1、高中化学难点问题,哈尔滨市教育研究院蔡子华,提纲(教学内容的处理及理解),化学反应与能量 化学反应速率和化学平衡 化学能与电能,化学反应与能量,1、必修教材与选修教材的关系 必修教材的要求 选修教材的要求,08年上海高考题 17 H =生成物的总能量反应物的总能量,已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)+270kJ,下列说法正确的是 A2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量 B1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270KJ C在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量 D1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟
2、化氢气体分子放出270热量,08年海南高考题 H =反应物的键能生成物的键能,8白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量 分别为:PP akJ/mol、PO bkJ/mol、P=O ckJ/mol、O=O dkJ/mol。 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H,其中正确的是 A、(6a+5d4c12b)kJ/mol B、(4c+12b6a5d)kJ/mol C、(4c+12b4a5d)kJ/mol D、(4a+5d4c12b)kJ/mol,H =生成物的总能量反应物的总能量 H =反应物的键能生成物的键能 生成物的键能与生成的能量有什么关系呢?
3、为什么两者有区别呢,氢气与氯气的反应,盖斯定律,与守恒法的比较 意义(不是为了调整系数后的加加减减) 高考题,08年海南,15(8分)反应A(g)+B(g) C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。 (1)该反应是_反应(填“吸热”“放热”); (2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率_(填“增大”“减小”“不变”), 原因是_; (3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?_,原因是_: (4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1_,E2_(填“增大”“减小、”“不变”)。,09年宁夏,2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量
4、变化如图所示。已知I为1molSO3(g)氧化为1molSO3(g)的H -99kJ/mol。 请回答下列问题:(2)图中H kJ/mol; (3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 ; (4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol/Lmin,则v(O2)= mol/Lmin v(SO3)= mol/Lmin (5)已知单质硫的燃烧热为296kJ/mol,计算由S(s)生成3molSO3(g)的H (要求计算过程)。,(1)图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应热有无影响? 。该反应通常用V2O5作催
5、化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?减低,理由催化剂改变了反应历程;,上海高考题,将V1mL1.0mol/L HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如右图所示(实验中始终保持 V1 + V2= 50mL)。 下列叙述正确的是A、做该实验时环境温度为22B、该实验表明化学能可能转化为热能C、NaOH溶液的浓度约为1.0mol/LD、该实验表明有水生成的反应都是放热反应,中和热 1、必修的处理 2、选修的处理 3、序言的应用,新增内容的理解:,为什么引入焓变? 为什么在高中教学中要引入“熵”?如何理解“熵”? 如何理解“自发反应”概念? 自发反应的课
6、例分析,关于化学反应速率与化学平衡的思考,化学反应限度、化学平衡状态、化学平衡常数、平衡转化率的关系是什么 ? 反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率,平衡常数和勒夏特列原理,勒沙特列原理是经验性的原理没有理论基础,是定性的规律没有定量计算。以前的高中教学里只考虑定性的判断问题,适当的用一下勒沙特列原理也是可以的。 勒沙特列原理的科学的、严格的表述是:均相、封闭体系,当只有某一个因素改变的时候,平衡会向相抵消外来因素的改变的方向移动。其中均相、封闭体系、只允许一个因素改变,这是我们应用勒沙特列原理的基本前提。如果违反了这个前提,可能会得到错误的结论。譬如合成氨,这个反应在温度、压力一定的
7、情况下加进去氮气,那么按勒沙特列原理,平衡应该是向合成氨的方向移动,但是我们用Q跟K的比值来看,发现结果跟勒沙特列的判断方向完全相反。为什么?因为这个外加氮气的合成氨反应不是处在一个封闭体系里头,而是开放体系,不符合勒沙特列原理的使用条件。所以勒沙特列原理并不是普遍遵守、什么情况下都可以用的。,平衡常数和勒夏特列原理,平衡常数是热力学理论解决化学反应问题的伟大成果,是建立在严谨的理论基础之上的。无论在理论上还是指导实践中,都发挥着巨大的作用。利用平衡常数判断平衡移动方向,不管开放体系还是混相体系,不管是单一因素还是多因素改变,都是可以使用,因此,它可以解决更广泛的问题。,例1、在一个装有可移动
