




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
第二章第一節化學能與熱能(第1課時)16.6%2.1%5.1%76.2%我國化石燃料和水電能源消耗構成圖
能源與人類
能源是人類賴以生存和發展的物質基礎,我們每時每刻、分分秒秒都離不開它。迄今為止,人類所能利用的能源主要是化學能、電能、以及核能等等。但是,由于人類大量開發和浪費資源,造成了資源的不合理利用從而引發了不可回避的能源危機。
生活中哪些事實說明了在化學反應中伴隨著能量的變化?【思考與交流】煤的燃燒是化學反應嗎?其中還伴隨著哪些變化?物質發生化學反應的同時還伴隨著能量的變化,而這種能量變化又通常表現為熱能變化。第一節化學能與熱能一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系1、化學反應的本質是?
以氫氣在氯氣中燃燒為例,用化學鍵的觀點分析反應的本質過程。H····Cl··
:+→Cl····
H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl斷開斷開點燃
一個化學反應的的過程,本質上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。形成H····Cl··
:+→Cl····
H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl吸收能量斷開斷開吸收能量形成放出能量點燃化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因?!舅伎寂c交流】在化學反應中,隨著物質的變化,既有反應物中化學鍵的斷裂,又有生成物中化學鍵的形成,化學能也隨之而改變。那么,一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢?2、一個化學反應吸收能量還是放出能量的決定因素看圖討論分析化學反應放出能量看圖討論分析化學反應吸收能量規律如果反應物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量,那么在發生化學反應時,就有部分能量以熱的形式釋放出來;如果反應物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量,那么在發生化學反應時,反應物就需要吸收能量,才能轉化為生成物。能量反應過程反應過程反應物生成物能量放熱反應吸熱反應反應物生成物規律【歸納小結】一個化學反應是否為放熱還是吸熱取決于取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對大小,即取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。反應物的能量之和:E反生成物的能量之和:E生(1)若E反>E生(
E吸<E放)(2)若E反<E生(
E吸>E放)
,放出能量吸收能量放熱反應吸熱反應舊鍵斷裂吸收能量之和:E吸新鍵形成釋放能量之和:E放根據能量守恒:E反+E吸=E生+E放E反-E生=E放-E吸1.已知反應A+B=C+D為放熱反應,對該反應的下列說法中正確的是()
A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量D.該反應為放熱反應,故不必加熱就一定能發生C練一練2molH2和1molO2生成2molH2O的能量變化(H與H鍵能是436KJ/mol,O與O鍵能是496KJ/mol,H與O鍵能是463KJ/mol)2.算一算:通常,鍵能愈大,鍵愈牢固,由該鍵構成的分子也愈穩定。463KJX4-(436KJX2+496KJ)=484KJ3、當物質發生化學反應時,斷開反應物中的化學鍵要
;而形成生成物中的化學鍵要
。一個化學反應是釋放能量還是吸收能量取決于
。吸收能量放出能量反應物總能量與生成物總能量的相對大小課堂練習:4、若反應物的總能量>生成物的總能量,化學反應
能量。若反應物的總能量<生成物的總能量,化學反應
能量。放出吸收5、在反應H2+Cl2=2HCl中,已知H-H鍵能為436kJ/mol,Cl-Cl鍵能為247kJ/mol,H-Cl鍵能為431kJ/mol,判斷該反應是()A.吸熱反應B.放熱反應C.吸收179kJ熱量D.放出179kJ熱量BD6、氫氣在氧氣中燃燒產生藍色火焰,在反應中,破壞1molH-H鍵消耗的能量為Q1kJ,破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ,形成1molH-O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關系式中正確的是()A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3
C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B反應物的能量生成物的能量能量的釋放反應物的能量生成物的能量能量的吸收反應物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量生成物的總能量=反應物的總能量+吸收的熱量【課堂小結】新課標人教版化學必修Ⅱ第二章第一節化學能與熱能(第2課時)復習:1、不同的物質不僅組成______、結構______,所包含的化學能也_______。2、一個確定的化學反應在發生過程中是吸收能量還是放出能量,決定于______________________________________。____________時,有部分能量釋放出來;_______________時,反應物要吸收能量,才能轉化為生成物。3、
是化學反應中能量變化的主要原因。不同不同不同反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。若E反>E生若E反<E生化學鍵的斷裂和形成二、化學能與熱能的相互轉化質量守恒定律能量守恒定律化學反應中的能量變化,通常主要表現為熱量的變化。熱量的變化:吸熱和放熱怎樣設計實驗來了解反應中的熱量變化情況?下面我們一起通過實驗來認識和感受一下化學能與熱能的相互轉化![實驗探究2—1]
鋁片與鹽酸的反應在一支試管中加入2-3mL6mol/L的鹽酸,再插入用砂紙打磨光的鋁條,觀察現象,并用溫度計測量溶液溫度的變化.實驗2-11.鋁與鹽酸反應的化學方程式:
