河南省焦作市高中化学 第二章 化学反应与能量导学案（无答案）（打包5套）新人教版必修.zip

1第二章 第一节 化学能与热能【学习目标】1．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化3．理解中和热的概念，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法2．拓宽学生的科学视野，使学生建立正确的能量观，提高节能意识。【学习重点】化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化[基础知识]一、化学键与化学反应中能量变化的关系[复习] 化学键：_____________________________________________*键能：拆开 1 mol 某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。[分析]2H→H 2中能量变化？1mol H2中含有 1molH－H，在 250C 101kPa 条件下，由 H 原子形成 1molH－H 要_______436kJ的能量，而断开 1molH－H 重新变为 H 原子要_______436kJ 的能量。[类比分析]CH 4→4C+4H（吸收 4mol×415kJ/mol=1660kJ）[小结]：化学键的_____________是化学反应中能量变化的主要原因。[小结]：化学反应的特点：1．有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。2．反应中要遵循能量守恒。3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。[讨论]为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？[结论] 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的_________与生成物的_________的相对大小∑E（反应物）_____∑E（生成物）——放出能量∑E（反应物）________∑E（生成物）——吸收能量二、化学能与热能的相互转化2放热反应：______热的化学反应化学反应 吸热反应： ______热的化学反应[实验 2-1][实验记录] 实验步骤 * 眼睛看到的现象 用手触摸的感觉 用温度计测量的数据在一支试管中加入 2～3mL 6mol/L 的盐酸溶液向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条结 论[思考讨论]1.铝与盐酸反应的化学方程式： __________________ 。2.在反应过程中你将能看到什么现象？33.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化。采取哪些简单易行的办法？4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，在实验中应注意哪些问题？[实验 2-2][实验 2-2][实验记录]实验步骤 实验现象 得出结论将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝有_______气生成用手触摸烧杯下部 感觉烧杯变凉 反应_____热用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（ 或小木板）粘到了烧杯底部反应吸收热量使体系温度降低，使水结成冰将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起玻璃片脱离上面烧杯底部 冰融化反应完后移走烧杯上的多孔塑 料片，观察反应物混合物成糊状 有水生成用化学方程式表示上述反应：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H 2O4[实验 2-3]步骤一：三个学生各取一个大小相同的试管，分别做一个实验并记录实验现象和数据。步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？[填写实验记录]酸HNO3 20 mL 2 mol/LHCl 20 mL 2 mol/LHCl 20 mL 2mol/L反应物及用量碱 NaOH 20 mL 2 mol/LNaOH 20 mL 2 mol/LKOH 20 mL 2mol/L 混合前温度 室温 室温 室温混合后温度 t1 t2 t3 结 论HNO3与 NaOH 发生中和反应时___热HCl 与 NaOH 发生中和反应时___热HCl 与 KOH 发生中和反应时___热对实验进行归纳和概括强酸与强碱发生______反应时______热量 [讨论分析]三个反应的化学方程式和离子方程式为：________________________________________________________________________5________________________________________________________________________________________________________________________________________________※ 酸与碱发生中 和反应生成 1molH2O 时所释放的热量称为中和热。【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）1第二章 第三节 化学反应速率与限度（1）【学习目标】1.通过实验认识化学反应的速率。2.