化學(xué)反應(yīng)原理

《化學(xué)反應(yīng)原理》

教材分析與教學(xué)建議華東師范大學(xué)化學(xué)系張新宇12教材整體特征同中有變與原教材有相似之處與《化學(xué)2》有相似之處內(nèi)容變化要求變化學(xué)生基礎(chǔ)變化內(nèi)容組織變化31.教材內(nèi)容有所增加新增內(nèi)容:

熵與熵變、化學(xué)反應(yīng)的方向性、電離常數(shù)、沉淀溶解平衡

對(duì)于新增內(nèi)容，我們首先需要理清其中的基本原理，在此基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些內(nèi)容的教學(xué)要求，并選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。

4２.教學(xué)要求有所提高內(nèi)容原要求現(xiàn)要求蓋斯定律閱讀能應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算原電池?zé)o鹽橋有鹽橋化學(xué)平衡常數(shù)了解知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率各種因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響利用碰撞理論解釋利用碰撞理論和過渡態(tài)理論解釋53.學(xué)生基礎(chǔ)有所變化必修化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理舉例化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)限度、反應(yīng)熱、原電池、電解等要求通過實(shí)驗(yàn)簡單認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)原理全面、系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)原理教材銜接

在《化學(xué)反應(yīng)原理》中適當(dāng)提及必修化學(xué)中的相關(guān)內(nèi)容，但不簡單重復(fù)。教學(xué)建議

通過適當(dāng)方式，引導(dǎo)學(xué)生在回憶必修化學(xué)相應(yīng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新內(nèi)容。64.內(nèi)容組織有所變化(1)通過多種方式，促進(jìn)學(xué)生理解設(shè)置探究活動(dòng)7引導(dǎo)學(xué)生分析8呈現(xiàn)微觀過程9(2)通過多種途徑，引導(dǎo)掌握科學(xué)方法

探究方法明確問題—提出假設(shè)—設(shè)計(jì)方案—實(shí)施方案—獲取結(jié)論—交流討論10歸納方法11演繹方法12比較方法13(3)關(guān)注化學(xué)與社會(huì)聯(lián)系，突出化學(xué)應(yīng)用價(jià)值

14專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的焓變反應(yīng)熱的測量與計(jì)算能源的充分利用化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原電池的工作原理化學(xué)電源電解池的工作原理及應(yīng)用金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕金屬的電化學(xué)防護(hù)15反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式鍵能估算表示方法測量蓋斯定律數(shù)據(jù)獲取途徑能源充分利用應(yīng)用1.第一單元知識(shí)體系162.化學(xué)反應(yīng)的焓變（1）對(duì)焓變的描述更為具體；（2）重點(diǎn)由應(yīng)用熱化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)變?yōu)闊峄瘜W(xué)方程式的書寫；（3）為反應(yīng)熱的測量與計(jì)算作鋪墊。17焓變教材第2頁：在化工生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)反應(yīng)通常在敞口容器中進(jìn)行，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)與外界相等，即反應(yīng)是在恒壓條件下進(jìn)行的。在恒溫、恒壓條件下（嚴(yán)格說來，只做體積功，不做其他功），化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變（ΔH）。18為什么恒壓熱效應(yīng)等于焓變

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，體系的熱力學(xué)能（內(nèi)能）變化

ΔU=Q+W在恒壓條件下，ΔU=Qp+W=Qp－

p

（V2－V1）即恒壓熱效應(yīng)Qp=ΔU+p

（V2－V1）熱力學(xué)規(guī)定焓H=U+pV在恒壓條件下，焓變?chǔ)=U2+pV2－

U1－pV1=（

U2

－

U1）+p

（V2－V1）=ΔU+p

（V2－V1）=Qp19焓變受哪些因素的影響

焓變受溫度及壓強(qiáng)的影響。在熱化學(xué)方程式中的熱效應(yīng)一般并不注明溫度與壓強(qiáng)，這是特指在298K、101kPa條件下的焓變。