。2.在反應過程中你將能看到什么現象?3.用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化,你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應中的熱量變化?4.要明顯的感知或測量反應中的熱量變化,你在實驗中應注意哪些問題?思考與討論:實驗2-1現象結論鋁與鹽酸反應,放出大量氣泡,溫度升高該反應是放熱反應[實驗2—2探究]:Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應2.整個實驗中有哪些創新之處?1.整個實驗的現象、反應化學方程式和結論?實驗2-2現象:1、玻璃片(小木板)會與小燒杯粘結在一起2、有少許刺激性氣味氣體產生3、有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O結論:該反應是吸熱反應實驗探究2-3鹽酸溫度NaOH溶液溫度中和反應后溫度鹽酸與氫氧化鈉溶液反應,觀察反應中溶液溫度的變化。實驗2-3鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應后溫度/℃結論:中和反應是放熱反應。實質:H++OH-=H2O反應后溫度升高室溫室溫中和熱:酸與堿發生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱常見的放熱反應和吸熱反應(贏P38)放熱反應所有燃燒物質的緩慢氧化中和反應金屬與酸活潑金屬與水的反應溶液里的置換
大部分化合反應(生石灰和水反應)特殊的分解(氯酸鉀分解)吸熱反應特殊的化合(C+CO2,N2+O2)電離強堿與銨鹽C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(C+H2O,H2+CuO)某些晶體之間的反應(Na2CO3·10H2O+NH4NO3
Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl大部分分解反應Fe+H2O(g)隨堂練習1.下列說法正確的是()A.大多數的化合反應是釋放能量的反應B.大多數分解反應是吸收能量的反應C.釋放能量的反應都不需要加熱D.吸收能量的反應都需要加熱AB2.下列反應既屬于氧化還原反應,又屬于吸熱反應的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應C.灼熱的炭與CO2的反應D.甲烷在氧氣中的燃燒反應C3、如右圖所示,把試管放入盛有25℃時飽和石灰水的燒杯中,試管中開始放入幾小塊鎂片,再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中.試回答下列問題:(1)實驗中觀察到的現象是
(2)產生上述現象的原因是
(3)寫出有關反應的離子方程式
(4)由實驗推知,MgCl2溶液和H2的總能量
(填“大于”、“小于”、“等于”)鎂片和鹽酸的總能量.(1)①鎂片上有大量氣泡產生;②鎂片逐漸溶解;③燒杯中析出晶體.(2)鎂與鹽酸反應產生氫氣,該反應為放熱反應,Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度升高而減小,故析出Ca(OH)2晶體.(3)Mg+2H+=Mg2++H2(4)小于三、化學能的應用利用熱量進行生活、生產和科研。利用熱能使很多化學反應得以發生。如:練習:指出下列說法的正誤A、生物體內進行的緩慢氧化反應是放熱反應。B、化學鍵斷裂吸收的能量越多,化學鍵越牢固。C、植物光合作用吸收太陽能,與化學能無關。D、柴草的燃燒與化學能無關。E、人類的文明程度與人均耗能無關。對對不對不對不對【思考與交流】酸與堿發生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。如果要通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反應的中和熱,你認為在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題?你準備如何設計并進行實驗?請與同學討論、交流。中和熱的測定
裝置贏在課堂P39在大燒杯底部墊泡沫塑料(或紙條),使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板,在板中間開兩個小孔,正好使溫度計和環形玻璃攪拌棒通過,以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的,如上圖所示。該實驗也可在保溫杯中進行。在設計實驗裝置和操作時應從兩個方面考慮,一是注重“量”的問題,如①反應物的濃度和體積取定值;②測量反應前后的溫度值;③做平行實驗取平均值。二是盡量減小實驗誤差,如①用經過標定的鹽酸和氫氧化鈉溶液;②量液器最好使用移液管;③攪拌使反應充分進行;④及時散熱,使混合液溫度均衡;⑤溫度計的精確度高,最好使用精度為0.1℃或更高的溫度計;⑥鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能??;⑦使用絕緣裝置,避免熱量散發到反應體系之外;⑧溫度計要讀準確。思考與交流1、物質發生化學反應的同時還伴隨著能量的變化,而這種能量變化又通常表現為熱能變化。2、化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。3、一個確定的化學反應在發生過程中是吸收能量還是放出能量,取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。4、化學反應中能量轉化遵循能量守恒原則?!菊n堂小結】科學視野生物體中的能量轉化人體內發生的氧化還原反應與體外的燃燒本質相同,最終產物一樣(都是二氧化碳和水),都是放熱反應,所放出的能量也相等。只是二者反應條件不同?!咀灾鲗W習】啟示:生物化學過程在利用“能源”上更為合理、有效??茖W視野人類利用能源的三個階段柴草時期化石能源時期多能源結構時期新課標人教版化學必修Ⅱ第二章第二節化學能與電能(第1課時)你知道嗎?聳立于美國紐約港外的自由女神像歷來是美國的象征,但是她也經常生病。你知道原因嗎?有些人把能源分為一次能源和二次能源,請問太陽能和電能屬于那一類呢?一次能源:直接從自然界取得的能源,例如流水、風力、原煤、石油、天然氣、天然鈾礦等。想一想二次能源:一次能源經過加工、轉換得到的能源,例如電力、蒸汽等。下頁上頁首頁小結結束【資料卡片】第二節化學能與電能下頁上頁首頁小結結束2001年我國發電總量構成如圖2-7,火力發電居于首位。
下頁上頁首頁小結結束看圖,簡述火力發電的工作原理?思考:1.煤燃燒的本質是什么?
