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1、新人教版 2015 高中化学选修（4）全册教案绪言一学习目标：1 学习化学原理的目的2：化学反应原理所研究的范围3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程1：学习化学反应原理的目的1）化学研究的核心问题是：化学反应 2）化学中最具有创造性的工作是：设计和创造新的分子3）如何实现这个过程？通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程，所以我们必须对什么要清楚才能做到，对化学反应的原理的理解要清楚，我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！这就是学习化学反应原理的目的。2：化学反应原理所研究的范围是 1）化学反应与能量的
2、问题 2）化学反应的速率、方向及限度的问题 3）水溶液中的离子反应的问题 4）电化学的基础知识 3：基本概念1）什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关 2）什么是活化分子？具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3）什么是活化能？活化分子高出反应物分 子平均能量的部分是活化能，如图活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，
3、活化能的大小是 由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活 化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。4）什么是催化剂？催化剂 是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可 以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的 频率.反应速率大幅提高.5）归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？1、 为什么可燃物有氧气参与，还必须达到着火点才能燃烧？2、催化剂在我们技术改造和生产中，起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？第一节化学反应与能量的变
4、化（第一课时）一学习目标: 反应热,焓变二学习过程1:引 言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有思考1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量 生成物具有的总能量2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳反应物具有的总能量 Q 气体 V变小增大压强减小压强V 不变 = V 变大 = 加入惰性气体V 变小增大压强m+n=p+q减小压强V 不变 = V 变大 p+q减小
5、压强注:用“=”表示相等 “” 表示升高或增加 “”表示降低或减少 “”表示无关或不变 “V”表示体积 “v”表示速率反馈练习：化学平衡常数【学习目标】：1、化学平衡常数的概念2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算【学习过程】：引言当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系，请完成 44 页问题解决，你能得出什么结论？一、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数
6、）2、表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+ nB （g） pC（g）+ qD（g）当在一定温度下达到平衡时，K=c p(C)cq(D)/cm(A)cn(B)阅读 45 页表 2-7，你能得出什么结论？3、平衡常数的意义：（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的 程度 （也叫 反应的限度 ）。K 值越大，表示反应进行得 越完全 ，反应物转化率 越大 ；K 值越小，表示反应进行得 越不完全 ，反应物转化率 越小 。（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：对于可逆反应：mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：
7、Qc=Cp(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B)，叫该反应的浓度商。QcK ，反应向 正反应方向 进行QcK ，反应处于平衡状态QcK ，反应向 逆反应方向 进行（3）利用可判断反应的热效应若升高温度，值增大，则正反应为 吸热 反应(填“吸热”或“放热”) 。若升高温度，值减小，则正反应为 放热 反应(填“吸热”或“放热”) 。阅读 45 页表 2-8、2-9，你能得出哪些结论？二、使用平衡常数应注意的几个问题：、化学平衡常数只与 有关，与反应物或生成物的浓度无关。2、在平衡常数表达式中：水(液态 )的浓度、固体物质的浓度不写C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，K= c(CO)c(
8、H2)/c(H2O)Fe(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)，K=c(CO 2)/c(CO)3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如：N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为 K1，1/2N 2(g)+3/2H2(g) NH3(g)的平衡常数为 K2，NH 3(g) 1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为 K3；写出 K1 和 K2 的关系式： K1=K22 。写出 K2 和 K3 的关系式： K2K3=1 。写出 K1 和 K3 的关系式： K1K32=1 。三、某个指定反应物的转化率= 100%中中中或者= 100%)(或者= 100%中中中转化率越大
