思路，同時還簡介了―有效碰撞理論‖和―活化分子與活化能‖兩個概念模型，對全書起著提綱挈領(lǐng)、畫龍點(diǎn)睛的作用。

三、課時分配建議

建議用1課時。教學(xué)建議

一、教學(xué)設(shè)計

由于本課的理論性較強(qiáng)，概念較為抽象，學(xué)生接受相關(guān)知識有較大難度，所以緒言教學(xué)采取以教師講授與學(xué)生探究活動相結(jié)合的方法為宜。教學(xué)中對概念模型的表述應(yīng)盡量簡化，對概念模型的認(rèn)識還需要在后面的學(xué)習(xí)中逐漸深入，這里更多地是強(qiáng)調(diào)研究問題的方法和意識。通過緒言的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生在內(nèi)容上對化學(xué)反應(yīng)原理研究的范圍有所了解，在方法上對科學(xué)的研究方法——概念模型法有所領(lǐng)悟。

教學(xué)重點(diǎn)：了解化學(xué)反應(yīng)原理的基本學(xué)習(xí)方法——概念模型法。

教學(xué)難點(diǎn)：―有效碰撞‖和―活化分子與活化能‖的概念模型。

教學(xué)建議：

根據(jù)緒言內(nèi)容特點(diǎn)，本課可設(shè)計成下述教學(xué)模式：課前自學(xué)→查閱資料→課上交流討論→師生共同研究。教師在課前布置學(xué)生自學(xué)，然后將學(xué)生分成若干個小組，要求他們通過查閱資料、小組整理資料、先行討論形成共識，再通過課堂上的匯報、講解、交流和評價，完成對本課內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

新課引入首先教師指出，化學(xué)研究的核心問題是化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)中最有創(chuàng)造性的工作是設(shè)計和創(chuàng)造新的分子?；瘜W(xué)家們通常是利用已發(fā)現(xiàn)的原理來進(jìn)行設(shè)計并實現(xiàn)這個過程，如果對化學(xué)原理的理解不夠清楚則無法做到。化學(xué)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的？為什么有的反應(yīng)快、有的反應(yīng)慢？它遵循怎樣的規(guī)律？如何控制化學(xué)反應(yīng)為人所用？這是我們學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的宗旨?；瘜W(xué)反應(yīng)原理所包含的內(nèi)容及學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的方法正是本書要探討的問題。

教學(xué)中的主要過程可以結(jié)合學(xué)生匯報交流自學(xué)與討論的成果，圍繞下列問題展開： 1.化學(xué)反應(yīng)原理研究的內(nèi)容可列舉學(xué)生熟悉的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分析。

情景1：

說明：同樣都與H2反應(yīng)，由于O2、CuO、N2的性質(zhì)不同，反應(yīng)的難易程度不同。物質(zhì)之間能否發(fā)生反應(yīng)，是由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，對于能夠發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，影響化學(xué)反應(yīng)速率的根本原因也是反應(yīng)物本身的性質(zhì)，我們稱之為―內(nèi)因‖。

情景2：將H2+O2混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定存在數(shù)百年，但點(diǎn)燃后卻會發(fā)生劇烈的爆炸反應(yīng)，而且只要配比相當(dāng)，可以完全轉(zhuǎn)化成生成物。

說明：外界條件可以促使其反應(yīng)發(fā)生。而且在一定的條件下，反應(yīng)進(jìn)行得比較―徹底‖。物質(zhì)之間反應(yīng)的―內(nèi)因‖已經(jīng)具備，―外因‖則是變化的條件。不同的外界條件都能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率。

情景3：H2+N2即使在高溫、高壓、有催化劑的條件下反應(yīng)，也不能完全轉(zhuǎn)化成生成物。說明：該反應(yīng)是有一定限度的。

總結(jié)：化學(xué)反應(yīng)速率、方向及限度正是―化學(xué)反應(yīng)原理‖要研究的問題。此時有必要指出：在不同物質(zhì)體系、不同的環(huán)境中，化學(xué)反應(yīng)所遵循的規(guī)律是不同的，如在第三單元將介紹水溶液中的離子反應(yīng)；在第一單元和第四單元將分別介紹化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)與能量之間的定量關(guān)系以及電化學(xué)的最基礎(chǔ)知識等等，這些都是―化學(xué)反應(yīng)原理‖研究的范圍。這些基本原理與我們身邊經(jīng)常發(fā)生的化學(xué)現(xiàn)象密切相關(guān)，只要我們注意觀察、研究，大自然將成為無所不在的大課堂。

2.研究化學(xué)反應(yīng)原理的思路與方法——概念模型法。

教科書介紹了合理簡化的概念模型以及如何運(yùn)用概念模型學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理。對該段內(nèi)容的處理可分三步進(jìn)行：

（1）建立簡化的有效碰撞模型的設(shè)想：為了突出化學(xué)反應(yīng)最重要的內(nèi)涵，忽略其他因素的干擾作用，選擇氣相反應(yīng)體系作為研究有效碰撞的基礎(chǔ)模型。其優(yōu)點(diǎn)是：氣體分子運(yùn)動空間遠(yuǎn)大于自身體積所占有的空間，環(huán)境影響因素相對較少。該概念模型最重要的內(nèi)涵也更加突出，更容易掌握。如在水溶液中的反應(yīng)，水是較大量的，研究水溶液中的化學(xué)反應(yīng)就不能忽略水分子的作用。

（2）模型的基本構(gòu)架

模型的建構(gòu)：在一潔凈的容器中，使氫氣與氧氣按體積比2∶1的比例混合，氣體分子因自由運(yùn)動而不斷發(fā)生碰撞（互相接觸）——這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件。

假設(shè)與事實：研究結(jié)果表明，從分子的熱運(yùn)動來看，分子發(fā)生碰撞的機(jī)會很多。如在常溫常壓下每個氫分子、氧分子自身或它們之間的碰撞幾率為2.355×1010次/秒。假如每次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則化學(xué)變化瞬間即可完成，但事實并非如此。

立論：并不是每次分子間的碰撞都會引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，只有其中部分的氣體分子碰撞是有效的，即有效碰撞——這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分條件。

（3）活化分子和活化能

對該模型的進(jìn)一步認(rèn)識可結(jié)合教科書上的圖示（圖1）。具有足夠能量（活化能）的分子——活化分子的碰撞是有效碰撞的必要條件，但不充分。只有當(dāng)活化分子采取適合的取向進(jìn)行碰撞時才能反應(yīng)。

活化分子——具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子。

活化能——活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量部分

教科書以活化能為0的反應(yīng)從另一個側(cè)面說明有效碰撞模型的合理性。進(jìn)一步說明了活化能的大小與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系。

結(jié)論：某一化學(xué)反應(yīng)的速率大小與單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)有關(guān)；而有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內(nèi)反應(yīng)物中活化分子的多少有關(guān)；活化分子的多少又與該反應(yīng)的活化能的大小有關(guān)。活化能的大小是由反應(yīng)物分子的性質(zhì)決定的，而反應(yīng)物分子的性質(zhì)又與分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，可以說，反應(yīng)物分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因。那么，對于一個特定反應(yīng)，人類如何使用和控制，還需要研究外部條件對它的影響。這將在后面的學(xué)習(xí)中繼續(xù)討論。

最后教科書特別指出：化學(xué)反應(yīng)的活化能可以用實驗方法測定，當(dāng)實驗條件不同時，會得出不同的結(jié)果，催化劑的應(yīng)用就是實例之一。人們尚未掌握化學(xué)反應(yīng)活化能的有效的理論推算方法，這種留有缺憾的教學(xué)觀點(diǎn)值得關(guān)注，既有利于學(xué)生客觀地認(rèn)識科學(xué)規(guī)律，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

關(guān)于催化劑，在化學(xué)2中已有介紹，這里著重說明催化劑的作用、意義，在第二章中進(jìn)一步從由于催化劑的參與改變了活化能，從而改變了反應(yīng)速率來認(rèn)識催化劑的作用。3.模型研究的意義

應(yīng)該說學(xué)生根據(jù)自身的生活經(jīng)驗，對于簡化后的有效碰撞模型接受起來并不難，由于缺乏相關(guān)的知識，要達(dá)到真正領(lǐng)會該模型的要點(diǎn)是不現(xiàn)實的。這也是教科書采取最簡化處理方法的原因。為了便于學(xué)生理解模型研究的方法和意義，教師還可以利用學(xué)生已有的可燃物燃燒條件的知識，建立下列模型：

可燃物必須有氧氣參與并達(dá)到著火點(diǎn)才能燃燒，產(chǎn)生新物質(zhì)的同時有能量的釋放；不同的可燃物，其著火點(diǎn)不同；同樣道理，反應(yīng)物分子獲得足夠的能量（活化能）并具有合理的取向才能發(fā)生有效碰撞，產(chǎn)生新物質(zhì)并伴隨有能量的變化。

總結(jié)時教師強(qiáng)調(diào)：同其他科學(xué)研究一樣，當(dāng)我們研究某個問題的時候，需要提取本質(zhì)的內(nèi)容而控制其他干擾因素來進(jìn)行。概念模型是一種比較抽象的模型，需要有意識地忽略事物的某些特征，抽象出關(guān)鍵的因素，使各因素之間的關(guān)系更清晰，更利于研究對象的把握，以減 7 少可能引起的偏差。概念模型法是科學(xué)認(rèn)識史上重要的方法之一，學(xué)生們通過本課的學(xué)習(xí)應(yīng)獲得一定的認(rèn)識。

二、活動建議

建議課前以小組為單位活動，對下列內(nèi)容進(jìn)行查閱和討論。

活動設(shè)計1：認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)原理

可供討論的問題和教學(xué)設(shè)計意圖如下：

活動設(shè)計2：簡化后的有效碰撞模型、活化分子和活化能

要求學(xué)生簡要回答下列問題：

活動設(shè)計3：化學(xué)反應(yīng)原理的重要領(lǐng)域——關(guān)于催化劑的研究

要求學(xué)生填寫下表：

教學(xué)資源

1.化學(xué)反應(yīng)的活化能

實驗證明，只有發(fā)生碰撞的分子的能量等于或超過一定的能量Ec(可稱為臨界能)時，才可能發(fā)生有效碰撞。具有能量大于或等于Ec的分子稱為活化分子。

在一定溫度下，將具有一定能量的分子百分?jǐn)?shù)對分子能量作圖，如圖1所示。從圖中可以看出，理論上來說，反應(yīng)物分子的能量可以從0到∞，但是具有很低能量和很高能量的分子都很少，具有平均能量E的分子相當(dāng)多。這種具有不同能量的分子百分?jǐn)?shù)和能量的對應(yīng)關(guān)系圖，叫做一定溫度下分子能量分布曲線圖。

圖1 等溫下的分子能量分布曲線

圖1中，E表示分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，能量等于或高于Ec的分子可能產(chǎn)生有效碰撞?；罨肿泳哂械淖畹湍芰縀c與分子的平均能量E之差叫活化能。

不同的反應(yīng)具有不同的活化能。反應(yīng)的活化能越低，則在指定溫度下活化分子數(shù)越多，反應(yīng)就越快。

圖2 不同溫度下分子能量分布曲線

不同溫度下分子能量分布是不同的。圖2是不同溫度下分子的能量分布示意圖。當(dāng)溫度升高時，氣體分子的運(yùn)動速度增大，不僅使氣體分子在單位時間內(nèi)碰撞的次數(shù)增加，更重要的是由于氣體分子能量增加，使活化分子百分?jǐn)?shù)增大。圖2中曲線t1表示在t1 溫度下的分子能量分布，曲線t2表示在t2溫度下的分子能量分布(t2>t1)。溫度為t1時活化分子的多少可由面積A1反映出來；溫度為t2時，活化分子的多少可由面積A1+A2反映出來。從圖中可以看到，升高溫度，可以使活化分子百分?jǐn)?shù)增大，從而使反應(yīng)速率增大。一個化學(xué)反應(yīng)體系的活化能Ea，通常是通過溫度對反應(yīng)速率常數(shù)的影響來測定的，其關(guān)系式為阿累尼烏斯方程，即：

2.為什么活化分子的碰撞不一定都發(fā)生有效碰撞

反應(yīng)物分子之間發(fā)生有效碰撞，必須同時滿足兩個條件，一是反應(yīng)物分子的能量必須達(dá)到某一臨界數(shù)值，二是反應(yīng)物分子必須按一定的方向互相碰撞。前者是能量因素，后者是空間因素?，F(xiàn)以反應(yīng)NO2+CO＝NO+CO2為例來說明。

當(dāng)NO2和CO分子彼此靠近時，它們分子中的價電子云就互相影響，結(jié)果，分子的鍵長和分子的形狀都發(fā)生變化。NO2與CO分子在發(fā)生有效碰撞時，必須同時滿足空間因素和能量因素兩個條件。

(1)空間因素：NO2與CO分子只有在一定方向上碰撞，即N-O鍵和C-O鍵要在一條直線上發(fā)生碰撞，才能發(fā)生反應(yīng)，如圖3所示。

圖3 NO2和CO的反應(yīng)過程

很顯然，當(dāng)N-O與C-O在一條直線時，兩個分子之間電子云相互影響最大，才有利于形成中間產(chǎn)物——活化絡(luò)合物。

(2)能量因素：NO2與CO分子發(fā)生有效碰撞，必須克服它們價電子云之間的排斥作用。只有那些能量大的分子，當(dāng)其平均能量具有或超過活化分子所具有的能量時，才能克服這種電子云間的排斥作用，形成一個處于活化狀態(tài)的中間產(chǎn)物——活化絡(luò)合物。此時原有的N-O鍵部分?jǐn)嗔?，新的C…O鍵部分地形成。這種活化絡(luò)合物既可以分解而成反應(yīng)物NO2和CO，又可以形成生成物NO和CO2。圖4反映了上述反應(yīng)過程中能量的變化情況。

圖4 NO2和CO反應(yīng)過程中能量的變化

圖4中，A點(diǎn)表示NO2+CO系統(tǒng)的平均能量，在此條件下，NO2與CO分子發(fā)生碰撞時并不發(fā)生反應(yīng)。只有當(dāng)NO2和CO分子的平均能量達(dá)到B處(或高于B處)時，碰撞才能形成活化絡(luò)合物ONO…CO，而后發(fā)生反應(yīng)。C是反應(yīng)產(chǎn)物NO+CO2系統(tǒng)的平均能量。從圖4還可以看到，E1是正反應(yīng)的活化能，E2是逆反應(yīng)的活化能。E2和E1之差是化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。

從以上分析可知，活化分子雖然具有反應(yīng)所必需的能量，但如果兩活化分子不在特定的相對位置發(fā)生碰撞，仍不能發(fā)生反應(yīng)。

第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量

本章說明

一、1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式。

2.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在著物質(zhì)和能量的變化，而且能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，能量的多少取決于反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量。3.了解反應(yīng)熱和焓變的涵義。

4.認(rèn)識熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式。

5.理解蓋斯定律的意義，能用蓋斯定律和熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。6.理解燃燒熱的概念，認(rèn)識能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實際意義。

二、內(nèi)容分析 1.地位和功能

本章包括―化學(xué)反應(yīng)與能量的變化‖―燃燒熱能源‖和―化學(xué)反應(yīng)熱的計算‖三節(jié)，屬于熱化學(xué)基礎(chǔ)知識。熱化學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象的科學(xué)，曾為建立熱力學(xué)第一定律（能量守恒和轉(zhuǎn)教學(xué)目標(biāo)

換定律）提供了實驗依據(jù)，反過來，它又是熱力學(xué)第一定律在化學(xué)反應(yīng)中的具體應(yīng)用。它主要解決各種熱效應(yīng)的測量和計算問題。

在必修化學(xué)2中，學(xué)生初步學(xué)習(xí)了化學(xué)能與熱能的知識，對于化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化有了一定的認(rèn)識，本章是在此基礎(chǔ)上的擴(kuò)展與提高。

能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，本章通過化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究幫助學(xué)生認(rèn)識熱化學(xué)原理在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用，知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實際意義。2.內(nèi)容結(jié)構(gòu)

（1）反應(yīng)熱和焓變概念是本章學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，必須讓學(xué)生對它們有一個初步的認(rèn)識，為以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。由于課程標(biāo)準(zhǔn)對它們的要求不高，因此教科書做了簡化處理。

（2）熱化學(xué)方程式是反應(yīng)熱計算的基礎(chǔ)，要求學(xué)生較好地掌握。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教科書采用啟發(fā)式的編寫方法，讓學(xué)生自己分析探討熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則，得出結(jié)論后再與章末的―歸納與整理‖對照更正，作為自己學(xué)習(xí)與歸納能力的一次測試。

（3）化學(xué)反應(yīng)熱有多種，其中燃燒熱與燃料的品質(zhì)有關(guān)，因而也就與能源有關(guān)，所以教科書將燃燒熱與能源放在一節(jié)來討論。這一節(jié)提供的燃燒熱數(shù)據(jù)，是計算反應(yīng)熱的重要依據(jù)。教科書中編寫的關(guān)于能源的―資料‖和―科學(xué)視野‖，對于學(xué)生了解我國能源發(fā)展?fàn)顩r以及如何節(jié)約能源和開發(fā)新能源均會有一定的幫助。

