高中化学《化学反应的快慢和限度》教案8 鲁科版必修2Word文档下载推荐.docx
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我们能否控制反应的快慢呢?
联系物理知识,学生思考化学反应中的快慢的描述。
通过联想质疑,联系初中物理知识,培养学生类比的方法,思考化学反应的快慢的描述,突出学习的任务,明确学习的目标
[指导阅读]教材40页
[板书]第1节化学反应的快慢和限度
一、化学反应的快慢
1、化学反应速率:
单位时间内反应物或者生成物浓度的改变量。
[质疑]化学反应速率跟哪些量有关?
单位如何推测?
V=△C/t
(单位:
mol·
L-1·
min-1或mol·
S-1或mol·
h-1
学生阅读、思考回答
引导学生自学化学反应速率的概念和计算式及单位。
培养学生分析推理能力,让学生不能单纯的记忆物理量的单位,学会如何去推断。
[课堂活动]某一反应物开始时的物质的量浓度是2mol/L,反应进行了两分钟后,测得其浓度为1.6mol/L,该反应的反应速率如何表示?
学生活动:
=
=0.2mol·
min-1
通过对化学反应速率的计算式的简单利用,加强学生对化学反应速率的理解
[联想质疑]学生实验:
锌与稀硫酸反应,观察现象。
对学生的实验结果进行点评,还能观察到先放出气泡快,后慢。
说明反应速率受到一些因素的影响。
学生动手实验,观察回答:
有气体产生、放热、锌逐渐消失。
通过简单常见的实验,培养学生对实验现象的全面分析、探究的兴趣。
[思考探究]
化学反应速率会受到哪些因素的影响呢?
如何设计探究?
学生思考回答1:
可能与温度、锌片的大小、硫酸的浓度有关。
回答2:
可以用比较的方法讨论。
引导学生继续探究,引进另一个主题.引导学生进行半定量实验
[活动探究]教材41页
分3个组探究:
第1组:
镁条、铁片、铜片分别与0.5mol·
L-1的盐酸反应.
第2小组:
铁片与不同浓度的盐酸反应(最好是一个很稀的盐酸和较浓盐酸,现象更为直观);
块状大理石、粉末状大理石分别与0.5mol·
L-1盐酸。
第3小组:
Mg条分别与水和热水反应(用水代替盐酸,现象更加明显)。
H2O2的分解实验,分别不加催化剂和加催化剂MnO2。
学生动手实验,认真观察现象,并记录。
对学生操作中出现的问题加以点拨。
在探究过程中,学生可以从已有经验出发,通过分析-讨论-设计-实验的程序完成探究任务。
通过探究活动体会实验研究中的变量控制思想,为学生今后进行定量实验探究奠定基础。
增强学生学习的兴趣。
[交流研讨]学生小组代表描述本小组的实验现象和得出的结论。
给予学生肯定和表扬。
(最好的小组奖励带来的水果)
各小组组内对实验现象进行讨论,得出结论,并由小组代表发言阐述。
培养学生分析和处理实验现象的能力,以及表达能力。
[归纳总结]
2、影响化学反应速率的因素:
(1)内因:
物质的本身性质
(2)外因:
①浓度:
增大反应物浓度,反应速率加快。
②接触面积:
增大接触面积,反应速率加快
③温度:
升高温度,反应速率加快
④催化剂:
加入(正)催化剂,反应速率加快。
学生总结。
引导学生从不同的角度分析影响反应速率的因素。
强调内因是影响反应速率的主要原因,外因只是次要的。
初步让学生了解如何调控化学反应的快慢。
[知识拓展]压强对反应速率有没有影响呢?
如果有影响,将是如何影响的?
学生思考、讨论
培养学生全面考虑问题,增强理论分析能力。
[归纳总结]压强增大,容器的体积会变小,各气体的浓度增大,反应速率加快。
⑤压强:
(有气体参加的反应)关键是引起反应物浓度的改变。
增大压强、体积减小、反应物气体浓度增大、反应速率加快。
学生回答、倾听
引导学生理解压强对化学反应的影响的本质原因是引起反应物浓度的改变。
[指导阅读]教材42页第3段
影响化学反应速率的外界条件除了浓度、温度、催化剂、压强、接触面积,还有光波、电磁波、超声波、溶剂等。
学生阅读,了解影响化学反应速率的因素。
让学生了解化学反应速率的其他因素。
[知识巩固]
1、把Zn粒放入盛有稀盐酸的容器中,产生H2的速率与下列因素无关的是()
A、HCl的浓度
B、ZnCl2的浓度
C、Zn颗粒的大小
D、Cl-的浓度
2、木材用来燃烧,劈开来燃烧得比较旺,为什么?