氧化劑與還原劑之間發生電子轉移,即氧化還原反應。2.請大家根據圖2-8分析火力發電具有那些缺點?一、化學能與電能的相互轉化下頁上頁首頁小結結束3.能否將化學能直接轉變為電能供我們使用呢?產生二氧化硫和氮的氧化物,導致空氣污染,也會造成酸雨,破壞生態環境;會產生二氧化碳,會使地球的溫室效應惡化。1.在實驗(一)中,溶液中的H+在哪塊金屬上得到電子被還原生成氫氣?2.在實驗(二)中的銅片上是否有現象?銅的金屬活動性在氫后面,為何在銅的表面有氫氣放出呢?實驗(二)中電流表的指針有何變化?實驗一ZnCuZnCu實驗二A探究實驗原電池:把化學能轉化為電能的裝置。下頁上頁首頁小結結束稀硫酸電極電極材料電極反應反應類型ZnCuZn-2e-=Zn2+氧化反應
2H++2e-=H2↑還原反應負極正極下頁上頁首頁小結結束原電池原理負極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬或非金屬導體ZnCuA-+稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸-+-+-+A請根據下列原電池正負構造特點,總結出如何判斷原電池的正負極思考與交流稀硫酸下頁上頁首頁小結結束判斷原電池正、負極的方法*由組成原電池的兩極材料判斷:一般是活潑的金屬為負極活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極*根據電流方向或電子流動方向判斷:電流是由正極流向負極;電子流動方向是由負極流向正極。*根據原電池兩極發生的變化來判斷:原電池的負極總是失電子發生氧化反應,正極總是得電子發生還原反應?!練w納小結】*電極反應現象.
不斷溶解,質量減少為負極;有氣體產生,或質量增加或不變為正極1、下列四個裝置中,導線中的電子由左邊一極流向右邊一極的是()稀H2SO4ZnZn(A)稀H2SO4CuZn(B)稀H2SO4ZnC(C)C習題一如圖裝置,電流表G發生偏轉,同時A極逐漸變粗,B極逐漸變細,C為電解質溶液,則A、B、C應是下列各組中的哪一組()A、A是鋅,B是銅,C為稀H2SO4
B、A是銅,B是鋅,C為稀硫酸C、A是鐵,B是銀,C為AgNO3溶液D、A是Ag,B是鐵,C為AgNO3溶液ACABD習題二習題三請判斷下列原電池的正負極情況和電流方向硫酸銅ZnFeA硫酸銅ZnCAFeCA硫酸銅-+-+-+下頁上頁首頁小結結束X、Y、Z都是金屬,把X浸入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出,X與Y組成原電池時,Y是電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為()A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Y>Z>X習題四C因為X置換出Z,所以金屬性X>Z負極的金屬較活潑,所以Y>X下頁上頁首頁小結結束把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時,a為負極;c、d相連時,電流由d到c;a、c相連時,c極上產生大量氣泡,b、d相連時,b上有大量氣泡產生,則四種金屬的活動性順序由強到弱的為:()A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b.>dD.b>d>c>aB新課標人教版化學必修Ⅱ第二章第二節化學能與電能(第2課時)復習回憶1、原電池:把化學能轉化為電能的裝置2、原電池原理下頁上頁首頁小結結束原電池負極(較活潑金屬)正極(較不活潑金屬或非金屬導體)3、判斷原電池正、負極的方法較活潑的金屬發生氧化反應,電子從較活潑的金屬(負極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)*由組成原電池的兩極材料判斷:*根據電流方向或電子流動方向判斷:*根據原電池兩極發生的變化來判斷:*電極反應現象.實驗探究:Cu—Cu與稀硫酸進行實驗.Zn—石墨與稀硫酸進行實驗.Fe—Al與稀硫酸進行實驗.Cu—Zn與乙醇進行實驗.Cu—Zn與一個西紅柿(或一個蘋果)進行實驗.Cu—石墨與稀硫酸進行實驗.動腦動手要注意指針的偏轉方向,判斷正負極原電池設計思路:1.能自發進行的氧化還原反應2.通常須兩個活性不同的電極3.電解質溶液4.還原劑在負極失電子,發生氧化反應,氧化劑在正極得電子,發生還原反應.Fe比Fe不活潑的金屬或石墨CuSO4
、CuCl2等負極:正極:電解質溶液:思考題請根據反應:Fe+Cu2+=Fe2++Cu設計原電池,你有哪些可行方案?思考題請根據反應2Fe3++Fe=3Fe2+設計原電池,你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3通過上述實驗設計,試說明化學電池由幾部分構成,它的組成條件是什么?【思考與交流】Zn二.構成原電池的條件:2.有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導體如碳棒)做電極。(一般負極與電解質發生氧化還原反應)3.兩極材料均插入電解質溶液中。4.兩極相連形成閉合回路。1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是()習題三CZnCuH2SO4AZnCuCuSO4AZnCu酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CD沒有形成閉合回路酒精不是電解質沒有形成閉合回路你知道了嗎?哈哈!化學也能解決醫學問題?請同學們根據原電池的原理,指出下列原電池的正極與負極分別是什么?寫出電極反應式和總反應方程式。
相同條件下,純鋅粒和粗鋅粒與同濃度的稀硫酸反應的速率一樣嗎?為什么?假如要求你設計實驗來證明你的觀點,你的實驗方案是怎樣的?證據和結論又是什么?【課時作業】答案12345678910DCDCDAACDBCD新課標人教版化學必修Ⅱ第二章第二節化學能與電能(第3課時)原電池“負極出電子,電子回正極”必發生失電子的氧化反應必發生得電子的還原反應⑴原電池原理復習回憶構成原電池的條件是什么?(1)有兩個相連的電極
(2)兩電極都接觸電解質溶液(酸、堿、鹽)正極、負極、電解質溶液構成閉合回路(3)在電極表面上能發生自發進行的氧化還原反應。把化學能轉化為電能的裝置。閉合電路電極相連接觸電解質溶液自發的氧化還原反應分兩處進行簡單原電池的正負極和電子流向如何?