（4）化學(xué)反應(yīng)熱的計算是本章的重點(diǎn)，因為熱化學(xué)研究的主要內(nèi)容之一就是反應(yīng)熱效應(yīng)的計算。反應(yīng)熱的計算對于燃料燃燒和反應(yīng)條件的控制、熱工和化工設(shè)備的設(shè)計都具有重要意義。

在第三節(jié)中，蓋斯定律是個難點(diǎn)，為了便于學(xué)生理解，教科書以測山高為例，并用能量守恒定律來論證。學(xué)生在掌握了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的基礎(chǔ)上，利用燃燒熱的數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行簡單的熱化學(xué)計算。

本章的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下圖所示：

3.內(nèi)容特點(diǎn)

通過初中和高中必修化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，對于化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，學(xué)生并不陌生，但系統(tǒng)地研究反應(yīng)熱問題，這還是第一次。像焓變、燃燒熱、熱化學(xué)方程式、蓋斯定律等熱化學(xué)理論概念，學(xué)生學(xué)習(xí)起來會覺得抽象、艱深。為了適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知水平，能讓學(xué)生初步理解這些理論概念，編者在不影響科學(xué)性的前提下，行文注意把握分寸，力求簡明、通俗，回避對熱化學(xué)理論深入的討論和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。

三、課時分配建議

第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 2課時 第二節(jié) 燃燒熱能源 1課時 第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算 2課時 復(fù)習(xí)機(jī)動 1課時 小計 6課時

第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

一、教學(xué)設(shè)計

通過化學(xué)2的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)的同時，伴隨著能量變化；知道反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，并通過探究實驗體驗了化學(xué)能與熱能相互之間的轉(zhuǎn)化；同時還定性了解了吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，了解了這些能量變化通常表現(xiàn)為熱量變化，而目前人類所需能量的絕大部分是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的；了解了能源與人類社會發(fā)展的密切關(guān)系，并對研究化學(xué)反應(yīng)及其能量變化的意義有了一定的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上，本章將繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生加深對化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的認(rèn)識，并通過定量地探討―質(zhì)‖―能‖關(guān)系，來進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。

教科書密切聯(lián)系學(xué)生原有的知識，首先引出反應(yīng)熱的概念、符號和一般采用的單位等，并以1 mol H2和1 mol Cl2反應(yīng)生成2 mol HCl為例，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)從微觀的角度定量地討論該反應(yīng)中能量的變化，然后介紹熱化學(xué)反應(yīng)方程式。這部分內(nèi)容的呈現(xiàn)方式注意運(yùn)用簡明的圖示說明抽象的內(nèi)容，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和知識形成過程，在教學(xué)中應(yīng)予充分利用。

本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，熱化學(xué)方程式的書寫。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：焓變，ΔH的―+‖與―-‖，熱化學(xué)方程式的書寫。教學(xué)建議如下：

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)可按兩個環(huán)節(jié)來進(jìn)行教學(xué)。

（一）關(guān)于焓變和反應(yīng)熱

在教學(xué)中應(yīng)注意并明確以下幾點(diǎn)：

1.教學(xué)方法上要充分調(diào)動學(xué)生利用已有的知識來學(xué)習(xí)新的內(nèi)容，可采用講授與討論相結(jié)合的方法進(jìn)行，注意啟發(fā)和問題驅(qū)動。

2.教學(xué)過程中可圍繞下列內(nèi)容來落實：

（1）反應(yīng)熱在特定條件下等于焓變，用ΔH表示，單位為kJ/mol；（2）反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因；

（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律，一特定反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值應(yīng)為生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量與反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量之差；

13（4）由于反應(yīng)后放出的熱量使反應(yīng)體系的能量降低（使環(huán)境的能量升高），故放熱反應(yīng)的ΔH為―-‖，ΔH<0；而吸熱反應(yīng)使反應(yīng)體系的能量升高（使環(huán)境的能量降低），ΔH為―+‖，ΔH>0。

還需要說明的是：我們研究的對象是在恒定壓強(qiáng)的條件下發(fā)生的反應(yīng)，有的反應(yīng)產(chǎn)生的能量變化可以直接測量，有的尚不能直接測量。

3.由于內(nèi)容抽象不好理解，在教學(xué)手段上，要充分利用好教科書中的兩個圖示，另外也可以采用電化教學(xué)手段，利用多媒體軟件進(jìn)行形象化教學(xué)，以利于學(xué)生理解ΔH的涵義及與放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的關(guān)系。

本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵是反應(yīng)熱的推求，教學(xué)設(shè)計可按下列流程進(jìn)行：

對相關(guān)舊知識的簡單回顧（相關(guān)基礎(chǔ)）→提出問題（創(chuàng)設(shè)問題情景）→數(shù)據(jù)分析→討論交流→形成認(rèn)識→鞏固理解

說明：

相關(guān)基礎(chǔ)：化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)的同時伴隨著能量的變化——回憶吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，并舉出實例。

問題情景：化學(xué)鍵的斷裂與形成和化學(xué)反應(yīng)中能量的關(guān)系——從化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)來認(rèn)識?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中為什么會有能量變化（以1 mol H2和1 mol Cl2反應(yīng)生成2 mol HCl的反應(yīng)為例）？從微觀的角度去分析，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)。

數(shù)據(jù)分析：出示H-H、Cl-Cl、H-Cl的鍵能數(shù)據(jù)及實驗測定的該反應(yīng)熱數(shù)據(jù)，通過在反應(yīng)的過程中，原子進(jìn)行重新組合，舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，從理論上推算出該反應(yīng)熱的值，并與實驗值（184.6 kJ/mol）進(jìn)行比較，說明二者很接近。

最后落實在其宏觀表現(xiàn)上。利用教科書中的圖1-2鞏固理解。

需要指出的是：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的多少首先取決于化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，對一個特定反應(yīng)，其能量大小也與物質(zhì)質(zhì)量有密切的關(guān)系（其認(rèn)識對于后面正確書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式以及進(jìn)行相關(guān)計算十分重要）。

（二）關(guān)于熱化學(xué)方程式

教科書針對科學(xué)文獻(xiàn)上熱化學(xué)方程式的表示方法提出問題：它與我們熟知的化學(xué)方程式有什么不同？進(jìn)而采用對比的方法啟發(fā)學(xué)生的思維。通過實例教學(xué)，學(xué)生能夠比較容易地理解化學(xué)方程式的局限性、介紹熱化學(xué)方程式的必要性以及熱化學(xué)方程式的定義。正確書寫熱化學(xué)方程式是教學(xué)的難點(diǎn)，一方面要指導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)方程式和熱化學(xué)方程式進(jìn)行對比總結(jié)，找出它們的區(qū)別與聯(lián)系，使學(xué)生理解為什么書寫熱化學(xué)方程式時必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)等，使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上正確書寫熱化學(xué)方程式。另一方面，要加強(qiáng)練習(xí)，及時鞏固，形成良好的書寫習(xí)慣。

建議本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)采用自學(xué)的方法完成。具體辦法如下：

教師提出課題→學(xué)生自學(xué)教材→用對比的方法找出與化學(xué)方程式的異同點(diǎn)→歸納整理→交流（可列表匯報）。

提出課題：如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量變化？ 教師還可提出一些問題以強(qiáng)化正確規(guī)范的書寫。如： 1.書寫熱化學(xué)方程式是否要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)？（溫度壓強(qiáng)不同時，其ΔH也不同，如不注明，則一般是指101 kPa和25 ℃）

2.對于相同的物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時，其ΔH是否相同？

3.熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)是否表示分子個數(shù)？當(dāng)化學(xué)計量數(shù)不同時，其ΔH是否相同？

4.放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)與ΔH的―+‖與―-‖的表示是如何對應(yīng)的？

二、活動建議

化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是能量的主要來源之一。實際上反應(yīng)熱不僅與我們的生活密切相關(guān)，研究反應(yīng)熱對化工生產(chǎn)也有重要意義。為使學(xué)生加深對學(xué)習(xí)反應(yīng)熱重要性的了解，體會知識在實際中的應(yīng)用，建議學(xué)生查閱資料，進(jìn)行交流，如出一期墻報等?！緦嵺`活動】

1.作為量熱器的儀器裝置，其保溫隔熱的效果一定要好?？梢杂帽乇瓉碜?，也可用塊狀聚苯乙烯泡沫塑料制成與小燒杯外徑相近的絕熱外套來做，以保證實驗時的保溫隔熱效果。如果按教材中的方法做，一定要使小燒杯杯口與大燒杯杯口相平，這樣可以減少熱量損失。

2.鹽酸和NaOH溶液濃度的配制須準(zhǔn)確，且NaOH溶液的濃度須稍大于鹽酸的濃度。為使測得的中和熱更準(zhǔn)確，所用鹽酸和NaOH溶液的濃度宜小不宜大，如果濃度偏大，則溶液中陰、陽離子間的相互牽制作用就大，表觀電離度就會減小，這樣酸堿中和時產(chǎn)生的熱量勢必要用去一部分來補(bǔ)償未電離分子的離解熱，造成較大誤差（偏低）。

3.宜用有0.1分刻度的溫度計，且測量時應(yīng)盡可能讀準(zhǔn)，并估讀到小數(shù)點(diǎn)后第二位。溫度計的水銀球部分要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高所測溫度的精度。

4.實驗操作時動作要快，以盡量減少熱量的散失。

三、問題交流

【思考與交流】

建議組織學(xué)生認(rèn)真思考，做出答案，進(jìn)行小組交流，然后與本章―歸納與思考‖進(jìn)行對比，加以補(bǔ)正。

四、習(xí)題參考

（一）參考答案

1.化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，叫做反應(yīng)熱，在恒壓條件下，它等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓變，符號是ΔH，單位是kJ/mol。例如1 mol H2(g)燃燒，生成1 mol H2O(g)，其反應(yīng)熱ΔH=-241.8 kJ/mol。

2.化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂，形成新的化學(xué)鍵，重新組合成生成物的分子。舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量。當(dāng)反應(yīng)完成時，若生成物釋放的能量比反應(yīng)物吸收的能量大，則此反應(yīng)為放熱反應(yīng)；若生成物釋放的能量比反應(yīng)物吸收的能量小，反應(yīng)物需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

（二）補(bǔ)充習(xí)題

1．下列說法不正確的是（）。A．放熱反應(yīng)不需加熱即可發(fā)生

B．化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化除了熱能外，也可以是光能、電能等 C．需要加熱才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng) D．化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值與參加反應(yīng)的物質(zhì)多少有關(guān)

2．將鐵粉和硫粉混合后加熱，待反應(yīng)一發(fā)生即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行，直至反應(yīng)完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。該現(xiàn)象說明了（）。A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)

C．鐵粉和硫粉在常溫下難以發(fā)生反應(yīng)

D．生成物硫化亞鐵的總能量高于反應(yīng)物鐵粉和硫粉的總能量

3．沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445 kJ熱量，則下列熱化學(xué)方程式中正確的是（）。

4.下列關(guān)系式中正確的是

A．a(chǎn)＜c ＜0 B．b＞d＞0 C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0 參考答案

1． A；2．B、C；3．C；4． C。

第二節(jié) 燃燒熱能源

一、教學(xué)設(shè)計

本節(jié)分為兩部分，第一部分簡單介紹了燃燒熱，其中突出了對燃燒熱定義的介紹，并引導(dǎo)學(xué)生從諸多因素出發(fā)討論選擇燃料的標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合考慮問題的能力；第二部分，結(jié)合燃燒熱的利用介紹了能源的開發(fā)與利用，特別是化石燃料的利弊以及能源與人類生存和發(fā)展的關(guān)系。

在第一部分內(nèi)容中，教科書對燃燒熱的定義做了介紹，并通過實例對其定義進(jìn)行了說明，進(jìn)而說明由于燃燒熱的定義規(guī)定，燃燒熱是以燃燒1 mol純物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測量的（故而表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式里的化學(xué)計量數(shù)常需用分?jǐn)?shù)表示），同時還特別指出：―物質(zhì)完全燃燒而生成的穩(wěn)定化合物就意味著不能再燃燒了‖。

在第二部分內(nèi)容中，教科書從人類對能源的需求以及如何合理利用并開發(fā)新能源的角度，通過資料展示介紹了能源在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的重要地位和作用，同時結(jié)合新能源的開發(fā)，通過科學(xué)視野簡單介紹了最有希望的太陽能、風(fēng)能和氫能等能源，以開闊學(xué)生的眼界，加強(qiáng)化學(xué)與社會的聯(lián)系。特別指出：我們所使用的主要能源是化石燃料，而化石燃料是經(jīng)過億萬年才形成的蘊(yùn)藏量有限的非再生能源，社會的發(fā)展使得人類對能源的需求量越來越大，這是對人類的嚴(yán)峻考驗，同時也為我們提出了極具研究價值的課題。

本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：燃燒熱的概念。教學(xué)建議如下：

1.對燃燒熱的學(xué)習(xí)要突出該定義中的―25 ℃、101 kPa‖——研究的條件，―1 mol物質(zhì)‖——燃燒物的量，和―完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物‖——反應(yīng)的程度等關(guān)鍵詞，并加以舉例說明，以明確研究燃燒熱的限定條件。因此，①燃燒熱其ΔH<0；②其熱化學(xué)方程式中可燃物的化學(xué)計量數(shù)為1，則以此為標(biāo)準(zhǔn)配平，其他反應(yīng)物、生成物的化學(xué)計量數(shù)既可用整數(shù)表示，也可用分?jǐn)?shù)表示；③燃燒熱是1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所釋放的熱量，是特殊條件下的反應(yīng)熱。教學(xué)中應(yīng)多舉實例。

2.資源、能源、環(huán)保是當(dāng)今社會的重要熱點(diǎn)問題，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合教科書滲透資源、能源和環(huán)保的意識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，教育學(xué)生關(guān)心能源、環(huán)境等與現(xiàn)代社會有關(guān)的化學(xué)問題，以培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、使命感。教學(xué)中應(yīng)盡量采用投影、錄像、多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過自主學(xué)習(xí)、討論交流、分析評價等教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力、調(diào)查研究能力、交流與合作的能力、綜合分析能力等。

3.在教學(xué)方法上，本節(jié)可以采用研究性學(xué)習(xí)的方式來進(jìn)行。如課前布置學(xué)生結(jié)合教科書的【思考與交流】、【資料】及【實踐活動】等內(nèi)容展開討論，然后課上進(jìn)行交流。也可以以小組為單位，由學(xué)生自學(xué)教科書內(nèi)容并設(shè)計相關(guān)的研究課題，經(jīng)過教師和學(xué)生共同篩選，確定課題內(nèi)容、研究目標(biāo)，通過查閱資料、小組學(xué)習(xí)討論，然后各組派代表在課上匯報各自的研究成果。教師還可結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，適當(dāng)補(bǔ)充一些資料，或組織學(xué)生參觀等。通過聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)討論，不僅可強(qiáng)化學(xué)生課外閱讀的意識和自學(xué)能力，也可培養(yǎng)學(xué)生對國家能源政策制訂的參與意識、經(jīng)濟(jì)效益觀念以及綜合分析問題的能力。

4.在化學(xué)2中學(xué)生對中和熱已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，并通過實驗感受了中和熱，知道它是反應(yīng)熱的一種形式，在此可將其與燃燒熱進(jìn)行比較，以加深對概念的理解。

二、活動建議

可就如何充分利用能源、節(jié)約能量、開發(fā)新能源、能源與我們的生存環(huán)境等內(nèi)容進(jìn)行討論、研究。如：

1.討論：煤作為燃料的利弊；從節(jié)約能源、提高燃燒效率的角度，闡述研究燃料充分燃燒的重要性。

2.研究：提高煤炭利用率及減少污染物排放的重要途徑。

3.調(diào)查：就家庭所用燃料問題進(jìn)行專題調(diào)查，如市民對能源的認(rèn)識和利用（可選擇某一社區(qū)進(jìn)行）。

【實踐活動】

可查閱《中國經(jīng)濟(jì)年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》和其他有關(guān)書籍或上網(wǎng)查詢。教科書上列出的4個題目，學(xué)生可任選一個，小論文可在班上交流。

以下是這些題目的參考答案。

1.關(guān)于國民生產(chǎn)總值與能源消耗的關(guān)系，可以研究以下數(shù)據(jù)表：

從以上數(shù)據(jù)可以看出，國家國民生產(chǎn)總值與能源消耗成正相關(guān)關(guān)系，即國民生產(chǎn)總值越高，消耗的能源越多。但二者不是嚴(yán)格的正比關(guān)系，因為隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，每創(chuàng)造一定量國民生產(chǎn)總值所消耗的能源將會逐步減少。這從1995年至2001年的數(shù)據(jù)可以看出，國民生產(chǎn)總值由58 478.1億元增加至95 933.3億元，增長了39%，而能耗由131 176萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤增加至132 000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，只增加了0.62%。說明在這7年里我國生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高。

2.人民的衣、食、住、行、文化娛樂都需要消耗能源，我國人民生活消耗的能源占總能源消耗的12%~17%。隨著人民生活水平的提高，生活消費(fèi)能源總量會增大；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人均生活消費(fèi)能源量又可能逐步降低。這可以從下表的數(shù)據(jù)看出。