学生交流讨论
及时巩固
[阅读了解]教材42页第2、4段和“化学与技术”。
联想生活,寻找加快和减慢反应速率的例子。
学生阅读
学生讨论,寻找生活中的实例。
了解催化剂在化工生产和生活中的重要作用。
研究化学反应速率对优化生产条件具有指导意义。
[课堂反思]
1、你今天有什么收获?
2、你今天还有什么困惑
学生思考、回答
及时了解学生学习的效果,对今后的教学起到指导作用
[课外探究]生产面粉的工厂都要挂上“严禁烟火”的牌子,请分析其原因是什么?
并尝试设计一个面粉爆炸的实验(注意安全)。
学生课外探究
通过课外探究,增强对知识的理解和应用,解决生活和生产中的一些例子。
[板书设计]
第1节化学反应的快慢和限度
h-1)
[教学反思]
1、对于本节课的引入,通过课件把学生生活中的化学反应(如塑料的应用、冰箱的用途等)展示出来,一下子就可以提高学生学习的兴趣。
所以在课堂中例子一定要贴切生活,让学生能够亲身参与探究,才能提高教学效果。
2、在课堂上,教师的言行举止无时不对学生起着作用。
很多同学会说“我们老师说的什么什么”。
很大程度上是教师的某些或者某次的不正确的表达所致。
所以对于任何教师来说,课堂表达一定要科学、准确。
课堂上,可以把很多的总结性的语言交给学生完成,从学生的表达中寻找问题,从而减少学生非智力因素失误。
3、高中新课标提出了“学生是学习和发展的主体”,倡导的是自主、合作、探究的学习方式。
这就是说教师在教学过程中只能是主导作用,而不是主体地位,
利用教材中的活动探究等,让学生动手、总结、讲解、展示为主,让他们体验成功,老师精讲,讲在惑处,调动学生积极性,提高课堂效率。
2019-2020年高中化学《化学反应的方向》教案5鲁科版选修4
知识与技能:
1.了解焓变、熵变与反应方向的关系;
2.能通过△H-T△S及给定的△S数据定量判断反应的方向
过程与方法:
分别通过分析反应焓变与反应熵变与反应的方向,从而进一步了解影响因素以及各因素间的相互关联。
情感态度与价值观:
在分析问题中能够体会到研究的乐趣,学会如何看待事物的多面性,并最终了解热力学理论研究的重要意义。
教学重难点:
理解焓变与熵变对反应方向的共同影响,根据定量关系△H-T△S及给定数据判断反应方向。
课型:
新课及练习讲评课
课时安排:
1课时新课2课时练习讲评
教学过程:
【导入】为了减轻汽车尾气造成的大气污染,人们提出通过2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)来处理,这一方案是否可行,反应物之间是否可以发生反应?
你的依据是什么?
【板书】第一节化学反应的方向
自发反应:
【教师】大家预习P35—P39,看看反应的自发性与哪些因素有关?
【学生】预习P35—P39(10分钟)
【教师】科学家根据自然界中能量有由高到低的自发性和混乱的程度有有序到无序的规律来研究化学反应……
【板书】一、反应焓变与反应方向
反应焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
一般的讲,放热反应容易自发进行。
【讲解】阅读P36并思考:
NH4NO3(s)、NaOH(s)、NaC1(s)和蔗糖都能溶于水,它们的溶解过程与焓变有关吗?
是什么因素决定它们的溶解能自发进行?
固体溶解过程中的共同特点是:
【板书】二、反应熵变与反应方向
1.熵:
描述体系混乱度的物理量
2.符号:
S单位:
J•mol-1•K-1
3.大小判据:
(1)物质的混乱度:
体系混乱度越大,熵值越大;
(2)同一条件:
不同物质的熵值不同;
(3)物质的存在状态:
S(g)>
S(l)>
S(s)。
4.反应熵变
(1)符号:
△S
(2)表达式:
△S=S总和(生成物)–S总和(反应物)
(3)正负判断:
①气体体积增大的反应,△S>
0,熵增加反应
②气体体积减小的反应,△S<
0,熵减小反应
【过渡】那么决定反应方向的因素是什么呢?
