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1、化学反应原理 选修模块分为两大类别 化学与生活 化学与技术 物质结构与性质 化学反应原理 有机化学基础 实验化学 学科类 社会类 模块的功能定位 设置目的通过研究化学反应与能量 化学反应速率 化学平衡以及溶液中的离子平衡等内容 探索化学反应的规律及其应用 学习对象对化学极有兴趣 有良好的理科基础 有志于向化学及其相关专业发展的部分高中学生 模块的总体要求 认识化学变化所遵循的基本原理 初步形成关于物质变化的正确观念 了解化学反应中能量转化所遵循的规律 知道化学反应原理在生产 生活和科学研究中的应用 赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文明所起的重要作用 能对生产 生活和自然界中的
2、有关化学变化现象进行合理的解释 增强探索化学反应原理的兴趣 树立学习和研究化学的志向 化学反应原理 强调从能量转化规律 化学反应的速率 方向和限度和化学平衡在水溶液体系中的应用三方面认识化学反应原理 主要包括3个主题 主题1化学反应与能量主题2化学反应速率和化学平衡主题3溶液中的离子平衡 模块的主要内容 化学反应原理 的核心知识结构 化学反应与能量转化化学反应的方向 限度与速率物质在水溶液中的行为 化学反应的热效应电能转化为化学能 电解化学能转化为电能 电池 化学反应的方向化学反应的限度化学反应的速率化学反应条件的优化 工业合成氨 水溶液弱电解质的电离盐类的水解沉淀溶解平衡离子反应 初中 选修
3、 必修 课程标准的主要变化 利用盖斯定律计算反应焓变用焓变和熵变说明化学反应的方向定量计算和测定化学反应速率 用碰撞和活化等理论解释外界因素对速率的影响 利用平衡常数计算反应物的转化率酸碱电离理论PH酸度计使用和滴定曲线的绘制沉淀溶解平衡 选择性时代性基础性 化学反应与能量化学反应速率和化学平衡水溶液中的离子平衡电化学基础 主要内容 绪言第一章化学反应与能量第二章化学反应速率和化学平衡第三章水溶液中的离子平衡第四章电化学基础 化学能与热能 电能的转化 平衡理论及其应用 引子 绪言内容 课程内容概述 理论 概念模型选讲 纷繁复杂的化学反应有规律可循 化学反应原理的基本内容 化学反应原理的学习方法
4、 有效碰撞理论 活化分子和活化能 催化剂作用简介 绪言的特点 提出问题反应的条件 速率等概述全书内容反应速率 反应方向及限度 离子平衡 反应热 电化学介绍几个概念有效碰撞模型 活化分子 活化能 催化剂 已有知识 和经验 提纲挈领 画龙点睛 教学目标 认识物质的各种化学性质是有规律可循的 而这些规律是化学的精髓 需要下工夫学习掌握 初步了解 有效碰撞 活化分子和活化能 的概念模型 认识催化剂对于化学科学研究和化工生产的巨大作用 为其以后的学习打下基础 几点说明 1 对概念模型的表述尽量简化 从一种科学方法的角度有所领悟即可 进一步的认识有待随学习的深入而取得2 对绪言中指出的 人们还没有完全掌握
5、计算或推测化学反应活化能的理论方法 注意使学生从两方面来认识 人类科学研究上取得了巨大成就 科学无止境3 催化剂不是理论模型 但其在化学反应原理中具有重要的理论和现实意义 第一节化学反应与能量的变化第二节燃烧热能源第三节化学反应热的计算 课标与大纲内容比较 知识点深广度的建议 1 了解焓变与反应热的含义及其关系 不要求学习焓的准确定义 2 初步学习测定反应热的基本原理和方法 3 能结合实例说明热化学方程式所表示的含义 4 能用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 5 了解化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 6 能说出常见的能量转化形式 7 了解化学在解决能源危机中的重要作用 8 知