3.能源與國防關(guān)系極為密切?，F(xiàn)代化的軍隊是機(jī)械化、信息化的軍隊，開動坦克、軍車、艦艇、飛機(jī)均需要燃油；發(fā)射導(dǎo)彈、火箭需要高能燃料；開動核動力艦艇需要核燃料；開動雷達(dá)、通訊設(shè)備或使用激光武器需要電能，等等。因此說，現(xiàn)代化的國防是需要充足的能源作保證的。

4.節(jié)約現(xiàn)有能源的一個重要措施是科學(xué)地控制燃燒過程，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率，開發(fā)新能源，如氫能、生物質(zhì)能等，均是化學(xué)科學(xué)研究的重要課題。理想地解決這些問題，均需要化學(xué)科學(xué)去攻關(guān)，去創(chuàng)新。因此說，化學(xué)在節(jié)約現(xiàn)有能源和開發(fā)新能源中均能起到重要作用。

三、問題交流

【思考與交流】

書中已給出提示，但需要學(xué)生進(jìn)一步舉例說明。學(xué)生個人能舉出的實例有限，大家可互相交流、補(bǔ)充。

四、習(xí)題參考

（一）參考答案

1.在生產(chǎn)和生活中，可以根據(jù)燃燒熱的數(shù)據(jù)選擇燃料。如甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氫氣的燃燒熱值均很高，它們都是良好的燃料。

2.化石燃料蘊(yùn)藏量有限，不能再生，最終將會枯竭，因此現(xiàn)在就應(yīng)該尋求應(yīng)對措施。措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油，農(nóng)牧業(yè)廢料、高產(chǎn)作物（如甘蔗、高粱、甘薯、玉米等）、速生樹木（如赤楊、刺槐、桉樹等），經(jīng)過發(fā)酵或高溫?zé)岱纸饩涂梢灾圃旒状蓟蛞掖肌Ｓ捎谏鲜鲋圃旒状?、乙醇的原料是生物質(zhì)，可以再生，因此用甲醇、乙醇代替汽油是應(yīng)對能源危機(jī)的一種有效措施。

3.氫氣是最輕的燃料，而且單位質(zhì)量的燃燒熱值最高，因此它是優(yōu)異的火箭燃料，再加上無污染，氫氣自然也是別的運(yùn)輸工具的優(yōu)秀燃料。在當(dāng)前，用氫氣作燃料尚有困難，一是氫氣易燃、易爆，極易泄漏，不便于貯存、運(yùn)輸；二是制造氫氣尚需電力或別的化石燃料，成本高。如果用太陽能和水廉價地制取氫氣的技術(shù)能夠突破，則氫氣能源將具有廣闊的發(fā)展前景。

4.甲烷是一種優(yōu)質(zhì)的燃料，它存在于天然氣之中。但探明的天然氣礦藏有限，這是人們所擔(dān)心的?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)海底存在大量水合甲烷，其儲量約是已探明的化石燃料的2倍。如果找到了適用的開采技術(shù)，將大大緩解能源危機(jī)。

5.柱狀圖略。關(guān)于如何合理利用資源、能源，學(xué)生可以自由設(shè)想。在上述工業(yè)原材料中，能源單耗最大的是鋁；產(chǎn)量大，因而總耗能量大的是水泥和鋼鐵。在生產(chǎn)中節(jié)約使用原材料，加強(qiáng)廢舊鋼鐵、鋁、銅、鋅、鉛、塑料器件的回收利用，均是合理利用資源和能源的措施。

6.公交車個人耗油和排出污染物量為私人車的1/5，從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保角度看，發(fā)展公交車更為合理。

（二）補(bǔ)充習(xí)題

1．下列性質(zhì)中，能說明乙醇宜作燃料的是（）。①燃燒時發(fā)生氧化反應(yīng)②充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境 ③乙醇是一種再生能源④燃燒時放出大量的熱 ①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④

2．1.5 g 火箭燃料二甲基肼（CH3-NH-NH-CH3）完全燃燒，放出50 kJ熱量，則二甲基肼的燃燒熱為（）。

C．2 000 kJ/mol D．3 000 kJ/mol 3．甲醇屬于可再生能源，可代替汽油作為汽車燃料。下列熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱能正確表示甲醇燃燒熱的是（）。

4．家用液化氣中主要成分之一是丁烷，當(dāng)10 kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳和液態(tài)水時，放出熱量5×105 kJ。試寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式。

5．為減少大氣污染，一些城市公共汽車逐步使用CNG（壓縮天然氣）清潔燃料，實驗測得0.16 g該氣體燃料，完全燃燒生成224 mL CO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）和0.36 g液態(tài)水，并放出8.903 kJ的熱量。請寫出：CNG的化學(xué)式，其完全燃燒的熱化學(xué)方程式。參考答案

1．D；2．C；3．B。

第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算

一、教學(xué)設(shè)計

前面學(xué)生已經(jīng)定性地了解了化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系，通過實驗感受到了反應(yīng)熱，并且了解了物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生能量變化與物質(zhì)的質(zhì)量的關(guān)系，及燃燒熱的概念。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)介紹了蓋斯定律，并從定量的角度來進(jìn)一步認(rèn)識物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)伴隨的熱效應(yīng)。

本節(jié)內(nèi)容分為兩部分：

第一部分，介紹了蓋斯定律。教科書以登山經(jīng)驗―山的高度與上山的途徑無關(guān)‖，淺顯地對特定化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)行形象的比喻，幫助學(xué)生理解蓋斯定律。然后再通過對能量守恒定律的反證來論證蓋斯定律的正確性。最后通過實例使學(xué)生感受蓋斯定律的應(yīng)用，并以此說明蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義。

第二部分，利用反應(yīng)熱的概念、蓋斯定律和熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算，通過三道不同類型的例題加以展示。幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固概念、應(yīng)用定律、理解熱化學(xué)方程式的意義。

本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：蓋斯定律，反應(yīng)熱的計算。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：蓋斯定律的應(yīng)用。教學(xué)建議如下：

（一）蓋斯定律的教學(xué)設(shè)計

1.提出問題在化學(xué)科學(xué)研究中，常常需要知道物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的反應(yīng)熱，但有些反應(yīng)的反應(yīng)熱很難直接測得，那么如何獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)呢？

2.創(chuàng)設(shè)情景例如，我們可以讓碳全部氧化成CO2，卻很難控制碳的氧化只生成CO而不繼續(xù)生成CO2，那么，C（s)+1/2 O2(g)== CO(g)的反應(yīng)熱如何獲得呢？

3.引出定律蓋斯定律是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，可以從能量守恒的角度出發(fā)來介紹，說明蓋斯定律是能量守恒定律的必然結(jié)果，也是能量守恒定律在化學(xué)過程中的應(yīng)用。由于這部分內(nèi)容比較抽象，從課程標(biāo)準(zhǔn)中的要求和學(xué)生的認(rèn)知水平來看，宜于簡化處理，重在應(yīng)用。

4.問題研究經(jīng)過討論、交流，設(shè)計合理的―路徑‖，根據(jù)蓋斯定律解決上述問題。5.歸納總結(jié)

（1）反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑：①由A直接變成D，反應(yīng)熱為ΔH；②由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的反應(yīng)熱分別是ΔH1、ΔH2、ΔH3。如下圖所示：

21（2）蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義。

（二）有關(guān)反應(yīng)熱計算的教學(xué)設(shè)計

化學(xué)計算是運(yùn)用數(shù)學(xué)工具從―量‖的方面來研究物質(zhì)及其變化的規(guī)律，化學(xué)知識是化學(xué)計算的基礎(chǔ)。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量關(guān)系、物質(zhì)的量的關(guān)系等，在這一節(jié)里，將進(jìn)一步討論在特定條件下，化學(xué)反應(yīng)中能量變化以熱效應(yīng)表現(xiàn)時的―質(zhì)‖―能‖關(guān)系，這既是理論聯(lián)系實際方面的重要內(nèi)容，對于學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)規(guī)律和特點(diǎn)也具有重要意義。

這一節(jié)的內(nèi)容實際上是前面所學(xué)知識和技能的綜合運(yùn)用，涉及了有關(guān)的物理量及各物理量間的換算，綜合性較強(qiáng)，但屬基礎(chǔ)知識的綜合，與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是一致的?！纠?】是依據(jù)反應(yīng)熱的概念、鈉的摩爾質(zhì)量，利用熱化學(xué)方程式即可求解?！纠?】要求理解燃燒熱的計量是以燃燒1 mol可燃物作為標(biāo)準(zhǔn)的，并將1 kg C2H5OH轉(zhuǎn)換成物質(zhì)的量，通過逆向思維來求解?！纠?】是對蓋斯定律的應(yīng)用。

教學(xué)中應(yīng)注意以下問題：

1.要注意引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確理解反應(yīng)熱、燃燒熱、蓋斯定律等理論概念，熟悉熱化學(xué)方程式的書寫，重視概念和熱化學(xué)方程式的應(yīng)用。

2.進(jìn)行有關(guān)燃燒熱計算時，要強(qiáng)調(diào)燃燒熱規(guī)定以1 mol純物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，因此須注意熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)的ΔH相對應(yīng)（物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)的形式）。同時還要注意物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量、氣體的體積等之間的換算關(guān)系，但關(guān)鍵還是應(yīng)強(qiáng)調(diào)以1 mol物質(zhì)完全燃燒作標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行計算。

3.有關(guān)反應(yīng)熱的計算與有關(guān)物質(zhì)的量的計算聯(lián)系很緊密，在計算過程中要注意培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。

4.可適當(dāng)補(bǔ)充一些不同類型的習(xí)題作為課堂練習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題并及時解決。如以煤、汽油和天然氣的主要成分發(fā)生燃燒的反應(yīng)為例，不僅鞏固、落實了知識和計算技能，還能通過計算的結(jié)果說明這些物質(zhì)燃燒時，其ΔH的數(shù)值都很大，進(jìn)一步認(rèn)識煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上最重要的化石燃料。喚起學(xué)生資源利用和環(huán)境保護(hù)的意識和責(zé)任感。

5.在教學(xué)中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）明確解題模式：審題→分析→求解。（2）有關(guān)熱化學(xué)方程式及有關(guān)單位書寫正確。（3）計算準(zhǔn)確。

（4）反思解題關(guān)鍵處及錯誤易發(fā)處。

二、習(xí)題參考

（一）參考答案 1.C(s)+O2(g)== CO2(g)ΔH=-393.5 kJ/mol 2.5 mol C完全燃燒，ΔH=2.5 mol×(-393.5 kJ/mol）=-983.8 kJ/mol 2.H2(g)的燃燒熱ΔH=-285.8 kJ/mol 欲使H2完全燃燒生成液態(tài)水，得到1 000 kJ的熱量，需要H2 1 000 kJ÷285.8 kJ/mol=3.5 mol 3.設(shè)S的燃燒熱為ΔH

S(s)+O2(g)== SO2(g)32 g/mol ΔH 4 g-37 kJ ΔH=32 g/mol×(-37 kJ)÷4 g =-296 kJ/mol 4.設(shè)CH4的燃燒熱為ΔH

CH4(g)+O2(g)== CO2(g)+2H2O(g)16 g/mol ΔH 1 g-55.6 kJ ΔH=16 g/mol×(-55.6 kJ)÷1 g =-889.6 kJ/mol 5.（1）求3.00 mol C2H2完全燃燒放出的熱量Q C2H2(g)+5/2O2(g)== 2CO2(g)+H2O（l)26 g/mol ΔH 2.00 g-99.6 kJ ΔH=26 g/mol×(-99.6 kJ)÷2.00 g =-1 294.8 kJ/mol Q=3.00 mol×(-1 294.8 kJ/mol)=-3 884.4 kJ≈-3 880 kJ（2）從4題已知CH4的燃燒熱為-889.6 kJ/mol，與之相比，燃燒相同物質(zhì)的量的C2H2放出的熱量多。

6.寫出NH3燃燒的熱化學(xué)方程式

NH3(g)+5/4O2(g)== NO2(g)+3/2H2O(g)將題中（1）式乘以3/2，得： 3/2H2(g)+3/4O2(g)== 3/2H2O(g)3/2ΔH1=3/2×(-241.8 kJ/mol)=-362.7 kJ/mol 將題中（2）式照寫：

1/2N2(g)+O2(g)== NO2(g)ΔH2=+33.9 kJ/mol 將題中（3）式反寫，得

NH3(g)== 1/2N2(g)+3/2H2(g)-ΔH3=46.0 kJ/mol 再將改寫后的3式相加，得：

7.已知1 kg人體脂肪儲存32 200 kJ能量，行走1 km消耗170 kJ，求每天行走5 km，1年因此而消耗的脂肪量：

170 kJ/km×5 km/d×365 d÷32 200 kJ/kg=9.64 kg 8.此人脂肪儲存的能量為4.2×105 kJ?？焖俦寂? km要消耗420 kJ能量，此人脂肪可以維持奔跑的距離為：4.2×105 kJ÷420 kJ/km=1 000 km 9.1 t煤燃燒放熱2.9×107 kJ 50 t水由20 ℃升溫至100 ℃，溫差100 ℃-20 ℃=80 ℃，此時需吸熱： 50×103 kg×80 ℃×4.184 kJ/(kg·℃)=1.673 6×107 kJ 鍋爐的熱效率=(1.673 6×107 kJ÷2.9×107 kJ）×100% =57.7% 10.各種塑料可回收的能量分別是： 耐綸5 m3×4.2×104 kJ/m3=21×104 kJ 聚氯乙烯50 m3×1.6×104 kJ/m3=80×104 kJ 丙烯酸類塑料5 m3×1.8×104 kJ/m3=9×104 kJ 聚丙烯40 m3×1.5×104 kJ/m3=60×104 kJ 將回收的以上塑料加工成燃料，可回收能量為

21×104 kJ+80×104 kJ+9×104 kJ+60×104 kJ=170×104 kJ=1.7×106 kJ

（二）補(bǔ)充習(xí)題

1．已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 C(石墨)＋O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－393.51 kJ/mol C(金剛石)＋O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－395.41 kJ/mol 據(jù)此判斷，下列說法中正確的是（）。A．由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低 B．由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高 C．由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低 D．由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高 2．已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6 kJ/mol，CO（g）＋1/2O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－283.0 kJ/mol。

某H2 和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74 kJ熱量，同時生成3.6 g液態(tài)水，則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為（）。A.2∶1 B.1∶2 C．1∶1 D．2∶3 3．由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1 mol水蒸氣放熱241.8 kJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______。若1 g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱2.444 kJ，則反應(yīng)H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l)的ΔH =____ kJ/mol。氫氣的燃燒熱為____kJ/mol。

4．火箭發(fā)射時可用肼（N2H4）為燃料，以二氧化氮作氧化劑，它們相互反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵狻Ｒ阎篘2（g）+2O2（g）=2NO2（g）ΔH=+67.7 kJ/mol N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）ΔH=-534 kJ/mol 則N2H4和NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________________。

5．已知CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）； ΔH＝－890 kJ/mol，現(xiàn)有CH4和CO的混合氣體共0.75 mol，完全燃燒后，生成CO2氣體和18 g液態(tài)H2O，并放出515 kJ熱量，CO燃燒的熱化學(xué)方程式為______________，寫出求算過程。參考答案 1．A；2．C。

3．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）ΔH=-241.8 kJ/mol，-285.8 提示：可將反應(yīng)H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l)看成兩步：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）和H2O（g）=H2O（l)，問題就迎刃而解。

4．2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）； ΔH=-1 135.7 kJ/mol 5．解：由于CO燃燒只生成CO2，故18 g液態(tài)水均由CH4燃燒產(chǎn)生，若生成18 g液態(tài)水放出的熱量為x，用去CH4 的量為y，則有：

CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890 kJ/mol 1 mol 2×18 g 890 kJ/mol y 18 g x x=445 kJ/mol 故由CO燃燒放出的熱量為：515 kJ-445 kJ=70 kJ y=05 moln(CO)=0.75 mol-0.5 mol=0.25 mol 則CO燃燒的熱化學(xué)方程式為：

2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－560 kJ/mol

第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

本章介紹

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法；認(rèn)識濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

2.了解化學(xué)平衡的建立，知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義，并能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計算，了解影響化學(xué)平衡的因素，認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。

3.初步了解焓變和熵變與反應(yīng)進(jìn)行的方向之間的關(guān)系。

4.結(jié)合實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、記錄實驗現(xiàn)象及設(shè)計簡單實驗的能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)中注意提高學(xué)生分析問題、解決問題、交流和表達(dá)的能力。

二、內(nèi)容分析 1.地位和功能

化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡和反應(yīng)進(jìn)行的方向等化學(xué)反應(yīng)原理知識，是在學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)與能量、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等知識的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的中學(xué)化學(xué)的重要理論之一，有助于加深理解以前所學(xué)的元素化合物知識及化學(xué)反應(yīng)，后續(xù)學(xué)習(xí)的電離平衡、水解平衡等，實際上是化學(xué)平衡知識的延續(xù)，因此它還是后一章內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。2.內(nèi)容結(jié)構(gòu)

本章內(nèi)容是按照如下順序安排的：化學(xué)反應(yīng)速率→化學(xué)平衡→化學(xué)平衡常數(shù)→化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。