8、活塞的容器中进行如下反应N2(g)+3H2(g) =2NH3(g),反应达到平衡后,测得0.0510molN2,0.197molH2 0.204mol NH3,总容积1L。如果保持温度和压强不变,充入0.140 molN2,平衡会向哪个方向移动。 K=10.67 Q=11.08,例2、在一个装有可移动活塞的容器内进行如下化学反应:CS2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2S(g),反应达到平衡后,保持容器内温度和压强不变,向反应混合物中加入少量CS2气体,再达到新平衡后CH4的数目如何变化? 取决于V2/n(cs2),平衡常数,1、平衡常数有单位吗? 2、教学建议 浓度商与平衡常数的比较
9、,高考的变化07年宁夏,27(14分)高温 氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得: SiO2 C N2 = Si3N4 CO (1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内); (2)该反应的氧化剂是 ,其还原产物是 ; (3)该反应的平衡常数表达式为K; (4)若知上述反应为放热反应,则其反应热H 零(填“大于”、“小于”或“等于”);升高温度,其平衡常数值 (填“增大”、“减小”或“不变”); (5)若使压强增大,则上述平衡向 反应方向移动(填“正”或“逆”); (6)若已知CO生成速率为v(CO)18mol/(L.min),则
10、N2消耗速速率为v(N2) mol/(L.min)。,08年宁夏,25.(14分)已知可逆反应: 请回答下列问题: (1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 1 mol/L, c(N)=2.4 mol/L; 达到平衡后,M的转化率为60,此时N的转化率为 ; (2)若反应温度升高,M的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”;) (3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 1 mol,L-1, c(N)=2.4 molL-1;达到平衡后,c(p)=2 mol/L,a= ; (4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)= 1 mol/L,达到平衡后,M的转化率为 。
11、,07年海南高考试题,16(6分) PCl5的热分解反应如下: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) (1) 写出反应的平衡常数表达式; (2) 已知某温度下,在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。,关于控制变量思想的考察 探究“控制变量法”实验中的变量,影响铁锈蚀速率的因素,关于控制变量思想的考察 理解“控制变量法”实验的原理(08海南),无关变量是相同的,结果的差异由实验的变量的差异引起的。,08年海南试题,分析上述数据,回答下列问题: (1)实验4和5表明, 对反应速率有
12、影响, 反应速率越快,能表明同一规律的实验还有 (填实验序号); (2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 (填实验序号); (3)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ,其实验序号是 。 (4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15)相近,推测其原因:。,关于控制变量思想的考察 处理“控制变量法”实验结果(07广东),“碘钟”实验中,3I- + S2O82- = I3- + 2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量得到的数据如下表:,实验目的:研究I- 、 S2O82-浓度对速率的影响 显色时间t2=29.3s 结论:反应速率与反应起始浓度的乘
13、积成正比,关于控制变量思想的考察 体验“控制变量法”的实验过程(08广东),某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。,电化学,1、新课程的变化 一个聪明的主妇做的有趣的实验 一个科学的思路 一个实验改进,07年宁夏,26(14分) (1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应: ;银片上发生的电极反应: 。(2)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,试计算: 产生氢气的体积(标准状况); 通过导线的电量。(已知NA6.021023/mol,电子电荷为1.60
14、1019C),08年宁夏,10.一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O (l) C.CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-D.O2(g)+2H2O(l)+4e-=4OH-,09年海南,Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAICl4SOCl2。电池的总反应可表示为: 4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。 请回答下列问题: (1)电池的负极材料为 ,发生的电极反应为 ; (2)电池正极发生的电极反应为 ; (3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是 ,反应的化学方程式为 ; (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是 。 。,新增内容,1、关于盐桥 2、课例,祝大家寒假快乐,