理解基本的化学反应速率的概念和影响化学反应速率的外界条件。【学习重点】化学反应速率的概念，影响化学反应速率的因素。【预备知识】1、列举一些在初中化学学习中或日常生活中有关化学反应快慢的例子。2、物理课本上是怎样衡量宏观物体的运动快慢的呢？化学反应快慢又应该怎样衡量呢？【基本知识】一．化学反应速率1．定义：通常用单位时间内 ( )来表示。2．物理意义：表示化学反应进行的 程度的物理量。3．数学表达式：v= 。4．常用单位 ： 或 。注意：（1）在同一化学反应里，用不同物质表示的化学反应速率不一定 ，但表示的意义 ，故在反应时应指明用哪种物质来表示。（2）无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取 值，化学反应速率可表示某一时间段内的 速率，而非 速率（填平均或瞬时）。（3）在同一化学反应中，不同的物质表示同一化学反应的速率，各物质的速率之比等于化学方程式中的 之比。(4)固体或气体反应中的液体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度”是 变的，因此一般 用固体、纯液 体表示化学反应速率；【课堂练习 1】已知反应 A+3B=2C+D 在某段时间内以 A 的浓度表示的化学反应速率为 1mol/(L·min)，则此段时间内以 C 的浓度表示的化学反应速率为（ ）A．0.5mol/(L·min) B．1mol/(L·min) C．2mol/(L·min) D．3mol/(L·min)二、化学反应速率大小的比较21．对于反应：mA+nB=p C+qD， υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)＝ 。2．比较相同条件或不同条件下同一化学反应的反应速率的大小，应把用不同物质或不同单位表示的反应速率转化为用 来表示的反应速率后，才能比较。【课堂练习 3】在四个不同的容器中，采用不同条件进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是（ ）A．υ（H 2）=0.1 mol/(L·min) B．υ（NH 3）=0.3 mol/(L·min) C．υ（N 2）=0.2mol/(L·min) D．υ（H 2）=0.3 mol/(L·min)三、影响化学反应速率的因素1、内因：由反应物的 决定2、外因(外界条件对化学反应速率的影响)⑴温度对化学反应速率的影响当其它条件不变时,升高温度,可以 反应速率；降底温度,可 反应速率。⑵催化剂对化学反应速率的影响催化剂能 化学反应速率。总结：影响化学反应速率的外界条件,除了 、 ，还有：①固体的表面积。一般说固体反应物的表面积 ，反应速率 ；固体反应物的表面积 ，反应速率 。②反应物的状态。③溶液的浓度： 反应物浓 度，化学反应速率 ；减小反应物浓度，化学反应速率 。【课堂练习 4】把下列四种 X 溶液分别加入四个盛有 10ml，2mol/L 盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时 X 和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ）A．10℃ 20mL 3mol/L 的 X 溶液 B．20℃ 30mL 2molL 的 X 溶液C．10℃ 10mL 4mol/L 的 X 溶液 D．10℃ 10mL 2mol/L 的 X 溶液【课堂练习 5】铁片和稀硫酸制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（ ）A．加热 B．不用稀硫酸，改用 98％浓硫酸C．滴加少量 CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）1第二章 第三节 化学反应速率与限度（2）【学习目标】1．理解化学平衡的概念；2．掌握化学反应限度的外部特征；【学习重点】化学平衡的概念及特征。【预备知识】外界条件对可逆反应速率的影响（以 N2 +3H2 2NH3 △H＜0 ）（1）、减压：υ(正) ，υ(逆) 。（2）、增加(N 2的浓度)：υ(正) ，υ(逆) 。（3）、T、P 一定，充入稀有气体：υ(正) ，υ(逆) 。（4）、T、V 一定，充入稀有气体：υ(正) ，υ(逆) 。（5）、使用催化 剂：υ(正) ，υ(逆) 。【基础知识】二、化学反应的限度1、可逆反应进行的化学反应叫做可逆反应。2、化学平衡状态（1）、当一个可逆反应的 相等时， 不再改变，达到一种表面静止的状态，即“化学平衡状态”。化学平衡状态是给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度，此时反应物的转化率 。①反应刚开始时：反应物浓度 ，正反应速率 。生成物浓度 ，逆反应速率 。（填“最大”或“最小”）②反应进行中时：反应物浓度 ，正反应速率 。生成物浓度 ，逆反应速率 。（填“增大”、“减少”或“不变”）③反应达到平衡后：反应物浓度 ，生成物浓度 。（填“改变”或“不变”）。此时正反应速率与逆反应速率 。（填“相等”或“不相等”）例：可逆反应 N2＋3H 2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（ ）2A、v 正 （N 2）＝v 正 （H 2） B、v 正 （N 2）＝v 逆 （NH 3）C、2v 正 （H 2）＝3v 逆 （NH 3） D、v 正 （N 2）＝3v 逆 （H 2）（2）、化学平衡的特点：“ ”①反应物与生成物处于 平衡，在化学平衡状态，可逆反应的正反应和逆反应都 还在不断的进行着，只是此时 （且都大于 0）,而不是停止了化学反应。