化學(xué)反應(yīng)速率屬于化學(xué)動力學(xué)的范疇。為了讓學(xué)生在研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢及如何定量表述上有感性知識，教科書安排了簡單易行的實驗。在實驗過程中使學(xué)生體會到，要想準(zhǔn)確表達(dá)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，就必須建立起一套行之有效的方法：確定起點(diǎn)，確定時間單位，找出易于測量的某種量或性質(zhì)的變化。要明確反應(yīng)物的本質(zhì)決定了反應(yīng)速率，在影響速率的因素方面著重介紹濃度、壓強(qiáng)、溫度及催化劑等外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；通過實驗和理論分析，使學(xué)生由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。

化學(xué)平衡屬于化學(xué)熱力學(xué)的范疇。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)就達(dá)到在該條件下的最大限度，即達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡，它只與起始狀態(tài)和終了狀態(tài)有關(guān)，與變化途徑無關(guān)。這就為我們在思考問題時提供了靈活利用所學(xué)知識的可能，在始態(tài)和終態(tài)保持不變的前提下，我們可以設(shè)計不同的途徑來達(dá)到同一個平衡，從而使問題簡化。教科書通過實驗，介紹濃度、壓強(qiáng)（氣體反應(yīng)）、溫度等外界條件對化學(xué)平衡的影響。由于有了化學(xué)反應(yīng)速率的知識做基礎(chǔ)，學(xué)生可以通過實驗及相應(yīng)的【思考與交流】、【學(xué)與問】等欄目的引導(dǎo)推理，得出正確的結(jié)論，認(rèn)識化學(xué)平衡移動，是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率發(fā)生變化的結(jié)果，化學(xué)平衡總是向著反應(yīng)速率變化幅度最大的方向移動。本章雖然沒有具體的化工生產(chǎn)內(nèi)容，但選擇化工生產(chǎn)最適宜的條件必然涉及化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡等理論的應(yīng)用?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)分析具體反應(yīng)的特點(diǎn)，如反應(yīng)物的聚集狀態(tài)，氣體體積的變化，能量變化等，進(jìn)而利用所學(xué)理論知識進(jìn)行合理選擇。同時要學(xué)習(xí)全面思考問題，兼顧各種條件的相互影響，如溫度對平衡和速率的影響，高壓對平衡的影響及對設(shè)備材料的要求，在比較中趨利避害，取得最優(yōu)化的條件。使學(xué)生了解化學(xué)理論對生產(chǎn)實際的指導(dǎo)作用。

化學(xué)平衡常數(shù)有利于從定量角度加深對化學(xué)平衡的認(rèn)識理解，教科書利用某一反應(yīng)體系的一組濃度數(shù)據(jù)，導(dǎo)出化學(xué)平衡常數(shù)以及化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度變化、不隨濃度變化的結(jié)論。

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向涉及到反應(yīng)的自由能變化（ΔG），要用到焓變和熵變知識，需要對化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)有更多的領(lǐng)悟，所以把它放在本章的最后（第四節(jié)），以知識介紹的方式呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生了解決定反應(yīng)進(jìn)行方向的因素不是單一的焓變，熵變也是決定因素之一。教材通過生活中的實際事例，力爭使知識淺顯易懂，使學(xué)生從混亂度的角度形成對熵的概念的粗淺認(rèn)識。只要求學(xué)生能利用化學(xué)反應(yīng)原理知識解釋日常生活中某些現(xiàn)象，思考問題時能夠更加全面。

本章知識的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下圖所示：

3.內(nèi)容特點(diǎn)

本章內(nèi)容既抽象又具體。抽象在它的理論解釋對學(xué)生來說是全新的，有些反應(yīng)的深層本質(zhì)學(xué)生是接觸不到的，只能憑思考，想象，增大了學(xué)習(xí)的難度；說它具體，是在生活中有大量鮮活的事實。教科書利用數(shù)據(jù)、圖片等引發(fā)學(xué)生思考，把抽象的知識適度地直觀化，引發(fā)學(xué)生聯(lián)想，從而培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和知識遷移能力。

三、課時建議

第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率 1課時 第二節(jié) 影響反應(yīng)速率的條件 2課時 第三節(jié) 化學(xué)平衡 5課時

第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 1課時 復(fù)習(xí)機(jī)動 2課時 小計 11課時 1.熱化學(xué)簡介

（1）熱化學(xué)的研究對象

熱力學(xué)第一定律是自然界的一條普遍規(guī)律，它是人們在生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，它又叫做能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，恩格斯將它譽(yù)為19世紀(jì)自然科學(xué)中具有決定意義的三大發(fā)現(xiàn)之一。這個定律的主要內(nèi)容是：能量有各種不同的形式，能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個物體傳遞給另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和傳遞中，能量的數(shù)值保持不變。

把熱力學(xué)第一定律具體運(yùn)用到化學(xué)反應(yīng)上，用實驗測定和計算化學(xué)反應(yīng)的熱量，研究這方面問題的科學(xué)稱為熱化學(xué)。

熱化學(xué)主要是研究化學(xué)反應(yīng)中的熱量轉(zhuǎn)化問題的?；瘜W(xué)反應(yīng)除了以熱的形式與外界環(huán)境進(jìn)行能量交換外，往往還以功的形式進(jìn)行交換。例如，火藥爆炸產(chǎn)生膨脹功，化學(xué)電池在電動勢作用下輸送電荷而作電功等。教科書提到―在化學(xué)反應(yīng)過程中，不僅有物質(zhì)的變化，還有能量的變化，這種能量變化，常以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來‖，其中―常以‖是指除了以熱、電、光的形式外，還以功的形式進(jìn)行能量交換。應(yīng)當(dāng)指出，熱化學(xué)里所討論的化學(xué)反應(yīng)，都是在一定條件下只作膨脹功，而不作非膨脹功(如電功)的反應(yīng)。

同一反應(yīng)，在不同條件下熱量的變化不同。如果不指明反應(yīng)條件而談熱量的多少，是沒有意義的。同時，要想比較不同的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，必須規(guī)定反應(yīng)在同樣的條件下進(jìn)行。為此，規(guī)定在壓強(qiáng)為101 kPa和25 ℃的條件下的反應(yīng)熱為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱，以便于比較。按狀態(tài)變化過程的不同，反應(yīng)熱可分為等壓反應(yīng)熱、等容反應(yīng)熱；按化學(xué)變化的類別不同，反應(yīng)熱可分為生成熱、燃燒熱、中和熱等等。（2）熱化學(xué)發(fā)展簡史

化學(xué)作用的本質(zhì)是什么?古希臘人認(rèn)為它是導(dǎo)致物質(zhì)化合和分解的―愛‖和―憎‖。早期化學(xué)家們接受了這種觀點(diǎn)，把導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生的力稱為化學(xué)―親合力‖。近代有較大影響的親合力理論不下十幾種。用化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)來量度親合力的研究促進(jìn)了化學(xué)與熱力學(xué)的結(jié)合。

早在1780年，拉瓦錫(A.L.Lavoisier 1743—1794)和拉普拉斯(P.Laplace 1749—1827)就在他們的論文中報道了他們關(guān)于化學(xué)反應(yīng)熱的研究。他們設(shè)計了一臺簡陋的量熱計，想用它來 測定參加反應(yīng)的熱量。由于受到熱質(zhì)論的影響，這方面的研究中斷了五十多年，而且也未和當(dāng)時熱力學(xué)研究的熱潮結(jié)合起來。

1836年，瑞士化學(xué)家蓋斯(G.H.Hess，1802—1850)在俄國測量了許多反應(yīng)的熱效應(yīng)，總結(jié)出一條規(guī)律：一個化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成或經(jīng)過幾個中間步驟完成，其總的熱效應(yīng)是相等的。1840年他在圣彼得堡發(fā)表了他的研究結(jié)果，并將其稱為―總熱量守恒定律‖，后來人們以他的名字將這個規(guī)律命名為―蓋斯定律‖。這是熱化學(xué)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)的第一個定律，也是自然科學(xué)上首先得出的能量守恒和轉(zhuǎn)化的規(guī)律性結(jié)論。

19世紀(jì)50年代，法夫爾(R．A.Farue，1813—1880)和西爾伯曼(T．Silbermann，1806—1865)進(jìn)行了熱化學(xué)研究工作，得到了比較精確的反應(yīng)熱效應(yīng)的數(shù)據(jù)。

丹麥物理學(xué)家湯姆生(J．Thomson，1826—1909)的研究工作在發(fā)展熱化學(xué)方面占有重要地位。他在1882~1886年間出版了四卷本的《熱化學(xué)》著作，提出吸熱和放熱概念，把反應(yīng)熱作為反應(yīng)物化學(xué)親合力的量度。

貝特羅（M.Berthelot）發(fā)明了精確測定燃燒熱的方法。他在發(fā)揮湯姆生關(guān)于反應(yīng)熱是化學(xué)親合力的量度的原理時指出，只有伴隨著放熱過程的反應(yīng)才能自發(fā)產(chǎn)生，在幾個可能發(fā)生的反應(yīng)中，只有放出最大熱量的反應(yīng)才能發(fā)生。這一原理被叫做貝特羅—湯姆生最大功原理。亥姆霍茲(H.V Helmholtz，1821—1894)對貝特羅的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，引起了很大爭論，促進(jìn)了熱力學(xué)的發(fā)展。

在化學(xué)家們研究反應(yīng)熱效應(yīng)的前后，熱力學(xué)接連取得許多成就，其中特別重要的是確立了熱力學(xué)第一定律(1842年)和熱力學(xué)第二定律(1865年)。

熱力學(xué)第一定律和第二定律的確立，為科學(xué)的發(fā)展提供了新的思想。第一定律強(qiáng)調(diào)的是能量轉(zhuǎn)化時的守恒性和等值性，它要求從能量的轉(zhuǎn)化恒等性上把握運(yùn)動形式的變化，突破了僅用物質(zhì)要素和成分解釋世界的僵化模式，為邊緣學(xué)科的形成提供了基礎(chǔ)。第二定律強(qiáng)調(diào)的是能量實際轉(zhuǎn)化的不可逆性(即變化有一定的方向與限度)，否定了牛頓理論中衍生出來的用可逆反應(yīng)的觀點(diǎn)處理一切問題的簡單方法。這兩個定律在學(xué)術(shù)界的影響越來越大。直到1869年由霍斯特曼的工作開始，化學(xué)家們才逐步把熱力學(xué)的成果引入化學(xué)研究之中?；羲固芈脽崃W(xué)第二定律研究了熱分解反應(yīng)中分解壓力與溫度的作用，研究了升華過程的熱力學(xué)，建立了最大功與反應(yīng)熱之間的關(guān)系。隨后，越來越多的物理學(xué)家和化學(xué)家走進(jìn)了熱力學(xué)和化學(xué)結(jié)合的領(lǐng)域，形成了物理化學(xué)的重要分支——化學(xué)熱力學(xué)。2.焓與焓變

焓的定義是 H＝U＋PV 即焓是體系內(nèi)能加上體系的壓強(qiáng)與體積乘積的一個物理量，無明確的物理意義。但是它具有以下性質(zhì)：

（1）焓是狀態(tài)函數(shù)。因為U、P、V均為狀態(tài)函數(shù)，它們的組合（U＋PV）也必然是狀態(tài)函數(shù)。體系的焓值僅與體系所處的狀態(tài)有關(guān)，與通過什么途徑達(dá)到這個狀態(tài)無關(guān)。

（2）焓具有能量的量綱，因為U和PV的量綱都是能量的量綱。

當(dāng)體系經(jīng)受一個只作體積功的等壓變化過程，從狀態(tài)1變到狀態(tài)2時，體系的焓變?yōu)椋?ΔH＝H2－H1 此時ΔH數(shù)值正好等于這個過程的熱效應(yīng)Qp。這樣這個等壓過程的焓變就有了一個明確的物理意義：

Qp＝H生成物－H反應(yīng)物＝ΔH

ΔH<0時，為放熱反應(yīng)；ΔH>0時，為吸熱反應(yīng)。3.反應(yīng)進(jìn)度

我們知道，H2(g)與O2(g)反應(yīng)生成H2O(g)時，其焓變ΔH與化學(xué)方程式的寫法有關(guān)，即： H2(g)＋1/2O2(g)== H2O(g)ΔH=－241.8 kJ/mol(1)2H2(g)＋O2(g)==2H2O(g)ΔH=－483.6 kJ/mol(2)也就是說，同一反應(yīng)體系中各物質(zhì)的組合方式不同時，摩爾焓變不同。不僅如此，在同一反應(yīng)體系，當(dāng)選擇不同的物質(zhì)（如H2或 O2）發(fā)生1 mol 變化為基準(zhǔn)時，其焓變也不一定相同。

為了處理化學(xué)反應(yīng)的焓變，1922年唐德爾（Domder）引入了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度這個參量。反應(yīng)進(jìn)度是描述化學(xué)進(jìn)展程度的狀態(tài)參變量。符號為ξ，單位是mol。

通常我們可以把任何化學(xué)方程式寫成：

式中νD、νE、νF、νG等是所給化學(xué)方程式中各物質(zhì)的計量系數(shù)，是無量綱的量。對反應(yīng)物，ν取負(fù)值，對生成物，ν取正值。

設(shè)某反應(yīng)

將反應(yīng)進(jìn)度ξ定義為

式中下標(biāo)B代表任一組分，n°B是任一組分B在反應(yīng)起始時（即ξ＝0時）的物質(zhì)的量，nB是B組分在反應(yīng)進(jìn)度為ξ時的物質(zhì)的量。

引入反應(yīng)進(jìn)度這個量的最大優(yōu)點(diǎn)是在反應(yīng)進(jìn)行到任意時刻時，可用任一反應(yīng)物或任一生成物來表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，所得值總是相等的。即

當(dāng)反應(yīng)按所給化學(xué)方程式的系數(shù)比例進(jìn)行了一個單位的化學(xué)反應(yīng)時，即ΔnB/mol=νB,這時反應(yīng)進(jìn)度ξ就等于1 mol。

假定O2和H2的混合體系在某個時刻發(fā)生的凈變化為：

ΔnO2=-0.2 mol ΔnH2=-0.4 mol ΔnH2O=0.4 mol 若按反應(yīng)式（1）計算，反應(yīng)進(jìn)度為：

比較上述結(jié)果：

（1）Δξ1與Δξ2及Δξ′1與Δξ′2不相等，表明反應(yīng)進(jìn)度與化學(xué)計量反應(yīng)式寫法有關(guān)。（2）同一反應(yīng)，Δξ=ΔnB/ΔνB，說明ξ或Δξ與物質(zhì)的選擇無關(guān)。

（3）Δξ′1>Δξ1,Δξ′2>Δξ2, 這表明，在不同的時刻反應(yīng)進(jìn)度不同，反應(yīng)進(jìn)度可量度反應(yīng)的進(jìn)展程度。Δξ越大，反應(yīng)完成的程度越大。

（4）對于指定的反應(yīng)，計量反應(yīng)式中的計量系數(shù)的絕對值不同，則各物質(zhì)變化的量ΔnB的絕對值也不相等。這說明，不能直接用一種物質(zhì)的―Δn‖來表示所有物質(zhì)或整個反應(yīng)的進(jìn)展情況。

（摘自劉士榮楊愛云《物理化學(xué)概念辨析》）

4.熱化學(xué)方程式

對于熱化學(xué)方程式如：

焓（H）左下角的r代表化學(xué)反應(yīng)（reaction）；右下角m代表摩爾（mol）；右上角的（?）代表熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（簡稱標(biāo)態(tài)）；括號內(nèi)的數(shù)字代表熱力學(xué)溫度，單位為K；ΔH則為焓變。氣態(tài)物質(zhì)的標(biāo)態(tài)用壓力表示，用101 kPa。溶液的標(biāo)態(tài)則指溶質(zhì)濃度或活度為1 mol·kg-1，對稀溶液而言，也可用1 mol·dm-3。液體和固體的標(biāo)態(tài)則指處于標(biāo)準(zhǔn)壓力下的純物質(zhì)。最常用的焓變值是298 K(25 ℃)的，嚴(yán)格地說焓變值是隨溫度變化的，但在一定溫度范圍內(nèi)變化不大，凡未注明溫度的ΔH

就代表在298 K及標(biāo)態(tài)時的焓變，也可以簡寫為

（T）代表壓力，隨后數(shù)值的單位用 kJ·mol-1?？傊泛指任意狀態(tài)的焓變，在標(biāo)態(tài)、溫度為T時化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變的完整符號，而ΔH焓變的簡寫符號。

則為在標(biāo)態(tài)和298 K時摩爾ΔH的單位用kJ·mol-1。焓是容量性質(zhì)，ΔH的大小與物質(zhì)的量成正比。書寫化學(xué)反應(yīng)方程式時須注意焓變值應(yīng)該與一定的反應(yīng)式相對應(yīng)（如在298 K）。

在此mol-1已不是指1 mol H2或1 mol O2，而是指―1 mol反應(yīng)‖。所謂1 mol反應(yīng)可以是1 mol H2和1/2 mol O2起反應(yīng)，也可以是2 mol H2和1 mol O2起反應(yīng)，前者放熱286 kJ，后者放熱572 kJ。這種單位表示方法是1977年國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）物理化學(xué)分會所推薦的。所以ΔH值應(yīng)和化學(xué)方程式相對應(yīng)，以使―1 mol反應(yīng)‖有明確的含義，籠統(tǒng)地說反應(yīng)熱是多少kJ·mol-1容易引起誤解。

由于物質(zhì)狀態(tài)變化時總伴隨焓變，所以書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明物態(tài)，如下列兩個反應(yīng)