6、道节约能源 提高能量利用效率的实际意义 9 能举例说明化学能与热能的相互转化 10 了解反应热和焓变的涵义 了解焓变的表示符号 H 及其常用单位 kJ mol 认识 H的 与放热反应和吸热反应的对应关系 11 认识热化学方程式的意义 能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算 本章知识结构 1 3 2 第一节化学反应与能量的变化 一 焓变反应热要点 1 焓变 H 恒压条件下反应的热效应2 从微观角度解释化学反应中的能量变化二 热化学方程式要点 1 注明反应时的温度 压强 反应物 产物的状态2 化学方程式中的计量数可以是分数三 实践活动 中和反应反应热的测定 1 焓变 H U 体系内能
7、 PV H是一个状态函数 焓的值只与体系所处状态有关 而与其过去的历史无关 状态不变 值不变 状态改变 值改变 改变多少 只与始态和终态有关 而与变化时所经历的途径无关 焓的绝对值是不能确定的 只能测定其变化值 H 焓具有能量的量纲 但没有确切的物理意义 定义焓 只是为了处理热力学问题时更方便 在体系只作体积功的等压过程中 从状态1到状态2时 体系的焓变等于该过程中的热效应 QP H 而体系只作体积功的等容过程中 其热效应等于内能的变化 QV U 需要说明的问题 1 焓变 化学反应通常都是在等压条件下进行的 如果一个体系只做体积功而不做其他功 那么 根据热力学第一定律 则有 U Qp WQp
8、U WQp U p VQp U2 pV2 U1 pV1 H U pVQp H2 H1Qp H在等压且体系只做体积功的条件下 反应热就等于反应前后体系焓的改变 需要说明的问题 2 体系与环境 体系 被划定的研究对象 环境 体系以外与体系密切相关的部分 隔离体系 体系与环境之间无物质交换和能量交换 地球上还找不到一种材料能隔离重力场 因此 只能在近似意义上应用隔离体系 封闭体系 体系与环境之间有能量交换 但无物质交换 敞开体系 体系与环境之间既有能量交换 又有物质交换 3 反应热 H 在中等化学所研究的反应范围之内 QP H 焓变 H 0放热反应 H 0吸热反应 反应体系 热 环境 反应体系 热
9、环境 以环境为参照系环境增加了热 视为正值 以反应体系为参照系反应体系失去了热 视为负值 热化学方程式的书写 H2 g 1 2O2 g H2O g H 241 8kJ mol2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 应该明确 H的单位 kJ mol 中的 mol 是指定反应的反应进度 读音 ksi 的国际单位制单位 而不是物质的量的单位 反应进度是描述化学反应进展程度的物理量 国标中 反应进度的定义为 对于化学反应0 B BBnB nB 0 B 式中nB 0 和nB 分别代表反应进度 0 反应未开始 和 时B的物质的量 热化学方程式的书写 由于nB 0 为反应未开始时B的
10、物质的量 为常数 因此有d B 1dnB对于有限的变化 B 1 nB上面所定义的反应进度 它只与化学反应方程式的写法有关 而与选择反应系统中何种物质B无关 反应进度与物质的量具有相同的量纲 SI单位为mol 由于 的定义与 B 化学计量数 对于反应物其为负 对于产物其为正 有关 因此在使用 时必须指明化学反应方程式 热化学方程式的书写 对于化学反应0 B BB反应的摩尔焓变 rHm r reaction 反应 m molarreaction 发生1mol反应 一般可由测量反应进度 1 2时的焓变 H 除以反应进度变 而得 即 rHm H 由于反应进度 的定义与化学反应方程式的写法有关 因此 r
11、Hm也与化学反应方程式的写法有关 所以在使用 rHm 即我们用的 H 时 必须指明对应的化学反应方程式 用不同的化学计量数表示的相同物质的反应 每摩尔反应进度所表示的意义是不同的 当然相对应的 H也是不同的 4页 资料 第二节燃烧热能源 以燃烧热为例给出一种具体的反应热 定义 在初中 高中必修的基础上进一步了解能源与人类的关系 及当前的能源问题教学案例 1 燃烧热 101kPa 1mol纯物质完全燃烧 生成稳定的氧化物 数据通常利用仪器由实验测定 2 能源意识和资源意识 需要说明的问题 资源意识 地大物博人口众多 我国生产一次性筷子年消耗林木资源500万立方米 约占年林木消耗总量的18 日本的
