鲁科版高中化学选修4全册教案.pdf
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1、鲁科版高中化学选修4全册教案鲁科版高中化学选修4教案第一章化学反应与能量转化第一节化学反应的热效应、教材分析:本节首先通过中和热的定量测定,介绍了化学反应伴随着的能量变化,从 能 量(热量)变化的角度研究化学反应,就是热化学。又结合高一必修二第二章对化学反应中能量的变化的初步介绍,也就是放热反应和吸热反应,介绍了热化学的基本概念熔变。既然化学反应同时含.有能量的变化和物质种类的变化,所以要有新的化学用语来表示,引出了热化学方程式。并通过热化学方程式引出了盖斯定律化学反应,无论是通过一步完成还是通过几步完成,只要产物种类状态确定,那么反应焙变也是确定的。二、教学设计及思路:本节教学内容计划分三个
2、课时,第一课时通过中和热的定量测定这一实验,让学生通过实验了解中和热的概念,感知化学反应的能量变化,以及这种变化的测量难度。指出研究化学反应的反应热的方法,应;该有实验方法和理论方法。第二课时通过复习高二所学的放热反应和吸热反应,对比、迁移、建构热化学中的基本概念焙变,明确焰变与反应吸热和放热的关系,了解燃烧热的概念,学会热化学方程式的书写。第三课时I通过讲练结合的方式,练习热化学方程式,掌握盖斯定律。第 一 课 时 化 学 反 应 的 反 应 热教学目标:知识与技能:1.通过反应热定义的学习,了解反应热效应的定量描述与反应条件有关。2.通过中和热的实验,了解反应热效应的定量测定原理和方法。过
3、程与方法:1.通过反应热定义的学习,理解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。2.在学习过程中,学会运用观察、对比、分析、思考等方法对所获得的信息进行处理。情感态度与价值观:1.体会实验成功的喜悦,感悟科学探究的乐趣。2.养成良好的实事求是的科学态度。教学重点:反应热概念的含义教学设计:教师活动学生活动设计意图引言:从接触化学这门学科开始,学生举例:熟悉的化学反应能量由学生已知内容,设鲁科版高中化学选修4教案我们就开始知道化学反应伴随着能量的变化。指出:反应热的概念(P2)和计算公 式:Q=-C(T2-T,).由学生在书上找到,并一起诵读。变化的形式和放热反应、吸热反应。学生诵读。计问题,创
4、设问题情境,引导学生进入学习主题.下面我们要测试一下盐酸和氢氧化钠反应生成Imol H2O的反应热,请同学们先预习P3相关内容,不懂的可以提出来讨论。学生利用23分钟的时间,预习P3的相关内容。不清楚的提问。指导学生看书,有利于学生阅读能力的提高,养成自学的习惯。指导学生分组设计实验:1.明确反应原理,:H+OH=H2O2.讨论完成实验操作步骤:(参 考P3活动探究)3.计 算 生成Imol H2O所释放的热量:Q =4.1 8X0.2 0 0(T2-T1)-0.1学生写出盐酸与氢氧化钠反应的离子方程式:学生设计实验操作步骤,然后交流研讨,完善实验步骤:学生分组实验,记录实验数据,并代入公式进
5、行计算,得出答案。通过指导学生完成实验,培养学生的科学探 究 精 神 和 探 究 能力。质疑:您们已经计算了盐酸和氢氧化钠这一中和反应所释放的热量,看 看 与 书 中 所 给 中 和 热 的 数 量Q=-57.3kJ/mol是否相同。您们可以独立思考也可以相互讨论应该如何给中和热下一个定义中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成ImolHzO,这时的反应热叫中和热。中和热的表示:H+(aq)+OH(aq)=H2O(1)Q=-57.3kJ/mol讨论:醋 酸 与 氢 氧 化 钠 反 应 生 成1molH20的反应热是不是中和热?学生讨论,思考,交流,讨论。学生汇报讨论结果,师生共同讨论,确定
6、中和热的定义。学生思考后,回答。如果是硝酸,硫 酸 与 氢 氧 化 钠 反 应 生 成1molH20的反应热是中和热,如果是醋酸,该中和反应释放的热量 57.3。学生得到的答案,与理论值有出入,学生自然开始积极思考为什么?老师应该鼓励学生进一步发现问题和解决问题,帮助学生提高解决问题的能力。课堂总结(师生共同完成):中和热的测定 反率热(热化学)计算:Q=-C(T2-T i)学生补充,认可。学生养成小结、回顾、反思的习惯。鲁科版高中化学选修4教案课后作业:配套练习,预习熔变。鲁科版高中化学选修4教案第 一 节 化学反应的热效应第二课时化学反应的焰变教学目标知识与技能:1 .通过反应焰变定义的学