兩個ΔH值的不同在于：在標(biāo)態(tài)及298 K下H2O（l）和H2O（g）的焓值不同，液態(tài)H2O變?yōu)闅鈶B(tài)的H2O要吸熱，所以H2（g）和1/2O2（g）化合生成H2O（g）的放熱量要比生成H2O（l）的小些。5.關(guān)于反應(yīng)熱的測量

有些化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)可以用實驗方法測得，用來測量反應(yīng)熱的儀器被稱為―量熱器‖，測量操作是：將反應(yīng)器置于充滿水的絕熱容器中，當(dāng)反應(yīng)放熱時，其熱量即傳入水中，根據(jù)水的質(zhì)量、比熱，和水溫的變化求出反應(yīng)所放出的熱量。一般，由于測量反應(yīng)熱時，很難保證沒有熱的散失（如熱傳導(dǎo)或輻射等），故要準(zhǔn)確測量反應(yīng)的熱效應(yīng)比較困難。如許多化學(xué)反應(yīng)由于速率過慢，測量時間過長，因熱量散失而難于測準(zhǔn)反應(yīng)熱，也有一些化學(xué)反應(yīng)由于條件難于控制，產(chǎn)物不純，也難于測準(zhǔn)反應(yīng)熱。于是如何通過熱化學(xué)方法計算反應(yīng)熱，成為化學(xué)家關(guān)注的問題。6.生成焓

化學(xué)反應(yīng)的焓變雖然是重要的、常用的數(shù)據(jù)，但任何一種化學(xué)手冊不可能記載成千上萬化學(xué)反應(yīng)的ΔH值，因為化學(xué)反應(yīng)種類太多，不勝刊載。能從手冊查到的僅是幾千種常見純凈物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。在標(biāo)態(tài)和T（K）條件下由穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)生成1 mol化合物（或不穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)或其他形式的物種）的焓變叫作該物質(zhì)在T（K）時的標(biāo)準(zhǔn)生成焓，簡稱生成焓（也稱生成熱），符號是符號可以簡寫為

（T），其中H的左下標(biāo)―f‖表示生成，在298 K的標(biāo)準(zhǔn)生成焓的，例如在298 K

生成焓并非另一個新概念，而只是一種特定的ΔH。一種物質(zhì)焓的絕對值H無法測定，生成焓是一種相對值，有些是實驗測定的，有些則是間接計算得到的。當(dāng)知道了各種物質(zhì)的生成焓后，我們就可以很容易地計算出許多化學(xué)反應(yīng)的焓變。

任何一個反應(yīng)的焓變等于生成物生成焓之和減去反應(yīng)物生成焓之和：

這是一個非常有用的關(guān)系式，式中νi表示化學(xué)計量數(shù)。例如，對于反應(yīng)：

下表列出的是一些常見化合物在298 K時的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。

7.中和熱

發(fā)生中和反應(yīng)時，由于所用的酸和堿有強(qiáng)弱不同，又有一元、二元或多元之分，因而中和熱各不相同。

(1)一元強(qiáng)酸與一元強(qiáng)堿的中和熱

一元強(qiáng)酸跟一元強(qiáng)堿中和時，中和熱為－57.3 kJ／mol。(2)一元強(qiáng)酸與一元弱堿或一元弱酸與一元強(qiáng)堿的中和熱

如果有一元弱酸或弱堿參加中和反應(yīng)，其中和熱所放出熱量一般都低于57.3 kJ／mol，也有個別高于 57.3 kJ／mol的。這主要取決于弱酸或弱堿電離時吸熱還是放熱。

一般地說，弱酸或弱堿的電離是吸熱的，因此，中和反應(yīng)所放出的熱量還要扣除電離時吸收的那部分熱量，中和熱也就低于57.3 kJ／mol。例如，1 mol CH3COOH與1 mol NaOH溶液反應(yīng)時，中和熱是56.0 kJ／mol。

有的弱電解質(zhì)電離時是放熱的。例如，1 mol氫氟酸電離時放出10.4 kJ／mol熱量。當(dāng)它與l mol NaOH溶液反應(yīng)時，中和熱是67.7 kJ／mol。

(3)二元酸與一元強(qiáng)堿的中和熱

二元酸的電離是分兩步進(jìn)行的，兩個H+的中和熱各不相同。中和第一個H+的中和熱，等于57.3 kJ／mol減去二元酸電離出第一個H+所吸收的熱量ΔH1；中和第二個H+的中和熱，等于57.3 kJ／mol減去二元酸電離出第二個H+所吸收的熱量ΔH2。因此，二元酸與一元強(qiáng)堿的中和熱ΔH可用下式表示： ΔH＝-［2×57.3 kJ／mol－(ΔH1+ΔH2)］

(4)多元酸與一元強(qiáng)堿的中和熱

三元酸與一元強(qiáng)堿的中和熱為ΔH，三元酸里的三個H+電離時所吸收的熱量依次是 ΔH1、ΔH2、ΔH3，則得：ΔH＝-［3×57.3 kJ／mol－(ΔH1+ΔH2+ΔH3)］ 8.反應(yīng)熱與化工生產(chǎn)的關(guān)系

化學(xué)反應(yīng)中的熱量問題，對于化工生產(chǎn)有重要意義。例如，合成氨反應(yīng)是放熱的，如果不設(shè)法將這些熱量移走，反應(yīng)器內(nèi)的溫度就會過高。這樣，不僅會破壞催化劑，使產(chǎn)量降低，還可能發(fā)生爆炸事故。在制造水煤氣的反應(yīng)中，需要吸收大量的熱，如果不及時供應(yīng)所需要的熱量，反應(yīng)就不能順利進(jìn)行，甚至停止。因此，在進(jìn)行化工設(shè)計時，為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，必須事先獲得準(zhǔn)確的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)，作為制造熱交換設(shè)備和規(guī)定工藝操作條件的依據(jù)。

在化工生產(chǎn)中，熱能的綜合利用問題，不但直接關(guān)系到產(chǎn)品成本的高低，而且影響產(chǎn)率的大小?；ぴO(shè)備中的熱交換器、余熱鍋爐、熱風(fēng)爐等的設(shè)計和使用，都是為了綜合利用熱能，以便提高產(chǎn)品產(chǎn)率，降低成本。

綜上所述，研究反應(yīng)熱，對于化工生產(chǎn)適宜條件的選擇，設(shè)備的設(shè)計和使用，以及對熱能的綜合利用，都有很大的意義。9.節(jié)約能源是我國的一項基本國策

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求能源有相應(yīng)的增長，人口的增長和生活條件的改善也需要消耗更多的能量。可以說現(xiàn)代社會是一個耗能的社會，沒有相當(dāng)數(shù)量的能源是談不上現(xiàn)代化的?，F(xiàn)代

主要能源是煤、石油和天然氣，它們都是短期內(nèi)不可能再生的化石燃料，儲量都極其有限，因此必須節(jié)能。節(jié)能不是簡單地指少用能量，而是指要充分有效地利用能源，盡量降低各種產(chǎn)品的能耗，這也是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)。節(jié)能問題現(xiàn)已受到各國的普遍重視，作為能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要政策。自1973年和1979年石油輸出國組織(OPEC)兩次大幅度提高石油價格以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家不可能再依靠廉價石油來發(fā)展經(jīng)濟(jì)，美國、日本率先積極開展各種節(jié)能技術(shù)研究以緩解―能源危機(jī)‖的沖擊，使單位產(chǎn)品的能耗有明顯降低。例如國際先進(jìn)水平是每煉1 t鋼需消耗0.37 t～0.9 t標(biāo)準(zhǔn)煤，而我國目前每噸鋼的能耗約為1.3 t標(biāo)準(zhǔn)煤，也就是說我國煉鋼的能耗是國際水平的1.6倍，所以在我國節(jié)能應(yīng)該有很大的潛力可挖。

一個國家或一個地區(qū)能源利用率的高低一般是按生產(chǎn)總值和能源總消耗量的比值進(jìn)行統(tǒng)計比較的，它與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)狀況有關(guān)。如在80年代末，上海市每萬元國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值要消耗5.08 t標(biāo)準(zhǔn)煤，浙江省是5.38 t，而有的省卻高達(dá)26 t，可見它們之間能源利用率差別很大。和國際相比，我國的能耗比日本高4倍，比美國高2倍，比印度高1倍，所以若能趕上印度的能源利用率，要實現(xiàn)生產(chǎn)翻一番，似乎不必增加能源消費(fèi)量。要實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化，既要開發(fā)能源，又必須降低能耗，開源節(jié)流必須同時并舉，并且要把節(jié)流放到更重要的位置。

能耗高的原因是復(fù)雜的，從化學(xué)變化釋放能量的角度看，無非一是燃燒是否完全，二是釋放的能量是否充分利用。我國的工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐耗費(fèi)全國總能源的65％，它們是節(jié)能潛力最大的行業(yè)。設(shè)計節(jié)能的爐型、選擇節(jié)能的燃?xì)獗?燃料和空氣的比例)、控制鍋爐進(jìn)水溫度、及時清理鍋爐積垢、積灰等等都可以節(jié)能。供電系統(tǒng)和電能利用系統(tǒng)也是能源消耗量大而能量利用率低的領(lǐng)域，節(jié)能潛力較大。火力發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，通過電動機(jī)又將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，可以供機(jī)床、水泵、通風(fēng)、電動車、照明等用，這些能量轉(zhuǎn)化過程中的利用率也大有潛力可挖。例如將發(fā)電站的余熱與城市供熱供暖相結(jié)合，組成電熱聯(lián)產(chǎn)，將分散的供熱(熱損耗很大)改為集中供熱，都可有效地提高能源利用率；電動機(jī)的材料質(zhì)量、電機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)可以大大降低損耗；白熾燈的照明效率是熒光燈的一半，研制高效節(jié)能燈，并推廣使用，也是節(jié)能措施之一?？傊畤@著節(jié)能工作有許多科學(xué)技術(shù)問題亟待研究，但要使節(jié)能工作真正落到實處，不是單純的技術(shù)問題，還要涉及行政管理、能源政策、節(jié)能法規(guī)、能源價格等各方面的因素。

我國長期面臨能源供不應(yīng)求的局面，人均能源水平低，同時能源利用率低，單位產(chǎn)品能耗高。所以必須用節(jié)能來緩解供需矛盾，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時也有利于環(huán)境保護(hù)。因此節(jié)能是我國的一項基本國策。

(摘自浙江大學(xué)普通化學(xué)教研組編《普通化學(xué)》第4版)

第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率

一、教學(xué)設(shè)計

在學(xué)生已有的物體運(yùn)動速度的基礎(chǔ)上，引入化學(xué)反應(yīng)速率的概念不會給學(xué)生帶來太大的困難，但化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法卻將是一個難點(diǎn)。為了增加學(xué)生的感性認(rèn)識，用【實驗2－1】來引導(dǎo)學(xué)生，使他們得出只根據(jù)看到的氣泡產(chǎn)生的快、慢來表示反應(yīng)的速率是模糊的、不準(zhǔn)確的判斷。通過教科書圖2－1的提示，學(xué)生很容易想到可從測量H2的體積來比較反應(yīng)

的快慢。這種測量可以是在相同的時間內(nèi)看H2體積的多少，也可以看產(chǎn)生相同體積的H2所耗時間的多少。如果在相同時間內(nèi)測量溶液中H+濃度的變化，測量鋅粒質(zhì)量的變化，也都可以定量比較這個反應(yīng)進(jìn)行的快慢。學(xué)生通過討論交流，可以發(fā)現(xiàn)表示反應(yīng)速率的方法有多種，因此可以通過多種實驗來測定某些化學(xué)反應(yīng)的速率。在交流中得出：反應(yīng)速率表示方法的共同之處，都是用在單位時間內(nèi)反應(yīng)前后的反應(yīng)物或生成物的量（物質(zhì)的量）的變化來表示。顯然該反應(yīng)以測量H2的體積最為簡便易行。然后，引導(dǎo)學(xué)生得出：化學(xué)反應(yīng)速率通常總是用單位時間內(nèi)反應(yīng)前后的反應(yīng)物或生成物的濃度（物質(zhì)的量濃度）的變化來表示。維果茨基指出：―在游戲中，一個孩子的行為總是超越于他的實際年齡，他的日常行為在游戲中比他本身的實際水平要高出一點(diǎn)‖。充分利用實驗教學(xué)的功能，可啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生的思維。

【實驗2-1】最好以邊講邊做的形式進(jìn)行，在實驗中加深學(xué)生對知識的理解。也可以讓學(xué)生分組討論，列舉生活中的事例，由感性認(rèn)識逐步上升為理性認(rèn)識。

教學(xué)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.準(zhǔn)確把握教學(xué)要求，不要過分拓展教學(xué)內(nèi)容，把規(guī)定的內(nèi)容講透徹，講明白。2.讓學(xué)生調(diào)動、利用已有的知識儲備與新知識嫁接。

3.利用好教科書，給學(xué)生閱讀和思考的空間，把握化學(xué)反應(yīng)速率表示方法的要點(diǎn)。4.充分利用好【實驗

】，讓學(xué)生討論清楚實驗?zāi)康暮蛯嶒灧椒?，做好實驗?/p>

5.準(zhǔn)備1~2個練習(xí)題，強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時間內(nèi)反應(yīng)前后反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示的。

本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。

二、活動建議

圖2-1 排水量氣裝置

【實驗2-1】注意檢驗裝置的氣密性，尤其是注射器的內(nèi)外管是否密合得很好。酸的濃度要適中，否則，控制生成H2的速率會發(fā)生困難。氣體收集可以用排水量氣裝置代替，如圖2－1所示。

三、問題交流 【學(xué)與問1】

1.ν（H2）=1.2 mol/（L·min）

2.在同一個化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物濃度的減少和生成物濃度的增加都是按照化學(xué)方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)關(guān)系成比例變化的。當(dāng)計量數(shù)不同時，在相同的時間內(nèi)濃度變化量是按照其計量數(shù)關(guān)系增大或減少的，反應(yīng)速率值自然不同。所以，在同一個化學(xué)反應(yīng)中以不同物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)時，速率值可能不同，反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比。例如：反應(yīng)

在一定條件下發(fā)生，分別以四種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率值之比為1∶1∶1∶1，而對反應(yīng)值之比為2∶1∶2?！緦W(xué)與問2】

對于鋅粒和硫酸的反應(yīng)，測定反應(yīng)速率的方法不止一種，如測量溶液中H+濃度的變化，測量鋅粒質(zhì)量的變化，甚至使用一些物理儀器測量溶液的電導(dǎo)變化、反應(yīng)的熱量變化等，都可以比較出二者的反應(yīng)速率的不同。不要限制學(xué)生的思路，要鼓勵學(xué)生敢想，多想，在眾多的正確答案中找出最簡單易行的方法。

可以考慮設(shè)計一些補(bǔ)充思考題，如：（1）化學(xué)反應(yīng)速率是怎樣定義的？

（2）你是怎樣理解化學(xué)反應(yīng)速率定義的？從反應(yīng)物的聚集狀態(tài)、生產(chǎn)實際出發(fā)，應(yīng)該如何表示反應(yīng)速率為好？

四、習(xí)題參考

（一）參考答案 1.略。2.1∶3∶2。

3.（1）A；（2）C；（3）B。4.D。5.A。

（二）補(bǔ)充習(xí)題 在的反應(yīng)中，經(jīng)t秒后C的濃度增加m mol/L，則用B，分別以SO2、O2、SO3表示的反應(yīng)速率濃度的變化來表示的反應(yīng)速率是（）。

參考答案：C。

第二節(jié) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

一、教學(xué)設(shè)計

奧蘇伯爾在代表作《教育心理學(xué)——認(rèn)知觀點(diǎn)》的扉頁上寫道：―假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸納為一條原理的話，那么，我將一言以蔽之曰：影響學(xué)習(xí)的惟一最重要的因素，就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么。要探明這一點(diǎn)，并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué)?！?/p>

在學(xué)生積累了大量影響化學(xué)反應(yīng)速率現(xiàn)象的感性認(rèn)識之后，有必要從理論上給以升華，讓學(xué)生實現(xiàn)從現(xiàn)象到本質(zhì)，進(jìn)而利用理論指導(dǎo)實踐，完成一次認(rèn)識的飛躍。為了讓學(xué)生清楚化學(xué)與生活息息相關(guān)，教科書列舉了生活中的常見事實，讓學(xué)生在觀察、體悟的過程中感受化學(xué)。

要明確反應(yīng)物的本質(zhì)決定了反應(yīng)速率。在討論影響速率的因素時著重介紹濃度、壓強(qiáng)、溫度及催化劑等外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，并利用緒言中的有效碰撞模型加以解釋，其中除活化分子、活化能概念外，還提到了活化分子百分?jǐn)?shù)，雖然這是新出現(xiàn)的概念，但從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看不是新知識，應(yīng)不難理解。教學(xué)中在利用理論模型加深學(xué)生對實驗現(xiàn)象的理解的同時，應(yīng)注意讓學(xué)生體會理論模型的意義。催化劑在化工生產(chǎn)中是至關(guān)重要的，教科書簡單提到了它的選擇性，以及在尋找良好催化劑的研究上還需要理論上的重大突破，以激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)、探究的欲望。

濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，是本章教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)。教科書安排了【實驗2－2】、【實驗2－3】和【實驗2－4】，意圖是通過實驗加深學(xué)生對濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的認(rèn)識，為后續(xù)化學(xué)平衡移動的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)；同時通過科學(xué)探究激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)一步加深他們對知識的理解。

濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是教學(xué)中的重點(diǎn)。建議在教學(xué)中直接應(yīng)用有關(guān)的名詞概念，不做進(jìn)一步的擴(kuò)展（根據(jù)學(xué)生情況，可讓學(xué)生自己查閱相關(guān)資料）。適度介紹其他條件對反應(yīng)速率的影響，進(jìn)而得出所有能向反應(yīng)體系中輸入能量，增加有效碰撞機(jī)會的方法都能提高反應(yīng)速率的結(jié)論。

具體教學(xué)建議如下：

1.盡可能采用邊講邊實驗的方式，增加學(xué)生動手的機(jī)會，加深體驗，有利于他們從中領(lǐng)悟教科書內(nèi)容。

2.盡可能利用數(shù)據(jù)、動畫等方法進(jìn)行說明，以使教學(xué)深入淺出、生動形象。3.可以自行設(shè)計、開發(fā)實驗，以增強(qiáng)教學(xué)效果，如：

（1）改變Na2S2O3和H2SO4的濃度，觀察出現(xiàn)渾濁所需的時間。

（2）用兩張濾紙條蘸FeSO4的濃溶液，其一置于空氣中，另一置于O2中，觀察紙條顏色變化的快慢。

（3）取30%的H2O2 2 mL于試管中，插入用砂紙打光的銅絲，有氣泡迅速生成。2H2O2 == 2H2O+O2↑

4.也可以設(shè)計思考題，如：

（1）請列舉生活中有關(guān)影響化學(xué)反應(yīng)速率的事實。

（2）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？是如何影響的？怎樣解釋？

*（3）從化學(xué)鍵角度思考反應(yīng)物分子中鍵能的高低對反應(yīng)的活化能及反應(yīng)速率的影響。

二、活動建議 【實驗2-2】

（1）KMnO4溶液的濃度不要大，否則溶液顏色過重，需要草酸的量及褪色時間都要發(fā)生相應(yīng)變化。配制成0.01 mol·L-1比較合適。KMnO4溶液要用硫酸酸化。

（2）為保證KMnO4溶液的紫紅色徹底褪去，本實驗中草酸用量分別過量了1倍和3倍，可以調(diào)整草酸用量，探求更好的實驗效果。

（3）實驗開始時溶液褪色較慢，由于反應(yīng)中生成的Mn2+具有催化作用，隨后褪色會加快?！緦嶒?-3】

本實驗所用的冷水用自來水即可，若用冰水混合物溫度更低，出現(xiàn)渾濁的時間更長，更利于比較。為了便于比較，使渾濁程度相同，可在試管背后做一個黑色標(biāo)記，以其被遮住為準(zhǔn)。最好用體育比賽用的秒表來連續(xù)計時。【實驗2-4】

MnO2的催化反應(yīng)，根據(jù)H2O2的濃度來調(diào)整木條余燼距離液面的高度，直接使用濃度較高的（30%）H2O2時，余燼距離液面遠(yuǎn)些（3 cm左右），否則會因泡沫過多而使余燼熄滅。開頭帶余燼的木條懸在液面上沒有明顯變化（說明H2O2沒有明顯分解），從漏斗加入MnO2粉末后，立刻看到木條余燼復(fù)燃，說明瓶中有大量氣體逸出（突顯了催化劑的作用）。H2O2濃度較低時余燼離液面應(yīng)近些（2 cm左右），以免實驗現(xiàn)象不明顯。實驗時要把準(zhǔn)備工作做好，當(dāng)把帶余燼的木條放入錐型瓶時，要迅速從漏斗撒入MnO2粉末，不要讓余燼在瓶內(nèi)停留時間過長，以免煙多影響觀察?！究茖W(xué)探究1】

1.因為方程式已經(jīng)給出信息4I-+O2+4H+ == 2I2+2H2O，在不加酸的情況下，O2不能氧化I-，所以，要先向一定體積的KI溶液中滴加淀粉溶液，然后再加入稀硫酸。

2.直鏈淀粉主要是1，4-α-糖苷型的結(jié)合，它們盤旋成一個螺旋，每一圈約含6個葡萄糖單位，每個分子中的一個基團(tuán)和另一個基團(tuán)保持著一定的關(guān)系和距離。分子的結(jié)構(gòu)不僅取決于分子中原子間的化學(xué)鍵聯(lián)系，還要看立體形象，而這個立體形象取決于分子中的長鏈的盤旋情況。直鏈淀粉形成螺旋后，中間的隧道恰好可以裝入碘分子，形成一個藍(lán)色絡(luò)合物。溫度高（近沸）時，淀粉中的氫鍵作用大大削弱，長鏈的螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，I2分子與淀粉的作用大大削弱，溶液呈無色。冷卻后長鏈的螺旋結(jié)構(gòu)重新形成，又出現(xiàn)藍(lán)色。建議本實驗做室溫和0 ℃（冰水混合物）時的比較。【科學(xué)探究2】

1.向5%的H2O2中滴入FeCl3或CuSO4溶液時都有細(xì)小氣泡產(chǎn)生，滴入FeCl3溶液產(chǎn)生的氣泡更快些，說明催化劑是有選擇性的?？梢詤⒖肌緦嶒?-1】把本實驗變成一個定量實驗。

2.本實驗是【實驗2-2】的延續(xù)。

由于Mn2+對KMnO4的氧化作用有催化功能，所以加入Mn2+的試液中的顏色褪色明顯快些。反應(yīng)機(jī)理可能如下： Mn(Ⅶ)+Mn(Ⅱ)→ Mn(Ⅵ)+Mn(Ⅲ)Mn(Ⅵ)+Mn(Ⅱ)→ 2Mn(Ⅳ)Mn(Ⅳ)+Mn(Ⅱ)→ 2Mn(Ⅲ)Mn(Ⅲ)與C2O42-生成一系列絡(luò)合物，MnC2O4+、Mn(C2O4)2-、Mn(C2O4)33-等，它們慢慢分解為Mn(Ⅱ)和CO2。MnC2O4+ → Mn2++CO2+ ·CO2-Mn(Ⅲ)+·CO2-→ Mn2++CO2

總反應(yīng)為：2MnO4-+5C2O42-+16H+ → 2Mn2++5CO2↑+8H2O 3.淀粉在酸的催化下可以水解生成葡萄糖

如果欲達(dá)到使淀粉水解完全的目的，需要很長時間；在淀粉溶液中加入碘水后，淀粉溶液變藍(lán)。實驗時，把另一支試管中事先備好的唾液倒入淀粉和碘水的混合溶液中，稍加振蕩，藍(lán)色迅速褪去。這是由于唾液中含有一種淀粉酶，它在很溫和的實驗條件下，具有很高的催化活性。

本實驗進(jìn)一步說明了催化劑有選擇性。

三、習(xí)題參考

（一）參考答案

1.（1）加快。增大了反應(yīng)物的濃度，使反應(yīng)速率增大。

（2）沒有加快。通入N2后，容器內(nèi)的氣體物質(zhì)的量增加，容器承受的壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物的濃度（或其分壓）沒有增大，反應(yīng)速率不能增大。

（3）降低。由于加入了N2，要保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，就必須使容器的容積加大，造成H2和I2蒸氣的濃度減小，所以，反應(yīng)速率減小。

（4）不變。在一定溫度和壓強(qiáng)下，氣體體積與氣體的物質(zhì)的量成正比，反應(yīng)物的物質(zhì)的量增大一倍，容器的容積增大一倍，反應(yīng)物的濃度沒有變化，所以，反應(yīng)速率不變。（5）加快。提高溫度，反應(yīng)物分子具有的能量增加，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，運(yùn)動速率加快，單位時間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率增大。

2.A。催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，成千上萬倍地提高反應(yīng)速率，使得緩慢發(fā)生的反應(yīng)2CO+2NO== N2+2CO2迅速進(jìn)行。給導(dǎo)出的汽車尾氣再加壓、升溫的想法不合乎實際。

（二）補(bǔ)充習(xí)題

1.從下列實驗事實所引出的相應(yīng)結(jié)論正確的是（）。

2.在鋅與某濃度的鹽酸起反應(yīng)的實驗中，一個學(xué)生得到下面的結(jié)果：

則下列說法正確的是（）。

①t1=75 s ②t2>200>t3③單位時間內(nèi)消耗的鋅的質(zhì)量mG>mF>mB A.① B.①② C.只有② D.全部正確 參考答案 1.A、C；2.C。

第三節(jié) 化學(xué)平衡

一、教學(xué)設(shè)計

隨著化學(xué)知識的不斷積累和對實驗現(xiàn)象的深入觀察，學(xué)生可能會產(chǎn)生是不是所有的化學(xué)反應(yīng)都能進(jìn)行完全（達(dá)到反應(yīng)的限度）這樣的疑問。教學(xué)中可本著溫故知新的原則，從學(xué)生已有關(guān)于溶解的知識，從溶解平衡導(dǎo)入化學(xué)平衡。從一個熟悉的內(nèi)容出發(fā)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行思考，充分利用學(xué)生的―最近發(fā)展區(qū)‖（最近發(fā)展區(qū)理論強(qiáng)調(diào)人的思維是有彈性、有潛力的，在不同

的社會環(huán)境中具有伸縮性。這樣，對同一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，在不同時間多次進(jìn)行，而且每次都是經(jīng)過改組的，目的不同的，分別著眼于問題的不同側(cè)面，就會使學(xué)生的認(rèn)識逐步深入）。通過對溶解平衡的理解和遷移，讓學(xué)生建立起化學(xué)平衡是個動態(tài)平衡的概念。再用頗具啟發(fā)性的化學(xué)實驗引導(dǎo)學(xué)生得出使化學(xué)平衡移動的條件，達(dá)到既激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，又啟發(fā)思維的目的。為了加深學(xué)生對化學(xué)平衡的認(rèn)識，教科書列舉了H2(g)+I2(g)

2HI反應(yīng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從定量角度給以深化，希望學(xué)生能夠從變化的數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，即化學(xué)平衡常數(shù)，并學(xué)會描述化學(xué)平衡的建立過程，知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

對化學(xué)平衡的教學(xué)應(yīng)重視實驗，教師應(yīng)精心準(zhǔn)備實驗，最好以邊講邊實驗的形式進(jìn)行。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生充分討論，一方面要提供建構(gòu)理解所需的基礎(chǔ)，同時又要留給學(xué)生廣闊的建構(gòu)的空間，讓他們針對具體情境采用適當(dāng)?shù)牟呗?，師生共同歸納出平衡移動原理。對于影響化學(xué)平衡的條件應(yīng)重點(diǎn)講解濃度對化學(xué)平衡的影響，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用濃度變化對化學(xué)反應(yīng)速率的影響來解釋濃度變化對化學(xué)平衡的影響，進(jìn)而推及壓強(qiáng)變化對化學(xué)平衡的影響；要通過實驗引導(dǎo)學(xué)生得出總是吸熱方向的反應(yīng)速率對溫度的變化最敏感，變化幅度最大，從而得出溫度變化導(dǎo)致平衡移動的方向；要引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)平衡狀態(tài)的定義（各組分的百分含量保持不變）來理解化學(xué)平衡常數(shù)，學(xué)會利用數(shù)據(jù)，從中分析總結(jié)規(guī)律。對Kc而言，它只受溫度影響，不受濃度影響，不必進(jìn)一步推導(dǎo)說明。

本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是： 1.建立化學(xué)平衡的概念。2.影響化學(xué)平衡移動的條件。3.勒沙特列原理的歸納總結(jié)。建議采用如下模式進(jìn)行教學(xué)：

還可以設(shè)計提出下述思考題：

1.反應(yīng)物濃度的變化如何影響化學(xué)平衡？加以理論解釋。2.能否把它們用于解釋壓強(qiáng)對氣體反應(yīng)的化學(xué)平衡的影響？ 3.通過觀察2NO2何種推論？

4.怎樣用圖形表示濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等對化學(xué)平衡的影響？

N2O4這個平衡體系在冷水和熱水中顏色的變化，你可以得出5.K值的大與小說明了什么？在同一條件下，正、逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)有何關(guān)系？

二、活動建議 【實驗2-5】

K2Cr2O7是橙紅色晶體。

為了使溶液的體積變化忽略不計，加酸和堿的濃度都要大些，以使加入量不多，且可避免生成多酸?？梢栽诘稳胨嵊^察溶液顏色變化后，再滴入堿液，進(jìn)行顏色對比。使學(xué)生留下清晰的印象?！緦嶒?-6】

在0.005 mol/L的FeCl3溶液中加入0.01 mol/L的KSCN溶液，振蕩，所得溶液的紅色較淺。本實驗的關(guān)鍵是第一次獲得的Fe(SCN)3溶液濃度要小，然后滴加濃的FeCl3、KSCN溶液時才會有明顯的顏色變化。

因為Fe(OH)3的溶解度非常小，滴加NaOH溶液后發(fā)生反應(yīng)Fe3++3OH-== Fe(OH)3↓，使溶液中的Fe3+濃度降低，混合液的顏色變淺。NaOH溶液不要加入過多，只要使溶液的紅色變淺即可?！緦嶒?-7】

實驗時，可把NO2的平衡球在熱水和冰水中交替進(jìn)行浸泡，觀察顏色變化。

三、問題交流 【思考與交流】

1.化學(xué)平衡狀態(tài)發(fā)生了改變。當(dāng)?shù)渭訚獾腇eCl3或KSCN溶液時，溶液顏色都變得更紅，說明Fe(SCN)3的濃度增大，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。當(dāng)向溶液中滴加NaOH溶液時，紅色變淺，說明Fe(SCN)3的濃度變小。

2.通過上述實驗結(jié)果，可以推知：增大反應(yīng)物濃度化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，減小反應(yīng)物濃度化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動?！緦W(xué)與問】

對于已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)，減小反應(yīng)物濃度正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動；增大反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率增大，平衡向正方反應(yīng)方向移動。

四、習(xí)題參考

（一）參考答案

1.正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量（或濃度）保持不變。

2.3.反應(yīng)混合物各組分的百分含量，濃度、溫度、壓強(qiáng)（反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量有變化的反應(yīng)），同等程度地改變正、逆反應(yīng)，不能使。

4.（1）該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以，反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4 kJ。

45（2）適當(dāng)降低溫度，增大壓強(qiáng)。5.B； 6.C； 7.C； 8.C。9.設(shè)：CO的消耗濃度為x。

（二）補(bǔ)充習(xí)題 1.某化學(xué)反應(yīng)2A（g）

B（g）+D(g)在四種不同條件下進(jìn)行，B、D起始濃度為零，反應(yīng)物A的濃度隨反應(yīng)時間的變化情況如下表：

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空：（實驗序號1以（1）代表，余同）在（1）中，反應(yīng)在10至20 min內(nèi)平均速率為____mol·L-1·min-1。在（2）中，A的初始濃度c2=____mol·L-1。

設(shè)（3）的反應(yīng)速率為v3，（1）的反應(yīng)速率為v1，則v3 ___ v1（填＞、=、＜）且c3 ___ 1.0 mol·L-1）（填＞、=、＜）。

（4）比較（4）和（1），可推測該反應(yīng)是反應(yīng)（選填吸熱、放熱）。理由是____。2.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A（g）+B(g)

2C(g)達(dá)到平衡時，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4 mol、2 mol和4 mol，保持溫度和壓強(qiáng)不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是（）。A.均減半 B.均加倍

C.均增加1 mol D.均減少1 mol 參考答案：

1.（1）0.013（2）1.0（3）＞，＞（4）吸熱，因為溫度升高時，平衡向右移動?！竞單觥恳獙W(xué)會分組對比，（1）和（2）反應(yīng)溫度相同，雖然達(dá)到平衡濃度所需時間不同，但平衡濃度相同，只有起始濃度相等才行。為什么（2）達(dá)到平衡所需時間短，該反應(yīng)是一個氣體Δn=0的反應(yīng)，可以理解為（2）反應(yīng)時的壓強(qiáng)較高或是加入了催化劑。（2）、（3）反應(yīng)溫度相同，平衡濃度（3）＞（2），只有（3）的起始濃度大才行。（1）和（4）起始濃度相同，但（4）的反應(yīng)溫度高、平衡濃度低，只有吸熱反應(yīng)才行。2.C。【簡析】

本題是一個氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，它的特殊條件是：―容積可變的容器‖―保持溫度和壓強(qiáng)不變‖。在保持溫度和壓強(qiáng)不變的情況下，把平衡混合物中三者的物質(zhì)的量―均減半‖或―均加倍‖，容器的容積必須減半或加倍。反應(yīng)混合物的濃度沒有發(fā)生變化，對一個氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，改變條件后，反應(yīng)混合物的濃度不發(fā)生變化，平衡是不移動的。

題目給的條件是A、B、C三種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2，若把A、B、C三種物質(zhì)各增加1 mol拆分為A、B、C，依次為1 mol、、1 mol，使之符合2∶1∶2，在―容積可變的容器‖―保持溫度和壓強(qiáng)不變‖的條件下，各物質(zhì)的濃度仍然不變，多余了，就可以判斷為增大了反應(yīng)物的濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動。若各減少1 mol，思路與之相似，應(yīng)向左移動。