经许多化学家在研究大量的化学反应后得出化学反应的方向与反应的焓变及熵变都由关系。
【板书】三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
【板书】1.判据:
△H-T△S
2.判据与反应的自发性:
<
0反应自发
△H-T△S=0达平衡状态
>
0反应不能自发
3.适用判据应注意的问题:
(1)判断反应的自发性要结合△H和△S,利用△H-T△S
(2)条件是温度、压强一定条件下
(3)反应具有自发性,只能说明这个反应有进行的趋势,但这个反应到底能不能反应,那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。
【练习】阅读P38内容,填写:
化学反应变化
能否自发
2KClO3(s)==2KCl(s)+3O2(g)
CO(g)==C(s,石墨)+1/2O2(g)
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
【板书】恒T恒P下
△H
反应的自发性
—
+
一定自发
一定不能自发
低温—,高温+
低温自发
高温—,低温+
高温自发
【小结】
△S
【作业】P402、3
【板书设计】
一、反应焓变与反应方向
二、反应熵变与反应方向
单位:
不同物质的熵值不同
S(s)
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
1.判据:
【作业】P402、3
(第二课时)
【题1】下列说法完全正确的是(D)
A.放热反应均是自发反应B.ΔS为正值的反应均是自发反应
C.物质的量增加的反应,ΔS为正值
D.如果ΔH和ΔS均为正值,当温度升高时,反应可能自发进行
【解析】大多数放热反应可自发进行,但有些放热反应需在一定条件下才能引发反应,如炭的燃烧等,故A错。
ΔS为正值,即熵值增加的变化,不一定是自发反应,如碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳,故B错。
反应前后物质的量是否改变与熵值增加与否无必然关系,故C错。
而对D选项,当ΔH和ΔS均为正值时,温度越高则TΔS越大,故ΔH-TΔS可能小于零,所以反应可能自发进行。
【题2】反应CH3OH(l)+NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O(g)在某温度自发向右进行,若其
|ΔH|=17kJ•mol–1,|ΔH-TΔS|=17kJ•mol–1,则下列正确的是(A)
A.ΔH>
0,ΔH-TΔS<
0B.ΔH<
0,ΔH-TΔS>
0
C.ΔH>
0D.ΔH<
【解析】当此反应在某温度下自发向右进行时,ΔH-TΔS<
0,即ΔH-TΔS<
-17kJ•mol–1,因此排除B、C,由于正反应方向是熵增加的反应,即ΔS>
0,故只有ΔH>
0时,才可能满足条件。
【题3】下列反应中,ΔS最大的是(A)
A.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)B.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)
C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)D.CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO4•5H2O(s)
【解析】对同一物质来说,S(g)>
S(l)>
S(s),B、C、D均为熵减少的反应,即ΔS均小于零;
只有A是熵增加的反应,故选A。
【题4】已知下列反应在常温下均为非自发反应,则在高温下仍为非自发的是(D)
A.Ag2O(s)=2Ag(s)+O2(g)B.Fe2O3(s)+C(s)=2Fe(s)+CO2(g)
C.N2O4(g)=2NO2(g)D.6C(s)+6H2O(l)=C6H12O6(s)
【解析】在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这个原理叫做熵增原理。
在用来判断过程的方向时,称为熵判断依据。
对于同一种物质而言,S(g)>
S(s)。
A、C都是分解反应,都是吸热反应,即ΔH>
0,又是熵增反应,即ΔS>
0,因此当高温时可能有ΔH-TΔS<
0,故在高温下可自发进行,而B也是熵增反应,也是吸热反应,同A、C一样在高温下可自发进行。
D是熵减小反应,温度越高,则ΔH-TΔS的值越大,因此在高温下不能自发进行。
【题5】某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的ΔH、ΔS应为(C)
A.ΔH<
0,ΔS>
0,ΔS<
0D.ΔH>
【解析】反应自发进行的前提是反应的ΔH-TΔS<
0,与温度有关,反应温度的变化可能使ΔH-TΔS的符号发生变化。
ΔH>
0,在任何温度下,ΔH-TΔS>
0,反应都不能自发进行。
ΔH>
0,在较低温度下,ΔH-TΔS<
0,即反应在降低温度时才能发生。
ΔH<
0,若使反应自发进行,即ΔH-TΔS<
0,必须提高温度,即反应只有在较高温度时自发进行。
0,在任何温度时,ΔH-TΔS<
0,即在任何温度下反应均能自发进行。
【题6】水的三态的熵值的大小关系正确的是(C)
A.S(s)>
S(g)B.S(l)>
S(s)>
S(g)C.S(g)>
S(s)D.S(g)>
S(l)
【解析】按H2O(g)→H2O(l)→H2O(s),水分子的排列越来越有序,水分子的运动范围越来越小,故混乱度越来越小,其熵越来越小。
【题8】已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980K时,ΔH-TΔS=0。