②在化学平衡状态，任何反应物与生成物 保持一定， 保持一定；（或说反应物与生成物的含量保持一定）③影响平衡的外界条件 ，平衡状态即被破坏，发生 。例：mA(g)＋nM(g) pC(g) ＋qD(g)①各物质的物质的量或物质的量分数一定②各物质的质量或质量分数一定③各气体的体积或体积分数相等④若 m＋n≠p＋q，总体积或总压强一定⑤若 m＋n＝p＋q，混合气体的平均相对分子质量（ rM）一定⑥温度一定，体积固定的容器，上述体系的密度一定⑦在单位时间内消耗 m molA，同时生成 n molB⑧在单位时间内消耗 p molC，同时生成 n molB上述能判断该反应达到平衡状态的是 3、平衡的计算（三段式）（求起始量或平衡量或反应物转化率或平衡时各组分的含量等）例：在 2L 的密闭容器中，加入 2molSO2、1.2molO 2，一定条件下使其充分反应后，测得 SO3为1.8mol，则 SO2、O 2的转化率分别为多少？若上述反应在恒容的密闭容器中进行，充分反应后，容器内压强为反应前的 3/4，则 SO2、O 2的转化率又分别为多少？三、化学反应的条件控制在生产生活中，促进有利的化学反应发生，抑制有害的化学反应发生，这就要讨论化学反应条件的控制。1第二章 第二节 化学能与电能（1）化学能与电能的相互转化【学习目标】1.掌握原电池的工作原理、能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及工作原理。【学习重点】原电池的工作原理。【学习难点】原 电池的工作原理。【预备知识】1.在化学反应中，物质中化学能的变化通常表现为的 变化，即 转化为 。2.金属活动性顺序表 3.在氧化还原反应中：氧化剂 电子，发生 反应，还原剂 电子，氧化还原反应本质 。【自主学习】1.直接从自然界取得的能源称为 ，如 、 、 、 、 等。经过加工、转换得到的能源称为 如 、 等。2.化学能与电能的相互转化⑴间接转化我国发电总量构成上，火力发电居 首位。燃煤发电过程中的能量转化过程为 化学能 燃烧 ________能 蒸汽 ________能 发电机 ________能。⑵直接转化------原电池原电池是将__________能转化为_______能的装置。在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流，可见原电池反应的本质是氧化还原反应。一、原电池及其工作原理 [Cu-Zn 原电池实验探究] 实验 2－4现 象铜片插入稀硫酸 铜片表面 锌片插入稀硫酸 锌片表面 铜片和锌片连接在一起插入稀硫酸 铜片表面 锌片表面 铜片和锌片之间连一电流表 铜片表面 锌片表面 电流表指针 2以 Cu-Zn 原电池为例，分析原电池的工作原理：电极 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 电流方向负极正极1.原电池是把 转变为 的装置。2.组成原电池的条件：① ② ③ ④ [思考]⑴以下装置不能形成原电池的是 。⑵在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中，溶液的 PH 值如何变化？硫酸根离子的浓度呢？3.原电池的电极判断(1)负极总是_______电子，化合价______，发生______反应；正极总是_______电子，化合价______，发生______反应。(2)电子流出的一极是__________，电子流入的一极是_________；(3)一般活泼的金属为________，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为________。4.化学电池的反应本质： 3【概括·整合】【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）离子 离子反应 正极负极电子，沿导线传递，有 产生，电解质溶液反应1第二章 第二节 化学能与电能（2）发展中的化学电源【学习目标】1.了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；2.引导学生从电子转移角 度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值3.感悟研制新型电池的重 要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观.正确的能源观。【学习重点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步 巩固原电池原理。【学习难点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。【自主学习】1.锌锰干电池(一次性电池)(1)普通锌锰电池负极材料是： 正极材 料是： 电解质是 (2)碱性锌锰干电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 改进后碱性锌锰电池的优点： 2.充电电池(二次性电池) (1)铅蓄电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 优点： 缺点： (2)镉镍电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 优点： 缺点： (３)锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl 2)：8Li+3SOCl 2=6LiCl+Li2SO3+2S负极： ；正极： 。3.氢-氧燃料电池负极通入 正极通入 【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）2