7、习,了解反应热利反应焰变的关系。2 .通过热化学方.程式的学习,了解热化学方程式的意义,了解燃烧热的概念,体会热力学的严谨性。过程与方法:1 .通。过反应焰变概念的学习,了解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。2 .在学习过程中,学会运用观察、分析、迁移等思维方法来建构新的概念。情感.态度与价值观:1 .体会思考带给人的愉快情感体验,感悟化学学科学习的乐趣。2 .养成良好的实事求是的科学态度。教学重点:热化学方程式的正确书写教学设计:教师活动学生活动设计意图请 学 生 们 先 看 书p5的焰变内容。我们来讨论一下焰的概念和特征。讲 解:从 焰 的字体结构可以看出,左边的“火”意味着能量,右
8、边的“含”意味着贮 存、含 臧。也就是说“焰 就是物质所具有的能量。讨 论(1):焰与质量的关系是什么?(2):焰与反应物所处的压强,温度有没有关系?引出:热力学中的标准状况:l O l kP a,2 9 8 K由于反应物和生成物的能量不同,我们 通 常 用“焰 变”来 表 示 反 应 的 反 应热。讲 述:山于通常状况下,大气压强的学生看书,不懂的可以提问。学生讨论可以得出:(1)同一物质在相同状态下,质量加倍,焰加倍。(2)同一物 质,高温状态能量比低温能量高。如果是气体,质量相同,温度相 同,压强不同,能量不同。压 强 大,能量大,压强小,能量 小。指导学生看书,有为于学生阅读能力的提高
9、,养成自学的习惯。让学生调出自己脑子里已有的相关知识,融会到新的知识中。加深对新知识的认可和理解。学生通过自己的积极鲁科版高中化学选修4教案变化忽略不计,如果反应中的能量变化全部转化为热能,那么:AH=QP讨论:焰变和反应放热、吸热的关系。AH=H(反应产物)一H(反应物)AH 0 反应吸收热量 吸热反应学生结合高一所学反应放热、吸热与反应物生成物能量的关系自然可以得出焙变和反应放热、吸热的关系。思考,与老师共同努力,建构新的概念和灵活掌握概念。有利于降低了概念建立的难度,突破教学难点。设问:既然化学反应同时存在物质的变化和反应的焰变,如何把这两者同时表达出来呢?热化学方程式:1.遵循质量守恒
10、定律和能量守恒定律。2.书写时要注意:(1)状 态(2)温度(3)单 位(4)AH的数值与系数的倍比关系。这四点准确了,才能保证能量守恒。完 成 P6的交流研讨,领会热化学方程式的书写注意事项。教师尽量用简洁、启发式的语言,引导学生领会书本上的知识点。“交流研讨”等易于学生完成的内容,绝对不要老师代办。尽量让学生去做,学会学习。举例:请看这两个方程式:H2(g)+1 ./2O2(g)=H2O(I)A H,=-285.8kJ/mol;H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g)AH2=-2 4 1.8kJ/moL 它们都表示氢气燃烧的反应。曰 和都表示反应放出的热量,哪个是反应的燃烧热呢?请举手表
11、决。给出燃烧热定义:在W lkPa时,Imol物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。单位一般用kJ/mol表示。注.意:完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:CCO2(g),H H2O(I),SS02(g)等。学生思考后,有的选择Hi,有的选择H 2,有的不举手。学生作纪录。先有疑问,有争论,才有规定。才能让学生很自然的接受,燃烧热的概念。课堂总结(师生共同完成):热化学方程式V 熔变A燃烧热学生补充,认可。学生养成小结、回顾、反思的习惯。课后一作业:P9Pio 1、2、3;预习盖鲁科版高中化学选修4教案斯定律鲁科版高中化学选修4教案电能转化为化学能电解【教
12、材分析】电解原理和其他电化学知识样是中学化学重要理论之一,它是无机化学中很重要的知识,既涉及理论知识,又与元素化合物知识密切相关,是高考的重点考查点,在工农业生产日常生活、科技领域中用途广泛,故占有重要的地位。学习电解原理等电化学理论,将为学生升学、就业、解决生产与生活中的实际问题打下良好的基础。“电解原理”的学习,是在学生已经学习和掌握了金属活动性顺序、氧化还原以及阴(阳)离子还原性(氧化性)的相对强弱的比较、电解质的电离、离子反应、原电池原理以及化学化学反应中的物质变化和能量变化等知识的基础上安排的,是电化学知识的深化和发展,具有一定的科学性。它可使学生在接受新知识中有旧知识作基础,缓解学