当体系温度低于980K时,估计ΔH-TΔS的正负号为 ,所以CO将发生
反应,当体系温度高于980K时,ΔH-TΔS的正负号为 。
在冶金工业中,以C作为还原剂温度高于980K时的氧化产物是以 为主,低于980K时以 为主。
【解析】由CO气体反应生成CO2气体和C的反应是一个熵增反应,即ΔS>
0。
因此由T=980K时ΔH-TΔS=0知,当T<
980K时,ΔH-TΔS<
0;
当T>
980K时,ΔH-TΔS>
0。
【题9】有A、B、C、D四个反应:
反应
A
B
C
D
ΔH/kJ•mol–1
10.5
1.80
-126
-11.7
ΔS/J•mol–1•K–1
30.0
-113.0
84.0
-105.0
则在任何温度都能自发进行的反应是 ;
任何温度都不能自发进行的反应是 ;
另两个反应中,在温度高于 ℃时可自发进行的反应是 ;
在温度低于 ℃时自发进行的反应是 。
【解析】对反应B,则在任何温度下,ΔH-TΔS<
0,故在任何温度下都不能自发进行;
同理可分析反应C在任何温度下都能自发进行。
对A、D两反应可代入数据计算,可知A温度必须高于350K时,可自发进行,D温度必须低于111.4K时可自发进行。
【题10】下列反应:
①C(s)+O2(g)=CO2(g)②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
③NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)④CaCO3(s)=CaO+CO2(g)
按ΔS减小的顺序排列为 ③④①② 。
(填写序号)
【解析】我们知道同种物质S(g)>
③是1种固体变成2种气体的反应,ΔS很大;
④是1种固体变成1种气体和1种固体的反应,ΔS>
0,但增加值比③小;
①是一种固体和一种气体生成一种气体的反应,属于熵减小反应;
②是两种气体生成一种气体的反应,属于熵减小反应,且减小程度比①大。
【题11】已知温度为298K时,氨的分解反应:
2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)
ΔH=92.38kJ•mol–1ΔS=198.26J•mol–1•K–1
(1)在298K时,能否自发进行?
(2)欲使上述反应方向逆转,对温度条件有何要求?
【解析】通过ΔH-TΔS计算可知,ΔH-TΔS=33.3kJ•mol–1,不能自发进行;
设在温度为x时可自发进行,则有T>
=466K。
【题12】已知温度为298K时,反应:
CH4(g)+4CuO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Cu(s)ΔH=-261.11kJ•mol–1
ΔS=129.27J•mol–1•K–1
(1)常温、常压下,反应能否自发进行?
(2)500K时反应能否自发进行?
【解析】ΔH-TΔS=-299.65kJ•mol–1,能自发进行。
因为ΔH<
所以在500K时也可自发进行。
【题13】已知数据:
Sn(白)Sn(灰),ΔH=12.94kJ•mol–1
ΔS=44.36J•mol–1•K–1,求反应Sn(白)Sn(灰)的转化温度。
【解析】ΔH-TΔS可计算得到T>
291.7K。
【题14】铁锈的主要成分为Fe2O3,298K时,由单质生成Fe2O3的
ΔH=-824kJ•mol–1,且ΔH-TΔS=-742.2kJ•mol–1,用计算说明在-150℃的空气中铁是否可能发生锈蚀?
【解析】常温下,T=298K,ΔH-TΔS=-824kJ•mol–1-298KΔS=-742.2kJ•mol–1,解得ΔS=-274.5J•mol–1•K–1。
在-150℃时,ΔH-TΔS=-790.2kJ•mol–1,故反应能自发进行。
【题15】汽车尾气的净化反应:
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)
在298K,100kPa时,ΔH=-113.0kJ•mol–1ΔS=-145.3J•mol–1•K–1
通过计算说明该反应在室温下能不能自发进行?
【解析】T=298K,ΔH-TΔS=-69.7kJ•mol–1,故常温下能自发进行。
(第三课时)
【题1】吸热反应一定是(C)
A.非自发的化学反应 B.释放能量 C.贮存能量 D.反应需要加热
【解析】吸热反应是一个把热能等转化为物质内部能量而被“贮存”起来的过程,B错误,C正确;
吸热的自发反应是熵增加的过程,A错误;
有些吸热反应在常温或低温下也可自发进行,D错误。
【题2】下列说法中正确的是(AC)
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴随着能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
【解析】物质发生化学反应都伴随着能量的变化,伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,物质发生物理变化、核变化也伴有能量变化。
在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓(x)与反应物的总焓(y)之间的关系为x>
y,化学反应为放热反应;
x<
y,化学反应为吸热反应;
x≠y。
【题3】ΔH-TΔS作为化学反应方向的判据,它适用的条件是(A)
A.温度、压强一定 B.压强一定 C.温度、体积一定 D.体系中物质的状态一定
【解析】ΔH-TΔS只能用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断,不能用
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