9、，反应越完全！四、有关化学平衡常数的计算：阅读 46 页例 1 和例 2。完成 47 页问题解决。【课堂练习】：化学反应进行的方向【教学目标】1、 了解反应的自发性与反应过程中能量变化及熵值变化的关系；2、 能够用熵增原理判断化学反应进行的方向。【教学重难点】能够用熵增原理判断化学反应进行的方向【教学过程设计】引入水往低处流，而不会自发的向上流；一般在室温下，冰块会融化，铁器在潮湿空气中会生锈，甲烷与氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自发的。这些不用借助于外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是，体系会对外部做功或释放热量，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态。那是否就意味着放热反应自发
10、进行，吸热反应就是非自发进行呢？副板书在 25和 10110 5Pa 时，2N2O5(g)= 4NO2(g)+O2(g) H=567 kJ mol(NH4)2CO3(s)= NH4 HCO3(s)+NH3(g) H=749 kJmol分析不难看出，上述两个反应都是吸热反应，显然只根据反应热（焓变）来判断反应进行的方向是不全面的。那么究竟如何来判断反应的自发性呢？科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，提出了互相关联的能量判据和熵判据，为最终解决反应自发性问题提供了必要的依据。讲解除自发的化学反应外，还有一类自发过程，例如放在同一密闭容器中的气体或液体物
11、质(也包括能够挥发的固态物质) 的蒸汽，不需要外界的任何作用，气态物质会通过分子的扩散自发地形成均匀混合物。这种现象可以推广到相互接触的固体物质体系，经过长期放置后，人们能够找到通过扩散而进入的另一种固体中的原子或分子(这种现象可以作为纯物质难以保存的最本质的解释) 。又如把硝酸铵溶于水虽然要吸热，它却能够自发地向水中扩散。为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，人们提出在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素，即在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向。因为与有序体系相比，无序体系“更加稳定”，可以采取更多的存在方式。以扑克牌为例，经过多次的洗牌之后，严格按照花色和序
12、号排列的机会与花色序号毫无规律的混乱排列的机会相比，大概要相差几十个数量级。科学家把这种因素称作熵。板书熵：1、概念：描述体系混乱度的物理量2、符号：S3、单位：Jmol -1K-14、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理也叫做熵增原理。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。5、同一物质的熵与其聚集状态有关：S（g）S（l）S （s）6、熵变（S）：S=反应物总熵生成物总熵7、反应进行方向的判断方法：HTS0 反应不能自发进行讲解在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向。放热反应的焓变小于零，熵增加反应的熵变大于零，都对HTS10-7 c
13、（OH ）10-14 酸性氢氧化钠 加NaOH，c（OH ）增大，平衡左移10-7 c（H +） c（OH ），c（H +） 110 -7mol/L碱性溶液 c（H +）1mol/L 时，pH 值为负数，当 C(OH-)1mol/L 时，pH14。对于 C(H+)或 C(OH-)大于 1mol/L 的溶液，用 pH 值表示反而不方便，所以 pH 值仅适用于 C(H+)或 C(OH-)小于等于 1mol/L 的稀溶液。也可用 pOH 来表示溶液的酸碱性，pOH=-lgC(OH -)，因为 C(H+)C(OH-)=10-14，若两边均取负对数，得 pH+pOH=14。可用 pH 试纸来测定溶液的
14、pH 值。方法：用洁净的干玻璃棒直接蘸取少许待测液，滴在 pH 试纸上（注意不能将 pH 试纸先用水沾湿或用湿的玻璃棒，因为这样做，实际上已将溶液稀释，导致所测定的 pH 不准确）将 pH 试纸显示的颜色随即（半分钟内）与标准比色卡对照，确定溶液的 pH 值（因为时间长了，试纸所显示的颜色会改变，致使测得的 pH 不准。）第二课时教学目的：1、了解指示剂的变色范围，学会用 pH 试纸测定溶液的 pH 值2、初步学会计算酸碱的 pH 值以及氢离子浓度和 pH 值的互算3、掌握 pH 相同的强酸与弱酸的几个规律教学重点：有关 pH 的简单计算教学难点：熟练掌握有关 pH 的计算教学过程：复习提问：
15、什么叫水的离子积？影响水的离子积因素？溶液的酸碱性与 c（H +）、c（OH ）及 pH 的关系？溶液 pH 的计算？求 0.1mol/L 盐酸溶液中的OH -？（25）求 0.1mol/LnaOH 溶液中H +？关于 pH 相同的酸（含强酸和弱酸）（1）溶液中 c（H +）相等 （填“相等”或“不等”）。（2）溶液中溶质的物质的量的浓度：强酸 ”或“ 7c(H+) OH-板书：一、盐类的水解：讲解：CH 3COONa 溶于水之后，完全电离。（因为 CH3COONa 是强电解质。）板书：CH 3COONa CH 3COO- + Na+引导： 把 CH3COONa 溶于水之后，溶液中存在哪些电离平衡？板书： H 2O H+ + OH-讲解：我们知道，CH 3COOH 是一种弱酸，在溶液中部分电离，溶液中既然存在 CH3COO-和 H+，根据，可逆反应，反应物和生成物同时共存，那么就一定有 CH3COOH。板书：CH 3COO- + H+ CH3COOH讲解：把式联立，可得到板书：水解方程式：CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH讲解：这说明 CH3COONa 溶于水后，反应有 NaOH 生成，所以溶液显碱性。学生活动：把上述化学方程式改写成离子方程式。板书：CH 3COO- + H2O C