12、森林覆盖率为65 是我国的5倍 却明令禁止用本国的林木生产一次性筷子 其用量的97 依靠进口 每年从中国进口200多亿双 占其进口总量的99 我国仅为向日本出口一次性筷子每年需砍掉250万棵大树 2006年代表提出要限制生产 使用和出口一次性筷子 第三节化学反应热的计算 盖斯定律 现行高三教材 阅读 明确涵义 以登山为例 图1 9 了解实际意义反应热的计算掌握方法例1 利用反应热的概念和摩尔质量进行计算例2 利用燃烧热的概念和摩尔质量进行计算例3 利用盖斯定律进行计算 第一节化学反应速率第二节影响化学反应速率的因素第三节化学平衡第四节化学反应进行的方向 课标与大纲内容比较 知识点深广度的建议
13、1 知道活化能是活化分子的平均能量与普通反应物分子平均能量的差值 定性了解活化能的高低与反应速率大小的关系 2 定性了解温度 浓度 压强和催化剂对化学反应速率的影响并能予以解释 3 了解催化剂及其影响反应速率的基本原理 知道催化剂不能改变反应的平衡常数和平衡转化率 知道催化剂具有选择性 4 了解催化剂的研制对提高反应速率 调控反应的重要作用 5 知道反应的方向问题主要是探讨某反应在一定条件下能否自发进行 6 知道反应焓变是影响反应方向的重要因素之一 7 知道可以用 熵 来描述体系的混乱度 知道反应熵变是影响反应方向有关的重要因素之一 8 化学反应发生的总趋势是体系能量降低和熵的增加 综合考虑反
14、应的熵变和焓变等因素 分析化学某反应在某种条件下是否能够自发进行 知识点深广度的建议 9 知道用化学平衡常数可以定量描述化学反应的限度 10 了解影响化学平衡常数的因素 知道化学平衡常数与反应可能进行的程度之间的关系 11 能进行有关化学平衡常数的简单计算 不出现应用高次方程进行的计算 12 进一步认识可逆反应及其限度 能描述化学平衡建立的过程 13 理解化学平衡是相对的 有条件的 动态的 树立辩证唯物主义观点 14 探究影响化学平衡移动的主要因素 认识化学平衡移动规律 并能运用分析简单的化学问题 15 能综合运用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨等工业生产反应的最佳条件 16 通过对实例的
15、分析 了解化工生产适宜条件的选择需要综合考虑各种因素 本章知识结构 化学反应速率 影响化学反应速率的因素 化学反应进行的方向 化学平衡 测量的方法 反应的可逆与不可逆 化学平衡状态特点 化学平衡常数 影响因素及平衡移动原理 焓判据 熵判据 浓度 压强 温度 催化剂 本课程重心 定量表示方法 第一节化学反应速率 一 通过实例给出化学反应速率的表示方法二 通过实验测定化学反应速率 实验2 1 注意检查装置的气密性 特别是注射器的内外管要密合 酸的浓度要适中 否则 控制生成H2的速率有困难 气体收集也可以用排水量气装置代替 量筒集气 需要说明的问题 第二节影响化学反应速率的因素 通过实验或科学探究让
16、学生理解浓度 压强 温度和催化剂对化学反应速率的影响教学案例 实验2 2 2 3 2 4科学探究1 21页 方程式4H 4I O2 2I2 2H2O已经给出信息 在不加酸的情况下 O2不能氧化I 所以 要先向一定体积的KI溶液中滴加淀粉溶液 然后再加入稀硫酸 建议做室温和0 冰水混合物 时的比较 需要说明的问题 真实反映实验现象 催化剂对反应速率的影响 实验2 4双氧水分解加二氧化锰 第三节化学平衡 一 可逆反应与不可逆反应二 化学平衡状态教学案例 说课 三 化学平衡常数 温度对化学平衡的影响 实验2 7 标准平衡常数 根据标准热力学函数算得的平衡常数 根据定义式 K exp rGm RT 其量纲为一 中学的化学平衡常数是经验 实验 平衡常数 常常用浓度商或压力商来表示 当反应物计量数之和等于生成物计量数之和时 其量纲为一 当反应物计量数之和不等于生成物计量数之和时 其量纲不为一 当压力或浓度的单位与热力学数据表中对应标准态的单位 浓度以mol L 1计 压力以atm计 相同时 其数值与标准平衡常数的数值相同 标准平衡常数是相对浓度 c c 或相对压力 p p 的商 经验平衡常数是