第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

一、教學(xué)設(shè)計

認(rèn)識新知識與舊知識之間的聯(lián)系，并把新知識納入自己已有的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)，使知識成為自己的，是學(xué)生主動建構(gòu)知識體系的必經(jīng)之路。在學(xué)生學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)及其能量變化、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)的限度之后，教科書安排了難度較大的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容要用到自由能知識（ΔG=ΔH-TΔS），這對高中學(xué)生來說有一定難度。根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》只要求學(xué)生―能用焓變和熵變說明化學(xué)進(jìn)行的方向‖，對自由能知識沒有相關(guān)要求。從學(xué)生的知識基礎(chǔ)考慮，教材回避了焓判據(jù)、熵判據(jù)的理論推導(dǎo)，從學(xué)生的已有知識和生活經(jīng)驗出發(fā)，分四個層次就化學(xué)反應(yīng)的方向進(jìn)行了介紹。首先，以學(xué)生熟悉的自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng)為例，介紹化學(xué)反應(yīng)有向能量降低方向自發(fā)進(jìn)行的傾向——焓判據(jù)；以生活現(xiàn)象為例，說明混亂度（熵）增加是自然界的普遍規(guī)律，也是化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的一種傾向——熵判據(jù)。其次，用實例說明單獨(dú)運(yùn)用上述判據(jù)中的任一種，都可能出現(xiàn)錯誤，都是不全面的。第三，要正確的判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，需要綜合考慮焓變和熵變的復(fù)合判據(jù)，這一判據(jù)的推導(dǎo)是大學(xué)化學(xué)的內(nèi)容，需留待以后學(xué)習(xí)。第四，在【科學(xué)視野】中簡單介紹了自由能判據(jù)的結(jié)論性內(nèi)容。這只是為特別有興趣的學(xué)生準(zhǔn)備的，教學(xué)中對此不作要求。為了使學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)形成科學(xué)的認(rèn)識，教材利用日常生活中的見聞?wù)T導(dǎo)學(xué)生得出：根據(jù)反應(yīng)的焓變和熵變的大小，只能判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的可能性，不能確定反應(yīng)是否一定發(fā)生或反應(yīng)速率的大小。教學(xué)中要通過上述知識的介紹，使學(xué)生體會事物的發(fā)展、變化常常受多種因素的制約，要全面分析問題。

本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：焓減與熵增與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系。

教學(xué)建議如下：教學(xué)中對于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的問題要充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，在他們的熱烈交流中，逐漸得出化學(xué)反應(yīng)總是向著使體系能量降低的方向進(jìn)行。反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)（焓變）與反應(yīng)熱是一致的，不必把焓變與反應(yīng)的等容熱效應(yīng)聯(lián)系起來。對熵的教學(xué)，建議也只停留在混亂度這個層面上，不必給出嚴(yán)格的熵的定義，以免使問題復(fù)雜化。在整個教學(xué)活動中要營造一個能讓學(xué)生展現(xiàn)自我的氛圍，充分發(fā)展學(xué)生的思維，要多向互動，充分交流，為學(xué)生主動構(gòu)建、發(fā)展自己的知識體系提供幫助，達(dá)到能初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響的教學(xué)目的。

二、活動建議

可以提出一些問題、補(bǔ)充一些實驗，啟發(fā)學(xué)生思考。如可提出這樣的問題： 請列舉你所知道的自發(fā)進(jìn)行的過程（酚酞試液在NaOH溶液中的擴(kuò)散，香水香氣的擴(kuò)散等），由此你能得出何種結(jié)論？

可補(bǔ)充氣體擴(kuò)散的實驗：充滿NO2的集氣瓶上倒扣一個空集氣瓶，靜置，上瓶逐漸出現(xiàn)棕色。NO2自發(fā)擴(kuò)散到空瓶中。

三、問題交流 【學(xué)與問】

由于反應(yīng)中生成氣體是熵增大的過程，所以增大了反應(yīng)的自發(fā)性。與之類似的如用濃磷酸與食鹽固體反應(yīng)制取HCl氣體，對復(fù)分解反應(yīng)來說看似矛盾，但生成了HCl氣體，是熵增大的過程，HCl脫離反應(yīng)體系，使得反應(yīng)得以正常進(jìn)行。在熔融態(tài)，用金屬鈉與KCl反應(yīng)制取鉀，把反應(yīng)溫度控制在金屬鉀的沸點(diǎn)以上，使鉀以氣體形式產(chǎn)生，既是熵增大的過程，又是減少生成物濃度平衡向正反應(yīng)方向移動等，都是利用理論知識使看似不能發(fā)生的反應(yīng)得以進(jìn)行。

四、習(xí)題參考 參考答案

1.銨鹽溶解常常是吸熱的，但它們都能在水中自發(fā)地溶解。把兩種或兩種以上彼此不發(fā)生反應(yīng)的氣體依次通入到同一個密閉容器中，它們能自發(fā)地混合均勻。

2.在封閉體系中焓減和熵增的反應(yīng)是容易自發(fā)發(fā)生的。在判斷化學(xué)反應(yīng)的方向時不能只根據(jù)焓變ΔH＜0或熵增中的一項就得出結(jié)論，而是要全面考慮才能得出正確結(jié)論。教學(xué)資源1 1.化學(xué)反應(yīng)速率

在等容體系中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)速率通常是用一種反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度在單位時間內(nèi)的變化來表示。隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度在減小，生成物的濃度在增加，反應(yīng)速率隨時都在變化，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大。所以，化學(xué)反應(yīng)速率有平均反應(yīng)速率和即時反應(yīng)速率之分。

教科書中的計算方法求出的速率是平均速率，是在某一時間段內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量：

在濃度計算過程中，總是用某一時刻的濃度減去起始濃度來求濃度的變化。為了保證速率值為正值，在求算反應(yīng)物的濃度變化時，要在差值前加一個負(fù)號―－‖，即反應(yīng)物的濃度變化＝－（某一時刻的濃度－起始濃度）。

對于反應(yīng) aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在進(jìn)行時，反應(yīng)物和生成物都是按其計量數(shù)比消耗和生成的，如果A的消耗濃度為w，B的消耗濃度則為bw/a，即A、B的消耗濃度之比為a∶b；同理，C、D的生成濃度之比為c∶d，所以在同一個化學(xué)反應(yīng)中以不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率其數(shù)值可能不同，其關(guān)系為 νA∶νB∶νC∶νD=a∶b∶c∶d 表示化學(xué)反應(yīng)的即時速率要用到高等數(shù)學(xué)中的微分學(xué)知識，如反應(yīng)物A的即時速率為（無限小的濃度變化與無限小的時間變化之比），但其速率大小關(guān)系仍為

νA∶νB∶νC∶νD=a∶b∶c∶d 測定化學(xué)反應(yīng)速率的方法一般分為化學(xué)方法和物理方法兩種。

化學(xué)方法利用化學(xué)分析方法來測定某時刻反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度。使用這種方法測定反應(yīng)速率時，必須讓取出的樣品立即停止反應(yīng)，否則所測定的濃度值就不準(zhǔn)確。使反應(yīng)立即停止的方法有驟冷、沖稀、加入阻化劑或去除催化劑等。要根據(jù)具體反應(yīng)的特點(diǎn)選擇適宜的方法，這種方法可以直接得出不同時刻的濃度數(shù)據(jù)。

物理方法通過反應(yīng)物、生成物物理性質(zhì)的測定來求出其對應(yīng)的濃度。例如測定體系的旋光度、折光率、電導(dǎo)、電動勢、導(dǎo)熱率、吸收光譜、壓力或體積的變化等。利用這種方法進(jìn)行測定，必須要先找出物質(zhì)濃度與被測物理性質(zhì)之間的關(guān)系才行。此類方法快速便捷，可以連續(xù)測定，自動記錄。2.催化劑加速化學(xué)反應(yīng)的原理

催化作用原理十分復(fù)雜。幾十年來，有關(guān)催化劑的資料積累了許多，也提出過不少的催化理論，但至今還缺乏適用范圍廣泛的理論來闡明催化劑的作用原理，并指導(dǎo)人們更好地選擇催化劑。這是由于催化反應(yīng)，特別是多相催化反應(yīng)，是一個十分復(fù)雜的問題。它不僅涉及一般的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，而且還涉及到固體物理學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)和表面化學(xué)等學(xué)科，而這些都是人們至今還在探索的科學(xué)領(lǐng)域。另一方面，催化理論的研究，還必須借助于先進(jìn)的實驗手段，但目前研究催化劑反應(yīng)機(jī)理的實驗工具還不夠完善，至今人們還無法洞察催化反應(yīng)在進(jìn)行過程中催化劑表面的結(jié)構(gòu)變化，以及反應(yīng)物在具體催化過程中的轉(zhuǎn)化情況。目前催化理論落后于催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中所獲得的巨大成就，所以必須加強(qiáng)催化學(xué)科基礎(chǔ)理論的研究。

催化劑與反應(yīng)物同處于均勻的氣相或液相中的催化稱為單相催化(又叫均相催化)。單相催化一般認(rèn)為是反應(yīng)物與催化劑先生成一定的中間產(chǎn)物，然后催化劑又從這些中間產(chǎn)物中產(chǎn)生出來。反應(yīng)物與催化劑形成中間產(chǎn)物，再由中間產(chǎn)物變?yōu)楫a(chǎn)物,其總的活化能，要比反應(yīng)物之間直接反應(yīng)成為生成物的活化能小得多。例如，乙醛分解為甲烷和一氧化碳的反應(yīng)： CH3CHO → CH4+CO 49 在518 ℃時，如果沒有催化劑，此反應(yīng)的活化能是190 kJ。但若有碘蒸氣作催化劑，此反應(yīng)分兩步進(jìn)行：

CH3CHO+I2 → CH3I＋HI+CO CH3I+HI → CH4+I2

兩步反應(yīng)所需的總的活化能為136 kJ。用碘作催化劑后，活化能降低了54 kJ，使反應(yīng)速率加大約1萬倍。

在水溶液中的單相催化，大都是由H+或OH-所引起的。例如，在水溶液中糖的轉(zhuǎn)化、酯的水解、酰胺及縮醛的水解等，都因有H+的參加而加速。

催化劑自成一相(固相)，在催化劑表面進(jìn)行的催化作用叫做多相催化。對于多相催化反應(yīng)，目前有三種理論：即活性中心理論、活化絡(luò)合物理論和多位理論。

(1)活性中心理論

活性中心理論認(rèn)為，催化作用發(fā)生在催化劑表面上的某些活性中心。由于這些活性中心對反應(yīng)物分子產(chǎn)生化學(xué)吸附，使反應(yīng)物分子變形，化學(xué)鍵松弛，呈現(xiàn)活化狀態(tài)，從而發(fā)生催化作用。在固體表面，活性中心存在于棱角、突起或缺陷部位。因為這些部位的價鍵具有較大的不飽和性，所以具有較大的吸附能力。通?；钚灾行闹徽颊麄€催化劑表面的很小部分。例如，合成氨的鐵催化劑的活性中心只占總表面積的％。活性中心理論可以解釋：為什么微量的毒物就能使催化劑喪失活性(毒物破壞或占據(jù)活性中心)，為什么催化劑的活性與制備條件有關(guān)(制備條件能影響晶體結(jié)構(gòu)，即影響活性中心的形成)。

(2)活化絡(luò)合物理論

活化絡(luò)合物理論闡明了活性中心是怎樣使反應(yīng)物活化的，這種理論認(rèn)為，反應(yīng)物分子被催化劑的活性中心吸附以后，與活性中心形成一種具有活性的絡(luò)合物(稱為活化絡(luò)合物)。由于這種活化絡(luò)合物的形成，使原來分子中的化學(xué)鍵松弛，因而反應(yīng)的活化能大大降低，這就為反應(yīng)的進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件。

(3)多位理論

活性中心理論和活化絡(luò)合物理論都沒有注意到催化劑表面活性中心的結(jié)構(gòu)，因而不能充分解釋催化劑的選擇性。多位理論認(rèn)為，表面活性中心的分布不是雜亂無章的，而是具有一定的幾何規(guī)整性。只有活性中心的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)物分子的結(jié)構(gòu)成幾何對應(yīng)時，才能形成多位的活化絡(luò)合物，從而發(fā)生催化作用。這時催化劑的活性中心不僅使反應(yīng)物分子的某些鍵變得松弛，而且還由于幾何位置的有利條件使新鍵得以形成。

上述的三種多相催化理論都能解釋一些現(xiàn)象，但還有許多事實不能說明。在這三種理論中，有兩點(diǎn)是共同的：第一，認(rèn)為催化劑表面有活性中心存在，催化劑表面結(jié)構(gòu)不是均勻的，催化能力不是各處一樣。第二，認(rèn)為反應(yīng)物分子與活性中心之間相互作用的結(jié)果使化學(xué)鍵發(fā)生改組，從而生成產(chǎn)物。至于活性中心的本質(zhì)和活化絡(luò)合物的本質(zhì)，是今后需進(jìn)一步研究的重要課題。3.化學(xué)平衡常數(shù)

（1）平衡常數(shù)表達(dá)式及其意義

對于化學(xué)反應(yīng) mA+nB

pC+qD

第四篇：人教版·選修4化學(xué)反應(yīng)原理

人教版·選修4化學(xué)反應(yīng)原理

【教學(xué)目標(biāo)】

進(jìn)一步認(rèn)識原電池，了解原電池的工作原理；經(jīng)過對簡單原電池裝置的優(yōu)化，感受科學(xué)探究的過程；在學(xué)習(xí)中體驗并享受探究帶來的快樂，感受化學(xué)世界的奇妙。

【教學(xué)重點(diǎn)】簡單原電池的優(yōu)化方法。

【教學(xué)難點(diǎn)】鹽橋原電池的功能與價值。

【教學(xué)方法】創(chuàng)設(shè)情境―探究―實驗，分析―推理―歸納。

【教學(xué)過程】

引入：氫氧燃料電池汽車視頻。（教師解說）

師：氫氧燃料電池是根據(jù)什么原理來設(shè)計的？

生：原電池。

師：今天我們繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)原電池的知識。

師：在必修二的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)習(xí)了簡單原電池的構(gòu)造和原理，請同學(xué)們根據(jù)鋅銅原電池的裝置圖，回顧相關(guān)知識，填寫學(xué)案。

板書：

一、回顧原電池

生：填寫正負(fù)極、電極反應(yīng)、電子電流的方向等。

師：請同學(xué)們預(yù)測一下實驗現(xiàn)象。

生：銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片溶解，有電流產(chǎn)生。

師：請同學(xué)們根據(jù)裝置圖和老師提供的實驗用品，組裝鋅銅原電池，觀察實驗想象。

生：連接實驗裝置，觀察實驗現(xiàn)象。

板書：

二、體驗原電池

師：請同學(xué)們匯報實驗現(xiàn)象，看看你有哪些新發(fā)現(xiàn)？

生1：銅片上有氣泡，鋅片上也有氣泡，而且鋅片上氣泡更多。

生2：電流表指針不穩(wěn)定，一段時間后電流衰減。

師：請同學(xué)們分析這些異?，F(xiàn)象，出現(xiàn)的原因可能是什么？

生：鋅片與稀硫酸直接接觸，所以鋅片上也有氣泡產(chǎn)生；一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，所以溫度升高。

師：影響電流大小的因素有很多，讓我們借助數(shù)字化實驗――電流傳感器，進(jìn)一步探討影響電流的因素有哪些？

師：演示：用電流傳感器測定電流的細(xì)微變化。（改變電極間距、相對面積、硫酸濃度，看電流的變化走勢）

師：我們采用控制變量的方法，繼續(xù)討論影響電池效率的主要原因是什么？

生：鋅片與稀硫酸直接接觸。

師：如何改進(jìn)原電池裝置？

板書：

三、改進(jìn)原電池

生：讓鋅片與稀硫酸不直接接觸，將兩個電極分別放在不同的燒杯中。

師：如何選擇電解質(zhì)溶液？

生：鋅片放在與之不反應(yīng)的鹽溶液中，銅片放在稀硫酸中。

師：這樣就能產(chǎn)生電流了嗎？

生：不行，沒有形成閉合回路。

師：如何在兩個燒杯中搭起一座橋梁？用什么“材料”呢？

生：用離子，用電解質(zhì)溶液架起一座“鹽橋”。

師：請同學(xué)們利用事先準(zhǔn)備好的氯化鈉“簡易鹽橋”，大膽實踐你的想法。

生：動手實驗，匯報實驗現(xiàn)象。

師：通過剛才的改進(jìn)，我們提升了電池轉(zhuǎn)化的效率，請同學(xué)們分析“鹽橋”在裝置中起到了什么作用？

生：平衡電荷差，形成閉合回路，將氧化劑和還原劑徹底分開。

師：能否用其他的鹽溶液代替氯化鈉？效果怎么樣？我們來看一段資料。

師：展示：科學(xué)視野――溶液的導(dǎo)電能力與離子遷移速率的關(guān)系。

師：同學(xué)們一定對剛才的探究過程大呼過癮，然而我們十幾分鐘的體驗，科學(xué)家卻用了100多年。下面就讓我們共同回顧一下這一段歷史。

師：展示：微視頻：科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程――原電池。

師：希望大家在今后的學(xué)習(xí)中，插上辯證思維的電極，架起獲取知識的鹽橋，形成理性思維的通路，徜徉于知識的海洋中，為自己和社會的發(fā)展不斷輸出正能量。