由于知識(shí)基礎(chǔ)的欠缺，學(xué)生理解焓變時(shí)存在較大的困難。教材出于嚴(yán)密性的考慮，對(duì)焓變作了較為詳細(xì)的說明，在教學(xué)過程中可以將重點(diǎn)放在熱化學(xué)方程式的應(yīng)用上，而不必強(qiáng)調(diào)焓變的概念，更不必強(qiáng)調(diào)焓變的使用條件。203.反應(yīng)熱的測量問題閱讀P5問題解決，思考要獲取反應(yīng)熱數(shù)據(jù)，需要知道什么條件？討論需要知道一定量的物質(zhì)在反應(yīng)中的熱量變化。問題如何知道反應(yīng)過程中的熱量變化思考熱量變化表現(xiàn)為溫度變化，可以測定溫度變化設(shè)計(jì)學(xué)生在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上提出實(shí)驗(yàn)方案21224.蓋斯定律（1）對(duì)比①、③，你能從中找到時(shí)什么規(guī)律？（2）③放出的熱量為什么比④多？你能否據(jù)此估計(jì)水液化所放出的熱量？235.能源的充分利用24問題為什么將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣進(jìn)行燃燒分析轉(zhuǎn)化后一氧化碳與氫氣燃燒放出的熱量比碳燃燒放出的熱量多問題若我們將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣時(shí)消耗的熱量考慮進(jìn)去呢分析根據(jù)蓋斯定律，并不會(huì)增加放出的熱量問題那為什么還要進(jìn)行轉(zhuǎn)化呢解決為了提高燃燒效率，減少環(huán)境污染25化學(xué)能化學(xué)電源原電池工業(yè)生產(chǎn)電能電解6.第二單元知識(shí)體系267.原電池原理27鹽橋的制作將盛有3g瓊脂和97mL水的燒瓶置于水浴中加熱，直至瓊脂完全溶解，然后加入30gKCl，充分?jǐn)嚢?，等氯化鉀完全溶解后，趁熱用滴管將此溶液裝入U(xiǎn)形管中，靜置，待瓊脂凝結(jié)后即可使用。多余的瓊脂—氯化鉀用磨口塞塞好，使用時(shí)重新加熱。若無瓊脂，也可以用棉花將內(nèi)裝有氯化鉀飽和溶液的U形管兩端塞住來代替。28電池設(shè)計(jì)要求的提高298.電解原理電解熔融氯化鈉電解氯化銅溶液電解飽和食鹽水電鍍銀非水體系水溶液，但水不參與電解水溶液，水參與電解水溶液，電極參與電解由淺入深引導(dǎo)學(xué)生逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)電解原理的掌握30引導(dǎo)掌握分析思路S2－