氧化反應Zn-2e=Zn2+
銅鋅原電池電解質溶液失e,沿導線傳遞,有電流產生還原反應2H++2e-=H2↑陰離子陽離子負極正極陽離子判斷下列幾個學生設計的裝置,能形成原電池的是?寫出下列原電池的電極反應、總反應1、Cu—Fe與稀硫酸2、Zn—石墨與稀硫酸3、Fe—Al與稀硫酸4、Cu—Zn與CuCl2溶液5、Fe—Zn與一個西紅柿6、Cu—石墨與FeCl3溶液7、Fe—Zn與CuCl2溶液二、發展中的化學電源1.干電池鋅錳電池:屬于一次性電池,其負極反應為正極反應為2NH4++2e-2NH3+H2廣泛用于卡式錄音機、閃光燈、電動玩具、袖珍電視機等。下頁上頁首頁小結結束ZnZn2++2e-2.充電電池:充電電池又稱二次電池,能夠重復使用至一定的周期。
鉛蓄電池:最早使用的充電電池,它是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼,在正極板上有一層棕褐色的PbO2,負極板是海綿狀的金屬鉛,兩極均浸入硫酸溶液中。鉛蓄電池電極反應:負極:Pb+SO42-—2e-=PbSO4正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
鉛蓄電池充電和放電的總化學方程式:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電鎳鎘充電電池:它是一種體積少,具有殘留性記憶的充電電池,可重復使用500次以上。它以Cd為負極,NiO(OH)為正極,KOH為電解液。廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等,但有毒。鋰離子電池:它是新一代可充電的綠色電池現已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機等低功耗電器的主流。燃料電池:它是一種高效、環境友好的發電裝置。它的電極材料一般為活性電極,具有很強的催化活性,如鉑電極,活性炭電極等。燃料電池由3個主要部分組成:燃料電極(負極);電解液;空氣/氧氣電極(正極)。3、燃料電池氫燃料電池的工作原理是:負極氫氣被氧化失去電子,或稱“燃燒掉了”。這些負電子流到電池的正極,同時,余下的氫離子通過電解液被送到正極。在正極,與氧氣發生反應并從正極吸收電子。這一反應的產品是電流、熱量和水。介質電池反應:2H2+O2=2H2O
酸性負極正極中性負極
正極堿性負極正極2H2-4e-=4H+
O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+
O2+4H+
+4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-【知識拓展】新型燃料電池:該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,又在兩極上分別通甲烷和氧氣。電極反應:負極:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O正極:2O2+4H2O+8e-=8OH-總反應:
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O原電池原理的應用:1)利用原電池原理設計新型化學電池;2)改變化學反應速率,如實驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣;3)進行金屬活動性強弱比較;4)電化學保護法,即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。小結1.活潑金屬作負極,被腐蝕或消耗,發生氧化反應,如:Cu-Zn原電池。2.兩極都參加反應的原電池,如蓄電池,鋰電池和銀鋅電池等。3.兩電極材料均為惰性電極,電極本身不發生反應,而是由引入到兩電極上的物質發生反應,如燃料電池。作業:完成教學案新課標人教版化學必修Ⅱ第二章第三節化學反應的速率和限度
(第1課時)炸藥的爆炸、水溶液中的酸堿反應、感光反應等瞬間即可完成?!舅伎寂c交流】在化學實驗和日常生活中,我們經常觀察到這樣的現象,有的化學反應進行得快,有的化學反應進行得慢??欤∈覝叵陆饘偕P、溶洞形成和塑料或橡膠的老化速率按年計,而地殼內煤或石油的形成要經過幾十萬年的時間。慢請思考:物體運動的快慢可以用速度來表示(v=s/t),物質變化的快慢該怎么表示呢?一、化學反應的速率化學反應速率化學反應速率的定義:單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示v=ΔtΔc注意:1.v表示平均反應速率;2.Δc表示指定物質的反應前后的變化濃度;3.Δt表示變化所對應的時間;4.濃度常用mol.L-1,時間常用s,min?;瘜W反應的速率單位為:mol/(L·min)或mol/(L·s)例1、在某一化學反應中,反應物B的濃度在5s內從2.0mol/L變成0.5mol/L,在這5s內B的化學反應速率為____________。課堂練習一個5L的容器中,盛入8.0mol某氣體反應物,5min后,測得這種氣體反應物還剩余6.8mol,這種反應物的化學反應速率為_______________。0.3mol/(L·S)0.048mol/(L·min)有關化學反應速率的簡單計算在給定條件下,氮氣與氫氣在密閉容器中合成氨。起始時加入氮氣和氫氣且濃度分別為1mol/L和1mol/L,2min后,氮氣的濃度為0.8mol/L,氫氣的濃度為0.4mol/L,氨氣的濃度為0.4mol/L。分別用氮氣、氫氣和氨氣的濃度變化表示的這2min內的化學反應速率是多少?有什么關系?課堂練習:例題2:3H2+N22NH32L初始量1mol/L1mol/L0t=2min0.4mol/L0.8mol/L0.4mol/L變化量0.6mol/L0.2mol/L0.4mol/LV(H2)=V(N2)=V(NH3)=化學反應速率之比等于方程式中它們的計量數之比。反應
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