研究性學(xué)習(xí)：

設(shè)計水果電池：（1）影響因素；（2）實施方案；（3）實踐活動。

布置作業(yè)：

課后練習(xí)及課外活動：探究水果電池或家用電池的構(gòu)造及原理。

【教學(xué)反思】

本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該放在引導(dǎo)學(xué)生分析異?，F(xiàn)象產(chǎn)生的原因，體會單液原電池的缺點(diǎn)，并利用數(shù)字化實驗系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)不易觀察到的變化，讓學(xué)生體會鹽橋的設(shè)置不僅僅是一個普通的實驗技術(shù)的改進(jìn)，而是對舊的思維模式的一個質(zhì)的突破，在有鹽橋的原電池這種特定裝置中，氧化劑、還原劑近乎完全隔離卻能實現(xiàn)電子的定向轉(zhuǎn)移，其優(yōu)點(diǎn)是能持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流，這也為原電池原理的實用性開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。

？?S編輯 楊兆東

第五篇：選修4化學(xué)反應(yīng)與原理知識點(diǎn)總結(jié)

必修4

第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量

一、焓變 反應(yīng)熱 1．反應(yīng)熱的定義 2．焓變的意義

（1）符號

（2）單位

3.焓變產(chǎn)生原因

化學(xué)鍵斷裂—— 熱 化學(xué)鍵形成—— 熱 放熱反應(yīng)(放熱>吸熱)△H 為“-” 或△H <0 吸熱反應(yīng)（吸熱>放熱）△H 為“+” 或△H >0 4.可直接測量，測量儀器叫量熱計?！?常見的放熱反應(yīng)：（6個）

☆ 常見的吸熱反應(yīng)：（4個）

二、熱化學(xué)方程式

書寫化學(xué)方程式注意要點(diǎn)（5條）

三、燃燒熱 1．概念

2.注意事項（4條）①研究條件 ②反應(yīng)程度

③燃燒物的物質(zhì)的量 ④研究內(nèi)容

四、中和熱 1．概念

2．強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)其實質(zhì)是什么，其熱化學(xué)方程式為 3．弱酸或弱堿參加中和反應(yīng)時的中和熱小于57.3kJ/mol的原因4．中和熱的測定實驗

五、蓋斯定律

1．內(nèi)容

2.蓋斯定律的應(yīng)用 本章難點(diǎn)點(diǎn)撥：

難點(diǎn)一：焓變及其計算

難在：不能全面把握焓變要素，不能把方程與焓變對應(yīng) 起來 難在：吸放與“+、-”，反應(yīng)方向、狀態(tài)變化與焓變的關(guān)系 解決規(guī)律小結(jié)：

1、方程加，焓變加，方程減，焓變減。

2、反應(yīng)的向變符不符：方向不同，焓變變號。

3、質(zhì)變對不對：反應(yīng)前后物質(zhì)不同，焓變值不同。

4、態(tài)變符不符：狀態(tài)不同，焓變值不同。晶型不同，焓變不同。

5、量變配不配（焓變符號、焓變值、焓變單位）：焓變值為按系數(shù)完全進(jìn)行的值。對可逆反應(yīng)是不可能完全反應(yīng)的，但焓變數(shù)值是對應(yīng)與方程系數(shù)完全反應(yīng)的數(shù)據(jù)。

6、反應(yīng)條件符不符：如燃燒熱對應(yīng)于101kPa、25℃

難點(diǎn)二：反應(yīng)方向——（恒壓條件下）焓變、熵變以及溫度對反應(yīng)方向的影響 難在:

1、ΔH和 ΔS的理解

2、反應(yīng)方向判椐的理解和應(yīng)用

ΔH-T ΔS<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行

ΔH-T ΔS=0，反應(yīng)達(dá)到平衡

ΔH-T ΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

3、易產(chǎn)生焓變正負(fù)、熵變正負(fù)、反應(yīng)自發(fā)與否的片面關(guān)系

第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

必修4

一、化學(xué)反應(yīng)速率

1.化學(xué)反應(yīng)速率（v）⑴ 定義 ⑵ 表示方法

⑶ 計算公式及單位 ⑷ 影響因素：

① 決定因素（內(nèi)因）② 條件因素（外因）

2.外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率影響的變化規(guī)律

① 反應(yīng)物的濃度 ② 反應(yīng)物的壓強(qiáng) ③ 反應(yīng)物的溫度 ④ 催化劑 3.注意事項（5條）

二、化學(xué)平衡

（一）1.定義

2、化學(xué)平衡的特征

3、判斷平衡的依據(jù)--判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)

（二）影響化學(xué)平衡移動的因素

1、濃度對化學(xué)平衡移動的影響

① 影響規(guī)律

② 增加固體或純液體的量，由于濃度不變，平衡移動方向

2、溫度對化學(xué)平衡移動的影響

3、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響

4、催化劑對化學(xué)平衡的影響

5、勒夏特列原理（平衡移動原理）

三、化學(xué)平衡常數(shù)

（一）定義 及符號

（二）使用化學(xué)平衡常數(shù)K應(yīng)注意的問題

（三）化學(xué)平衡常數(shù)K的應(yīng)用

1、化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。K值越大，說明什么 K值越小，說明什么

2、可以利用K值做標(biāo)準(zhǔn)，判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時向何方進(jìn)行建立平衡。（Q：濃度積）Q〈 K 表示什么意思

Q = K

表示什么意思 Q 〉K 表示什么意思

3、利用K值可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)

若溫度升高，K值增大，則正反應(yīng)為

熱反應(yīng) 若溫度升高，K值減小，則正反應(yīng)為

熱反應(yīng)

四、等效平衡

1、概念

2、分類

（1）定溫，定容條件下的等效平衡（2）定溫，定壓的等效平衡

五、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

1、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向：（1）熵的概念及符號、單位（2）什么叫做叫做熵增加原理

（3）同一物質(zhì)，在氣、液、固時的熵

2、反應(yīng)方向判斷依據(jù)

在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)的判讀依據(jù)為：

ΔH-TΔS〈0 ΔH-TΔS=0 ΔH-TΔS〉0

必修4 本章難點(diǎn)點(diǎn)撥

難點(diǎn)一：化學(xué)反應(yīng)速率——表示和影響因素

難在: 大小比較，用活化能、有效碰撞理論解釋 規(guī)律索引：

1、速率比等于系數(shù)比，相等；速率比高出系數(shù)比，速率大；速率比低于系數(shù)比，速率小

2、速率測量實驗的原理：圍繞測物質(zhì)的濃度變化，圍繞測反應(yīng)時間。

3、用活化能、有效碰撞理論理解影響速率的因素必須要注意思路

難點(diǎn)二：反應(yīng)限度——化學(xué)平衡的定義、平衡常數(shù)的計算、影響化學(xué)平衡的因素

難在:

1、化學(xué)平衡狀態(tài)的識別

2、平衡常數(shù)及其計算,轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率計算

3、影響化學(xué)平衡的因素的定性定量解釋

4、等效平衡 解題對策：

1、化學(xué)平衡的定義抓住“反向速率比等于系數(shù)比”的標(biāo)志

2、理解平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的定義,注重在方程式中用變化量計算轉(zhuǎn)變?yōu)橛闷鹗剂亢推胶饬勘磉_(dá)變化量進(jìn)行計算的訓(xùn)練.3、定性定量解釋影響化學(xué)平衡的因素加強(qiáng)訓(xùn)練，提高對這類知識的熟練程度。

4、理解等效平衡，務(wù)必理解清晰。

5、熟練掌握解決化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的簡單計算問題的模式——三階段法

第三章 水溶液中的離子平衡

一、弱電解質(zhì)的電離

1、電解質(zhì)、非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的定義會區(qū)分

2、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)別

3、電離平衡的定義

4、影響電離平衡的因素

① 溫度 ② 濃度

③ 同離子效應(yīng) ④ 其他外加試劑

5、電離方程式的書寫：弱酸、弱堿、水、強(qiáng)電解質(zhì)、酸式鹽

6、電離常數(shù)定于及表示方

7、影響因素：

二、水的電離和溶液的酸堿性

1、水電離平衡

① 水的離子積的定義

②

25℃時水的離子積常數(shù)

③ 影響水的離子積常數(shù)的因素

2、水電離特點(diǎn)

3、影響水電離平衡的外界因素：

①酸、堿

②溫度

③易水解的鹽

4、溶液的酸堿性和pH：

（1）pH

（2）pH的測定方法及注意事項 三、混合液的pH值計算方法公式

1、強(qiáng)酸與強(qiáng)酸的混合

2、強(qiáng)堿與強(qiáng)堿的混合

3、強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的混合

必修4

四、稀釋過程溶液pH值的變化規(guī)律：

1、強(qiáng)酸溶液：稀釋10n倍時

2、弱酸溶液：稀釋10n倍時

3、強(qiáng)堿溶液：稀釋10n倍時

4、弱堿溶液：稀釋10n倍時

5、溶液，稀釋時pH如何變化

五、強(qiáng)酸（pH1）強(qiáng)堿（pH2）混和計算規(guī)律

1、若等體積混合 pH1+pH2=14

pH1+pH2≥15

pH1+pH2≤132、若混合后顯中性

pH1+pH2=14

V酸：V堿 pH1+pH2≠14

V酸：V堿

六、酸堿中和滴定：

1、中和滴定的原理

2、中和滴定的操作過程：

① 儀器 ② 藥品 ③ 步驟 ④ 試驗過程

3、酸堿中和滴定的誤差分析

七、鹽類的水解

1、鹽類水解

2、水解的實質(zhì)

3、鹽類水解規(guī)律：

4、鹽類水解的特點(diǎn)

5、影響鹽類水解的外界因素

6、酸式鹽溶液的酸堿性：

HSO4-

HSO3-、H2PO4-

HCO3-、HS-、HPO42-

7、雙水解反應(yīng)的定義

8、鹽類水解的應(yīng)用：

八、溶液中微粒濃度的大小比較

☆☆基本原則：抓住溶液中微粒濃度必須滿足的三種守恒關(guān)系： ①電荷守恒 ②物料守恒 ③質(zhì)子守恒

九、難溶電解質(zhì)的溶解平衡

1、難溶電解質(zhì)的定義

2、溶解平衡方程式的書寫

4、沉淀的溶解的方法

5、沉淀的轉(zhuǎn)化：

6、溶度積（KSP）

① 定義 ② 表達(dá)式 ③ 影響因素： ④ 溶度積規(guī)則 QC（離子積）〉 KSP

QC

= KSP

QC 〈 KSP

本章難點(diǎn)點(diǎn)撥：

難點(diǎn)一：弱電解質(zhì)的電離，溶液中的離子濃度大小（定性、定量）難在：

1、弱電解質(zhì)溶液中離子濃度要根據(jù)電離平衡常數(shù)或電離度計算，不容易。

2、水的離子積的理解

3、酸堿溶液中H +、OH-離子濃度較小時不能忽視水的電離。

4、c(H+)化pH、c(OH-)化pOH

必修4 解決方向：

+-

1、(H)、c(OH)→pH、pOH 思路的總結(jié)(1)先將濃度取負(fù)對數(shù),再整理(2)先將濃度整理,再取負(fù)對數(shù)

-PH-POH(3)先將pH、pOH化為10、10 ,再整理。難點(diǎn)六：難溶電解質(zhì)的溶解平衡,難溶物的轉(zhuǎn)化 難在:

1、離子積與溶度度積的相對大小判斷沉淀是溶解還是生成

2、沉淀轉(zhuǎn)化涉及多平衡計算與分析

處理方略：控制擴(kuò)展與加深。本考點(diǎn)在歷年高考中考察比重不大，但近兩年的高考中對計算能力的要求提高，故不排除會在此處開發(fā)題型。對此難點(diǎn)的挖掘要注意尺度，不可太深。

第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)

第一節(jié) 原電池 原電池：

1、概念

2、組成條件

3、電子流向

4、電極反應(yīng)：以鋅銅原電池為例

5、正、負(fù)極的判斷：

第二節(jié)

化學(xué)電池 一、一次電池

1、常見一次電池 二、二次電池

1、二次電池

2、電極反應(yīng)：鉛蓄電池 為例

三、燃料電池

1、燃料電池定義

2、電極反應(yīng)--以氫氧燃料電池為例，鉑為正、負(fù)極，介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。

3、燃料電池的優(yōu)點(diǎn)

四、廢棄電池的處理：回收利用 第三節(jié)

電解池

一、電解原理

1、電解池定義：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置也叫電解槽

2、電子流向：

（電源）負(fù)極

（電解池）陰極

（離子定向運(yùn)動）電解質(zhì)溶液

（電解池）陽極

（電源）正極

3、什么是陰陽極

4、電解CuCl2溶液的電極反應(yīng)：

5、放電順序：

①

陽離子放電順序 ②

陰離子的放電順序

二、電解原理的應(yīng)用

1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣

2、電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法

3、電極、電解質(zhì)溶液的選擇

4、電鍍應(yīng)用之一：銅的精煉

陽極：

陰極：

電解質(zhì)溶液：

6、電冶金（1）、電冶金：使礦石中的金屬陽離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來用于冶煉活潑金屬，如鈉、鎂、鈣、鋁（2）、電解氯化鈉：

第四節(jié)

金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)

必修4

一、金屬的電化學(xué)腐蝕

1、金屬腐蝕的分類：

2、化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較

3、金屬腐蝕的本質(zhì)：都是金屬原子失去電子而被氧化的過程

5、電化學(xué)腐蝕的分類：

①

析氫腐蝕 ②

吸氧腐蝕

6、金屬腐蝕快慢的規(guī)律

7、防腐措施由好到壞的順序如下：

二、金屬的電化學(xué)防護(hù)

1、利用原電池原理進(jìn)行金屬的電化學(xué)防護(hù)

（1）、犧牲陽極的陰極保護(hù)法

（2）、外加電流的陰極保護(hù)法

2、改變金屬結(jié)構(gòu)：把金屬制成防腐的合金

3、把金屬與腐蝕性試劑隔開：電鍍、油漆、涂油脂、表面鈍化等

本章難點(diǎn)點(diǎn)撥：

高中化學(xué)中電化學(xué)的的試題，由于題材廣、信息新、陌生度大，所以，大多數(shù)學(xué)生對這類試題感到難，而難在何處又十分迷茫。實際上這些題目主要考查的是學(xué)生遷移應(yīng)用的能力。常見的幾種考查題型如下：

題型一：新型電池“放電”時正極、負(fù)極的判斷

知識基礎(chǔ)：在Zn－Cu(稀硫酸)原電池中，較活潑的金屬材料作負(fù)極，較不活潑

2＋＋－的金屬材料或非金屬材料作正極。負(fù)極：Zn－2e－―→Zn；正極：2H＋2e―→H2↑。解題指導(dǎo)：

? 新型電池中?元素化合價降低的物質(zhì)

?正極材料發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)

??元素化合價升高的物質(zhì)

負(fù)極材料?

?發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)?

?????

＋

題型二：新型電池“放電”時正極、負(fù)極上電極反應(yīng)式的書寫 知識基礎(chǔ)：鉛蓄電池[Pb－PbO2(H2SO4溶液)]電極反應(yīng)的書寫：

負(fù)極：①Pb－2e―→Pb2；②Pb2＋SO2→PbSO4。把二者合起來，即負(fù)極4―

－

＋

＋

－

反應(yīng)式：Pb－2e＋SO2→PbSO4。4―

－

－

正極：PbO2得電子變?yōu)镻b2，①PbO2＋2e＋4H―→Pb2＋2H2O；Pb2跟SO2

4＋

－

＋

＋

－

結(jié)合生成PbSO4，②Pb2＋SO2→PbSO4。把二者合起來，即正極反應(yīng)式：PbO2＋2e＋4H＋4―

＋

－

－

＋

SO2→PbSO4＋2H2O。4―

－

總反應(yīng)式＝正極反應(yīng)式＋負(fù)極反應(yīng)式，即：PbO2＋Pb＋4H＋2SO24===2PbSO4

＋

－

＋2H2O。

解題指導(dǎo)：首先分析物質(zhì)得失電子的情況，然后再考慮電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。對于較為復(fù)雜的電極反應(yīng)，可以利用總反應(yīng)—較簡單一極電極反應(yīng)式＝較復(fù)雜一極電極反應(yīng)式的方法解決。題型三：新型電池“充電”時陰極、陽極的判斷

知識基礎(chǔ)：充電的實質(zhì)就是把放電時發(fā)生的變化再復(fù)原的過程。如鉛蓄電池：

必修4 解題指導(dǎo)：首先應(yīng)搞明白原電池放電時的正、負(fù)極，再根據(jù)電池充電時，陽極接正極，陰極接負(fù)極的原理，進(jìn)行分析。

題型四：新型電池充、放電時，電解質(zhì)溶液中離子移動方向的判斷

知識基礎(chǔ)：原電池中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，如Zn－Cu(稀H2SO4)電池中：

H移向Cu極；SO24移向Zn極。電解池中，陽離子移向陰極，陰離子移向陽＋－極，符合

帶電微粒在電場中的運(yùn)動規(guī)律。

解題指導(dǎo)：首先應(yīng)分清電池是放電還是充電；再判斷出正、負(fù)極或陰、陽極，進(jìn)而即可確定離子的移動方向。