I－

Br－

Cl－

OH－

NO3－

SO42－

失電子由易到難31放電順序328.金屬的腐蝕與防護(hù)鐵生銹是鐵與水、氧氣作用初中覆蓋防腐化學(xué)1知道鐵銹是如何形成的犧牲陽極法化學(xué)反應(yīng)原理全面認(rèn)識(shí)析氫腐蝕與吸氧腐蝕全面認(rèn)識(shí)防腐方法3334防腐設(shè)計(jì)：（1）最常用的防腐方法—覆蓋防腐。（2）問題：若鍍層被破壞，會(huì)有什么問題呢？（3）分析：Zn-Fe、Sn-Fe原電池。（4）總結(jié)：犧牲陽極保護(hù)法。（5）問題：有沒有其他讓陰極得到電子的方式是什么？（6）總結(jié)：直接通電流。專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素化學(xué)反應(yīng)的方向和限度化學(xué)反應(yīng)的方向判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡的移動(dòng)濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡的影響溫度變化對(duì)化學(xué)平衡的影響351.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法注重科學(xué)方法的使用36372.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素化學(xué)2濃度、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響化學(xué)反應(yīng)原理各種因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)—觀察—分析—結(jié)論碰撞理論和過渡態(tài)理論化學(xué)反應(yīng)速率的應(yīng)用猜想—設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)—分析—結(jié)論38案例介紹1.提出問題：下列情況下氮?dú)馀c氫氣能否反應(yīng)，為什么？（1）將兩種氣體在常溫下混合；（2）將兩種容器置于不同容器中加熱。2.分析總結(jié)：單位體積內(nèi)（1）反應(yīng)物碰撞機(jī)會(huì)越多，反應(yīng)速率越快；（2）具有較高能量的活化分子的比例越高，反應(yīng)速率越快393.濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響提出假設(shè)：濃度越大，分子之間的碰撞機(jī)會(huì)越多，反應(yīng)速率越大。設(shè)計(jì)方案：選擇不同濃度的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如用不同濃度的鹽酸與其他物質(zhì)反應(yīng)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：不同濃度的鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：濃度大的鹽酸產(chǎn)生氫氣的速率快。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：濃度越大，反應(yīng)速率越快。404.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（略）5.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（注意不必強(qiáng)調(diào)活化分子比例的增加與碰撞機(jī)會(huì)的增大到底哪個(gè)起主要作用）6.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（說催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率是否恰當(dāng)？）413.自發(fā)反應(yīng)自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下無需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)請(qǐng)注意：一定條件，若認(rèn)為條件是常溫，這就可能導(dǎo)致判斷的錯(cuò)誤，如認(rèn)為（1）鋅和硫酸銅的反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)，而（2）氧氣與氫氣的反應(yīng)、（3）碳酸鈣的分解是非自發(fā)反應(yīng)。事實(shí)上，三者都是自發(fā)反應(yīng)，只不過（1）是常溫下的自發(fā)反應(yīng)，（2）也是常溫下的自發(fā)反應(yīng)，只不過反應(yīng)速率很慢，而（3）是高溫下的自發(fā)反應(yīng)。424.化學(xué)反應(yīng)方向的判斷ΔG=ΔH－TΔS；ΔG<0，自發(fā)；ΔG>0，非自發(fā)；ΔG=0，平衡狀態(tài)判斷依據(jù)存在困難對(duì)ΔG（kJ·mol-1）的理解；對(duì)熵的理解（J·mol-1·K-1）教材處理放熱有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，熵增有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行（從生活引入）教學(xué)建議不宜出現(xiàn)ΔG，不宜提及ΔH<0、ΔS<0及ΔH>0、ΔS>0的情況435.化學(xué)平衡常數(shù)引入平衡常數(shù)的作用：（1）有利于判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡；（2）有利于判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向；（3）有利于進(jìn)行定量計(jì)算。

44平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系若化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，

<0，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)逐漸減??；若化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，

>0，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)逐漸增大。45平衡常數(shù)的書寫注意對(duì)水的處理46平衡常數(shù)的計(jì)算850K時(shí)，在一密閉容器中充入二氧化硫和氧氣，當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得二氧化硫、氧氣和三氧化硫的物質(zhì)的量濃度分別為、、若將2mol二氧化硫、1mol氧氣注入體積為1L的密閉容器中，在

850K時(shí)達(dá)到平衡，求平衡時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。

4748設(shè)參與反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量濃度為x495.化學(xué)平衡的移動(dòng)對(duì)于反應(yīng)aA+bB=dD+eEQ與K的表達(dá)式相同，均為，所不同的是，計(jì)算K時(shí)所用濃度是平衡濃度，而計(jì)算Q時(shí)所用濃度是任一瞬間的濃度。Q<K，平衡正向移動(dòng)；