在10L密閉容器中進行,半分鐘后,水蒸氣的物質的量增加了0.45mol,則此反應的平均速率A、ν(NH3)=0.0101mol.L-1.s-1
B、ν(O2)=0.0010mol.L-1.S-1C、ν(NO)=0.0010mol.L-1.s-1D、ν(H2O)=0.045mol.L-1.s-1
課堂練習:對于反應A2+3B22AB3以下表示的反應速率中,速率最大的是A、v(A2)=0.4mol·L-1min-1B、v(B2)=0.8mol·L-1min-1C、v(AB3)=0.6mol·L-1min-1D、v(A2)=0.01mol·L-1·S-1D課堂練習:反應N2+3H2=2NH3在2L的密閉容器中發生反應,5min內NH3的質量增加了1.7g,求ν(NH3)
ν(N2)
ν(H2)。課堂練習:注:無論是用某一反應物表示還是用某一生成物表示,其化學反應速率都取正值,且是某一段時間內的平均速率。在一定條件下,mA+nB=pC的反應中,各物質的化學反應速率為v(A)=amol/(L·s),v(B)=0.5amol/(L·s),v(C)=amol/(L·s),則該反應的化學方程式為:______________________答案:2A+B=2C課堂練習:下列過程中,需要加快化學反應速率的是()A.鋼鐵腐蝕B.食物腐壞C.煉鋼D.塑料老化C一個小問題影響化學反應速率的因素改變化學反應速率在實踐中有很重要的意義,我們可以根據生產和生活的需要,采取適當措施改變化學反應速率。那么,如何能夠改變化學反應速率呢?實驗探究各取一根鎂條和一根鋁條分置于兩支加有2~3mL3mol/L硫酸溶液的試管中。觀察產生氣泡的快慢;實驗現象:實驗結論:動手時間討論影響化學反應速率的因素實驗2-5現象結論熱水中常溫冷水中產生氣泡速率增大,帶火星火柴復燃升高溫度,反應速率增大有氣泡冒出產生氣泡速率減小降低溫度,反應速率減小2H2O2=2H2O
+O21、溫度對化學反應速率的影響規律:當其它條件不變時,升高溫度,化學反應速率增大。降低溫度,化學反應速率減小。實驗測得,溫度每升高10度,化學反應速率通常增大原來的2~4倍。注意:溫度對反應速率的影響不受反應物狀態的限制。實驗2-6現象結論加入MnO2加入FeCl3不加其他試劑氣泡冒出速率增大氣泡冒出速率增大有氣泡冒出,較慢MnO2能加快反應速率FeCl3能加快反應速率無催化劑反應較慢討論影響化學反應速率的因素(1)、催化劑對化學反應速率的影響規律:催化劑能改變化學反應的速率。有的催化劑能加快化學反應的速率,叫正催化劑;有的催化劑能減慢化學反應速率,叫負催化劑。在實踐中,如沒有特殊說明,凡說催化劑都是指正催化劑。催化劑中毒:催化劑的催化性能往往因接觸少量的雜質而明顯下降甚至遭破壞,這種現象叫催化劑中毒。催化劑只有在一定的溫度下才能最大限度的顯示其催化作用,不同的催化劑對溫度的要求不一樣。自學P43神奇的催化劑催化劑能極大地改變反應速率,而自身的組成、化學性質和質量在反應前后不發生變化,具有高度的選擇性(或專一性)物理性質呢?改變嗎?影響化學反應速率的條件除溫度和催化劑以外,還有哪些條件?1.請預計大理石(CaCO3)分別與0.1mol/L和1mol/L的鹽酸反應的快慢。你能得出什么結論嗎?2.塊狀CaCO3、粉末狀CaCO3與0.1mol/L的鹽酸反應誰快誰慢?為什么?思考與交流3.實驗室進行化學反應時,常常把一些固體物質溶于水配成溶液再進行反應。為什么?4.實驗室制取氫氣時,是用粗鋅好(有雜質)還是用純鋅好,為什么?增大濃度反應速率加快,減小濃度反應速率減慢。增大固體表面積可以加快反應速率(接觸充分)離子反應速率快,瞬間完成。(粒子的接觸充分)形成原電池可以加快反應速率。濃度的影響固體表面積形成原電池2、催化劑:催化劑能成千上萬倍地加快化學反應速率。3、濃度:當其它條件不變時,增加反應物的濃度,可以增大化學反應速率;減小反應物的濃度,可以減小化學反應速率。4、壓強:對于氣體反應來說,增大壓強就是增加反應物的濃度,可以增大化學反應速率;減小壓強就是減小濃度,因而,化學反應速率減小。5、固體的表面積:化學反應時,與固體的接觸面積越大,化學反應速率就越快。反之,就越慢。如:把固體粉碎、溶解、液化或氣化。小結:外界條件對化學反應速率的影響1、溫度:升高溫度化學反應速率加快,降低溫度化學反應速率減小。一.化學反應的速率:定性表示:定量表示:快或慢V=ΔcΔt=c2–c1t2–t11.表示二.影響化學反應速率的因素:1.決定因素:參與反應的物質的自身性質(內因)2.影響因素:(1)溫度:升溫反應速率加快,降溫反應速率減慢;(2)濃度:增大濃度反應速率加快,反之,減慢;(3)催化劑:一般是加快化學反應速率。(4)其他:壓強、固體表面積、光、射線和原電池等【課堂小結】思考與練習:1.在下列金屬分別投入0.1鹽酸中,能發生反應且反應最劇烈的是()A.FeB.AlC.MgD.CuC2.木炭在空氣中燃燒是一個放熱反應,為什么木炭燃燒時必須先引火點燃?點燃后停止加熱,木炭能夠繼續燃燒嗎?為什么?答:可燃物燃燒必須達到它的燃點才能發生,點火就是要使溫度達到木炭的著火點;又因燃燒放熱,所以木炭燃燒會越來越劇烈。(即火越燒越旺)課堂練習12345DCCCD678910CCCDA/BB新課標人教版化學必修Ⅱ第二章第三節化學反應的速率和限度
(第2課時)一.化學反應的速率:定性表示:定量表示:快或慢V=ΔcΔt=c2–c1t2–t11.表示二.影響化學反應速率的因素:1.決定因素:參與反應的物質的自身性質(內因)2.影響因素:(1)溫度:升溫反應速率加快,降溫反應速率減慢;(2)濃度:增大濃度反應速率加快,反之,減慢;(3)催化劑:一般是加快化學反應速率。(4)其他:壓強、固體表面積、光、射線和原電池等【復習回憶】1、反應4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在2L的密閉容器中進行反應,1min后,NH3減少了0.12mol,則平均每秒鐘濃度變化正確的是(
)A、NO:0.001mol/L
B、H2O:0.002mol/LC、NH3:0.002mol/L
D、O2:0.00125mol/L2、反應:A(g)+3B(g)