Q>K，平衡逆向移動(dòng)；Q=K，平衡不移動(dòng)；50教學(xué)方法的改變實(shí)驗(yàn)觀察分析結(jié)論假設(shè)方案設(shè)計(jì)方案實(shí)施實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論51案例分析—濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響1.提出問題：請(qǐng)寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，并思考若增加氫離子濃度（或減小氫離子濃度），平衡是否仍然得到保持，若無法保持，可能向什么方向移動(dòng)？2.學(xué)生分析：增加氫離子濃度后，Q變小，此時(shí)Q<K，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；減小氫離子濃度后，Q變大，此時(shí)Q>K，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。523.方案設(shè)計(jì)：欲增加氫離子濃度，可以向其中加入少量酸，而欲減少氫離子濃度，可以向其中加入少量堿。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：向鉻酸鉀溶液中加入硝酸后，溶液顏色由黃色變?yōu)槌壬?，繼續(xù)向其中加入氫氧化鈉溶液后，溶液顏色由橙色變?yōu)辄S色。5實(shí)驗(yàn)分析：增加氫離子濃度，溶液顏色加深，說明平衡正向移動(dòng)；減小氫離子濃度，溶液顏色變淺，說明平衡逆向移動(dòng)。53專題3溶液中的離子反應(yīng)弱電解質(zhì)的電離平衡強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)的電離平衡常見的弱電解質(zhì)溶液的酸堿性溶液的酸堿性酸堿中和滴定鹽類的水解鹽類的水解規(guī)律影響鹽類水解的因素沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡的應(yīng)用541.強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)552.電離平衡—化學(xué)平衡的具體應(yīng)用56平衡常數(shù)的應(yīng)用教材P62：一般而言，弱電解質(zhì)溶液的濃度越大，電離度越小；弱解質(zhì)溶液的濃度越小，電離度越大。

HAH++A-

若將溶液體積變?yōu)樵瓉淼?倍，則Q＜K，平衡向電離方向移動(dòng)，即電離度增大。57電離常數(shù)的計(jì)算已知某溫度下，1.00醋酸中氫離子濃度和醋酸根離子的濃度均為

，求0.1醋酸的電離度。

580.1-xxx因?yàn)閏/K>400，所以該過程可簡化為593.酸堿中和滴定如何測定酸堿溶液的濃度可用酸堿中和滴定無顏色變化，怎么辦選用指示劑指示劑的使用酚酞等指示劑的變色點(diǎn)均不為7，誤差多大需要測定反應(yīng)過程中pH的變化pH劑的使用604.鹽類的水解強(qiáng)化了影響鹽類水解的因素：（1）電解質(zhì)越弱，其對(duì)應(yīng)鹽的水解程度越大；（2）溫度越高，鹽的水解程度越大；（3）鹽的濃度越小，水解程度越大。61在教學(xué)過程中注意應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理解決水解平衡的問題。提出問題：鹽溶液有無酸堿性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定酸性歸納與分類的關(guān)系分析呈現(xiàn)酸堿性的本質(zhì)原因水解方程式的書寫中性堿性62案例介紹1.提出問題：我們已經(jīng)知道，明礬溶于水后會(huì)產(chǎn)生具有吸附性的氫氧化鋁，而碳酸鈉溶于水后顯堿性，說明它們在水中發(fā)生了變化，那么，這種變化是如何發(fā)生的呢？2.引導(dǎo)分析：（1）在氯化鋁溶液中存在哪些電離，產(chǎn)生哪些離子？（2）鋁離子和氫氧根離子結(jié)合后，溶液中哪些離子的濃度發(fā)生變化，對(duì)電離平衡產(chǎn)生什么影響？（3）電離平衡移動(dòng)后，溶液中氫離子和氫氧根離子濃度的關(guān)系如何變化？溶液的酸堿性如何變化。633.學(xué)生分析：請(qǐng)按照類似于明礬溶于水后的分析順序，分析碳酸鈉溶液為什么顯堿性？4.提出問題：你認(rèn)為氯化鈉溶液、醋酸鈉溶液、氯化鎂溶液、氯化銨溶液應(yīng)呈現(xiàn)何種酸堿性？5.進(jìn)行假設(shè)：學(xué)生進(jìn)行思考，根據(jù)分析思路進(jìn)行估計(jì)。6.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：測定上述溶液的酸堿性，以驗(yàn)證提出的假設(shè)。645.溶解度與Ksp溶解度和Ksp均能反映物質(zhì)在水中的溶解能力，但兩者的關(guān)系并不是簡單的正比關(guān)系。65有無必要建立溶解度與Ksp之間的關(guān)系66Ksp的應(yīng)用MA（s）

Mn+（aq）

+An-（aq）（1）c（Mn+）·c（An-）-=Ksp飽和溶液，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。（2）c