=2C(g)+2D(g)在4種不同的情況下的反應速率分別為①vA=0.5mol/L·s,②vB=0.6mol/L·s,③vC=0.4mol/L·s,④vD=0.45mol/L·s。該反應進行速率最快的是A、①
B、②③
C、④
D、①④課堂練習ADA1.采用哪些方法可以增加Fe與鹽酸反應的化學反應速率?動腦時間知識應用動腦時間2.下圖為將Zn投入一定濃度一定體積的H2SO4中,解釋圖象的成因。(縱坐標為H2的生成速率)知識應用二.化學反應的限度
NaCl
+AgNO3==AgCl
+NaNO31mol1mol1mol1molNaI+AgNO3==AgI+NaNO3AgI比AgCl更易沉淀
實驗探究:向AgNO3溶液中滴加NaI溶液,有何現象?向AgNO3溶液中滴加NaCl有何現象?取上清液于另一試管中,然后滴加NaI溶液,又有何現象呢?你得出什么結論呢?黃色沉淀白色沉淀黃色沉淀上清液中仍有AgNO3根據這個實驗,你得到什么啟示?你知道什么是可逆反應嗎?請舉例說明。SO2+H2OH2SO3在一定的條件下,溶液中的離子反應存在著一定的可逆性,當離子反應進行到一定限度時,離子的濃度保持不變。
可逆反應為什么不能進行到底呢?當一個可逆反應進行到正反應速率與逆向反應速率相等時,反應物和生成物的濃度不再改變,達到表面上靜止的一種“平衡狀態”,這就是可逆反應所能達到的限度。任何化學反應的進程都有一定的限度,只是不同反應的限度不同罷了。歸納整理1、化學反應的限度定義:在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應中的混合物中各組分的濃度保持不變的平衡狀態。2、化學反應到達限度后的特征:等:正反應速率和逆反應速率相等,即同種物質消耗的速率與生成的速率相等。注意:不同物質的反應速率不一定相等。(化學平衡的標志)定:在平衡混后物中,各組成成分的濃度保持一定,不再隨時間變化而變化。注意:濃度不變=濃度相等。(化學平衡的標志)歸納整理1、一定溫度下,反應H2(g)+I2(g)2HI(g)達到平衡的標志是()A單位時間內生成nmolH2同時生成nmolHI。C單位時間內生成2nmolHI同時生成nmolI2。D單位時間內生成nmolH2同時生成nmolI2E1mol的H-H鍵斷裂的同時,有1mol的I-I鍵斷裂?!菊n堂練習】C新課標人教版化學必修Ⅱ第二章第三節化學反應的速率和限度
(第3課時)復習回憶1、化學反應的限度定義:在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應中的混合物中各組分的濃度保持不變的平衡狀態。2、化學反應到達限度后的特征:等:正反應速率和逆反應速率相等,即同種物質消耗的速率與生成的速率相等。注意:不同物質的反應速率不一定相等定:在平衡混后物中,各組成成分的濃度保持一定,不再隨時間變化而變化。注意:濃度不變=濃度相等。復習回憶1、一定溫度下,反應H2(g)+I2(g)2HI(g)達到平衡的標志是()A單位時間內生成nmolH2同時生成nmolHI。C單位時間內生成2nmolHI同時生成nmolI2。D單位時間內生成nmolH2同時生成nmolI2E1mol的H-H鍵斷裂的同時,有1mol的I-I鍵斷裂?!菊n堂練習】C2在一定溫度下,2NO2(g)N2O4(g)(無色)的可逆反應中,下列情況屬于平衡狀態的是()A.N2O4不再分解B.v(N2O4):v(NO2)=1:2C.體系的顏色不再改變D.NO2的濃度與N2O4的濃度之比2:1
C【課堂練習】歸納整理
動:化學反應的限度是一種動態平衡?;瘜W反應表面上好像停止,但本質上并未停止,只是正反應速率和逆反應速率相等罷了。變:反應的限度是在一定條件下暫時平衡,條件改變,化學平衡狀態就改變。3可逆反應達到平衡的重要特征是:A反應停止了B正、逆反應的速率都為零C正、逆反應都還在繼續進行D正、逆反應速率相等【課堂練習】D4一定條件下,可逆反應達到平衡時:A單位時間內反應物減少的分子數等于生成物增加的分子數B反應物濃度等于生成物濃度C反應物與生成物濃度保持不變D混和體系中各組成成份和含量保持不變【課堂練習】CD5在一定溫度下的定容容器中,當下列的物理量不再發生變化時,表明反應A(固)+2B(氣)C(氣)+D(氣)已達到平衡狀態的是:()A混合氣體的壓強B混合氣體的密度C氣體的總物質的量DA的物質的量濃度【課堂練習】B6對反應A(氣)+B(氣)C(氣)+D(氣)的以下敘述中,能說明恒溫下已達平衡狀態的A反應容器中,壓強不隨時間改變而改變B反應容器中,A、B、C、D能共存C反應容器中,A、B、C、D質量不再改變D反應容器中的各物質物質的量不隨時間變化7在一定溫度下,反應I2(氣)+H2(氣)2HI(氣),達到平衡的標志是:AVHI=2VH2BH2的百分含量不再變化C容器內的壓強不再變化D[I2]=[H2]=[HI]CDB向平衡體系2NO+O2=2NO2中通入由18O組成的氧氣,重新達到平衡后,18O:A只存在于O2中B只存在于NO2
C只存在于O2和NO2中D存在于NO、O2、、NO2中【課堂練習】D思考:如何判斷可逆反應已達到平衡狀態了呢?宏觀上判斷:各物質的濃度保持不變。如顏色不變微觀上判斷:v(正)=v(逆)v(正)=v(逆)是指指定某物質(反應物或生成物)的消耗速率與生成速率相等。8、可逆反應H2(g)+I2(g)2HI(g)達到平衡狀態時的標志是()A、混合氣體密度恒定不變。B、混合氣體的顏色不再改變。C、H2、I2、HI的濃度相等。D、I2在混合氣體中的體積分數與H2在混合氣體中的體積分數相等。E、容器內的總壓強不隨時間的變化而變化。B【課堂練習】小結:化學反應達到限度的判斷1、V(正)=V(逆)2、體系中各組分的物質的量濃度或體積分數、物質的量分數保持不變。3、全是氣體參加的前后系數改變的可逆反應,壓強保持不變。4、對于有顏色的物質參加或生成的可逆反應,顏色不隨時間發生變化。5、對同一物質而言,斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。我們已經增加了高爐的高度,怎么排出的一氧化碳濃度沒有降低呢?你能幫助工程師解開這一謎底嗎?
CO【科學史話】煉鐵高爐尾氣之謎任何一個化學反應都不能完全進行到底新課標人教版化學必修Ⅱ第二章第三節化學反應的速率和限度
(第4課時)
樹為什么控制的如此好呢?樹請仔細閱讀教材,然后思考下列問題:1、如何提高燃料的燃燒效率?燃料充分燃燒的條件是什么?2、如何控制化學反應條件?請結合生活實際,談談控制化學反應的條件有何意義?【思考與交流】1、提高燃料燃燒效率的措施:(1)盡可能使燃料充分燃燒,提高能量的轉化率。關鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充充分接觸(把固體粉碎,液化或氣化),且空氣要適當過量。(燃料充分燃燒的條件,區別燃燒的條件)(2)盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放的熱能,提高熱能的利用率。
三.化學反應條件的控制2、反應條件的控制:(1)關于人類需要或對人類有利的化學反—提高生產或工作效率,提高原料的利用率或轉化率。(2)關于有害或對人類不需要的化學反應—降低反應速率或隔離會引發反應的物質。(3)關于特定條件環境或特殊需要的化學反應—要對化學反應條件進行特殊的控制。
三.化學反應條件的控制同學們再見!影響化學平衡的條件
2課時
知識延伸【復習】化學平衡狀態的定義:(化學反應的限度)一定條件下,可逆反應里,正反應速率和逆反應速率相等,反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態?;瘜W平衡的特征:逆等動定變——可逆反應(或可逆過程)——V正=V逆(不同的平衡對應不同的速率)——動態平衡。達平衡后,正逆反應仍在進行(V正=V逆≠0)——平衡時,各組分濃度、含量保持不變(恒定)——條件改變,平衡發生改變在19世紀后期,人們發現煉鐵高爐所排出的高爐氣中含有相當量的CO。經檢測,用這個高爐煉鐵,高爐氣中CO含量不變。工程師認為這是由于CO和鐵礦石的接觸時間不夠長所造成的,于是在英國建造了一個高大的煉鐵高爐,以增加CO和鐵礦石的接觸時間。思考?對于一個可逆反應而言,CO的含量保持不變,這是達到了什么狀態,具備什么樣的特點?如果你作為一名工程師,會嘗試改變哪些條件來減少CO的含量?定義:可逆反應中,舊化學平衡的破壞,新化學平衡建立過程叫做化學平衡的移動。V正≠V逆V正=V逆≠0條件改變平衡1
不平衡平衡2建立新平衡破壞舊平衡V正=V逆≠0一定時間
§2.3影響化學平衡的條件一、化學平衡的移動實驗設計現有實驗資源:藥品:0.01mol/LFeCl3溶液、0.01mol/LKSCN溶液、1mol/LFeCl3溶液、1mol/LKSCN溶液。儀器:試管、小燒杯、充有NO2氣體的連通球和針筒
可供選擇研究的可逆反應:
反應一:FeCl3+3KSCN
Fe(SCN)3+3KCl黃色紅色反應二:紅棕色無色2NO2N2O4(正反應為放熱反應)(g)(g)實驗目的:研究濃度、壓強和溫度這個三個條件對化學平衡的影響實驗設計--討論--確立方案--動手實驗實驗設計的關鍵建立平衡體系控制單個變量進行對照實驗二、濃度對化學平衡的影響探究實驗1
FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl(黃色)(無色)(紅色)(無色)現象:向第一支試管里加入幾滴FeCl3溶液,顏色加深。向第二支試管里加入幾滴KSCN溶液,顏色加深。[討論]濃度對化學平衡的影響FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl
增大增大瞬間不變正反應方向由于Fe(SCN)3濃度增大,[同理可得]所以溶液的顏色加深。在第二支試管中滴加KSCN溶液,反應物濃度增大,正反應速率增大,逆反應速率瞬間不變,使V正V逆,化學平衡向逆反應方向移動,所以溶液的顏色加深。,,在第一支試管中滴加FeCl3
溶液,反應物濃度,
正反應速率,逆反應速率,導至V正V逆,使化學平衡向移動。,,[思考]濃度對化學平衡的影響用V-t(℃)圖像分析V正V逆0t1t2V正=V逆平衡狀態Ⅰ增加反應物濃度對化學平衡的影響V逆’V正’V正’=V逆’平衡狀態Ⅱt3[練習]濃度對化學平衡的影響用V-t(℃)圖像分析V正V逆0t1t2V正=V逆平衡狀態Ⅰ降低反應物濃度對化學平衡的影響t3V正’=V逆’V正’V逆’平衡狀態Ⅱ[問題]濃度對化學平衡的影響畫出增加反應物濃度和降低生成物濃度
對平衡影響的V-t(℃)圖像V正V逆0t1V正=V逆平衡狀態Ⅰt2t3V正’=V逆’V正’V逆’平衡狀態Ⅱ[結論]濃度對化學平衡的影響增加反應物濃度(或降低生成物濃度),化學平衡向正反應方向移動;移動的結果是:減小反應物濃度(或增大生成物濃度)。降低反應物濃度(或增加生成物濃度),化學平衡向逆反應方向移動;移動的結果是:增大反應物濃度(或減小生成物濃度)。[注意]純固體、純液體的濃度是常數,改變純固體、純液體的濃度對化學平衡無影響。探究實驗22NO2(氣)N2O4(氣)現象:(2體積,紅棕色)(1體積,無色)A.加壓混和氣體顏色先深后淺;B.減壓混和氣體顏色先淺后深。三、壓強對化學平衡的影響壓強對化學平衡的影響壓強/MPH3/%2.09.216.435.553.669.4
實驗與數據告訴我們,對反應前后氣體總體積發生變化的化學反應,在其他條件不變的情況下,增大壓強,會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動;減小壓強,會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。表2—3450℃時N2與H2反應NH3的實驗數據以合成氨反應為例來說明壓強對化學平衡的影響N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
[事例][討論]2NO2(氣)N2O4(氣)(2體積,紅棕色)(1體積,無色)A:當加壓氣體體積縮小時,混和氣體顏色先變深是由于①
,后又逐漸變淺是由于 ②
;
B:當減壓氣體體積增大時,混和氣體顏色先變淺是由于①
,后又逐漸變深是由于 ②
。
NO2濃度增大
NO2濃度減小
平衡向正反應方向移動平衡向逆反應方向移動壓強對化學平衡的影響[思考]用V-t(℃)圖像分析加壓對化學平衡的影響V正V逆0t1t2V正=V逆平衡狀態Ⅰ壓強對化學平衡的影響增大正反應方向速率均,且V正V逆,平衡向移動。,,對于2NO2(g)N2O4(g)反應,增大氣體的壓強,正、逆反應V正’=V逆’t3V正’V逆’平衡狀態Ⅱ[練習]用V-t(℃)圖像分析V正V逆0t1t2V正=V逆減壓對化學平衡的影響平衡狀態Ⅰt3V正’=V逆’V正’V逆’平衡狀態Ⅱ壓強對化學平衡的影響[討論]
對于反應2NO2(氣)N2O4(氣)試比較以下 三種狀態下的壓強關系:改變壓強前混和氣體壓強P1;改變壓強后瞬時氣 體壓強P2;改變壓強達新平衡后混和氣體壓強P3;加壓:
;減壓:
。[結論]在其它條件不變的情況下:A:增大壓強,會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動;B:減小壓強,會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。P2>P3>P1P1>P3>P2壓強對化學平衡的影響[注意]①對于反應前后氣體總體積相等的反應,改變壓強對平衡無影響;例:對如下平衡A(氣)+B(氣)2C(氣)+D(固)
加壓對化學平衡的影響減壓對化學平衡的影響V正V逆0t1t2V正’=V逆’t3V正V逆0t1t2V正’
=V逆’t3壓強對化學平衡的影響[注意]①對于反應前后氣體總體積相等的反應,改變壓強對平衡無影響;②平衡混合物都是固體或液體的,改變壓強不能使平衡移動;③壓強的變化必須改變混合物濃度(即容器體積有變化)才能使平衡移動。壓強對化學平衡的影響[練習]分析下列兩個可逆反應達到平衡后,當改變壓強平衡否移動?怎樣移動?
①H2+I2(氣)2HI②CO2+C(固)2CO反應增大壓強減小壓強①②不移
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 重癥??祁}庫及答案
- 公共關系分析報告合同(2篇)
- 人體發育復習試題附答案
- 汽車維修工復習試題含答案
- 2024年圖書管理員考試學習計劃試題及答案
- 醫療廢棄物知識培訓課件
- 八年級物理上冊 2.1聲音的傳聲與傳播備課教學實錄 (新版)新人教版
- 對馬工學管理的未來展望與試題答案
- 花的勇氣公開課教學設計
- 教師德育工作考核細則
- 建筑裝飾行業風險管理與控制研究
- 連接器基礎知識培訓
- 醫院培訓課件:《白疕(銀屑?。┲嗅t護理查房》
- 一汽-大眾供應商管理流程介紹.sbx
- 招標代理機構入圍 投標方案(技術方案)
- 招投標代理掛靠協議書
- 工作的時效性與時間管理課件
- 年產10萬噸聚氯乙烯生產工藝設計畢業設計
- 高中18歲成人儀式主題活動設計
- 《婚姻家庭糾紛調解》課件
- 高中數學培優講義練習(必修二):專題8.1 基本立體圖形(重難點題型精講)(教師版)
評論
0/150
提交評論