13、习困难,体现知识梯度的合理性。【知识与技能】1、通过电能转化为化学能的实例-电解和电镀的教学活动,了解电极原理、电解和电镀的重要性。2、了解日常所用的手机.、数码相机等产品的充电、放电原理。3、通过对实验现象的观察、分析和推理,培养学生的实验能力、观察能力、思维能力。【过程与方法】1、运过实验探究方,法,通过氯化铜溶液的电解学习电解原理。2、播放电解原理的电脑课件,加深学生对抽象的理论的理解。【情感态度与价值观】渗透由现象看.本质、由个别到一般、由一般到特殊的辨证唯物主义观点。【教学重点】电解原理和以电解CuCI2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。【教学难点】理解电解原理以及铜的电
14、解精练中非惰性电极时电解产物的判断。【教学过程】【引入】在生产和生活中我们不但要利用化学反应,使化学能转化为电能,而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能举出在我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗?【师问】忆一忆:在我们已学过的化学课程里,涉及利用电解反应来制取新物质的例子?【投影】实例被电解物质电解产物化学方程式电解水电解食盐水电解融熔氯化钠鲁科版高中化学选修4教案电解融熔氯化钠电解融熔氧化铝【过渡】在电解过程中被电解的物质是怎样转化为生成物的呢?我们可以通过下面的实验作简要的了解。【投影】在 U 形管中加入饱和氯化铜溶液,用
15、石墨棒作电极,接通电源,电解数分钟后,观察现象。【投影】实验内容实验内容所得结论电解氯化铜1、阴极上覆盖一层红色的固体2、阴极上有气泡产生,用湿润的碘化钾淀粉试纸检验,试纸变蓝1、阴极上有铜生成2、阳极上有氯气生成【师问】这个实验说明什么问题?【生】CuCb溶液在电流的作用下,生成了铜和氯气。电流的作用是这种变化的根本原因。【师讲】与原电池的两极有区别,这里的两个电极叫阴极,阳极。电解池中与电源的正极相连的叫阳极,与电源的负极相连的电极叫阴极。【板书】1.电极名称和电极反应阳极:与电源的正极相连的电极阴极:与电源的负极相连的电极【投影】交流与讨论 试分析氯化铜溶液电解发生的反应,写出电极反应式
16、和电解总化学方程式。【板书】阴极:Cu2+2e=Cu 还原反应阳极:2C r-2e-=t CI2T 氧化反应电解的化学方程式为:CuCl2 Cu+C12 T阴 极 产 物 阳极产物【师讲】山上可知,电解反应是电解质溶液在电流的作用下,在电极上发生的氧化还原反应叫做电解。【板书】一、电解1.电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程【师问】电解的能量转化形式是?【生】电解是电能转化为化学能。【板书】电解池:把电能转化为化学能的装置。【投影】交流与讨论|1、使用的电极是活性的还是惰性的?鲁科版高中化学选修4教案2、通电前,氯化铜溶液中存在哪些阴、阳离子?3、电子的流动方向如何?
17、外电路上的电流方向怎样?4、根据阴阳两极的反应产物分析,接通直流电源后,阴、阳离子怎样运动?5、在 CuCk溶液中,存在C、C L、H 0 H ,为什么H+和 OH没有得失电子?【生】在阴极,由于Ci?+比H+易得电子,Ci?+得电子发生还原反应:Cu2+2e=Cu在阳极,由于C比 O H-易失电子,0 一 失电子生氧化反应:2C 2e=Cl2T【师问】阴阳离子得失电子的顺序如何判断?有无规律?【投影】阳极:应是失电子能力强的优先反应,阴离子放电顺序为:(活泼电极)S?一 1 B r C OH一 含氧酸根 F阴极:应是得电子能力强的优先反应,阳离子放电顺序一般为:Ag+Fe3+Ci?*H+Pb
18、?+Si?+Fe?+Zr?+说明:离子放电顺序和离子本性、离子浓度、电极材.料、电压等很多因素有关,这里凡是一般顺序。【过渡】电解质在溶液中电离产生自由移动的离子,直流电通过,阴阳离子定向移动,井发生氧化还原反应,电解质还能在什么条件下发生电离?【生】在熔融状态下,也能发生电离产生自由移动的离子。【师讲】可见,电解质在熔融状态下通电时也能发生电解。工业上冶炼K、Ca、N a常常是电解它的熔融盐,冶炼铝.是电解熔融的氧化铝。【边讲边板书】3.电解原理:电解质在水溶液或熔融状态下电离出自由移动的离子,通电时,自由离子作定向移动,阴离子向阳极移动,在阳极失去电子发生氧化反应,阳离子向阴极移动,在阴极
19、得到电子发生还原反应。【师问】电解池是电能转化为化学能的装置,请大家想一想,要组成一个电解池,至少应该需要什么条件?【生】电源、电极、电解质溶液、用导线连接成闭合电路。【板书】4.电解池的组成条件:与外加电源相连的两个电极(活泼性相同或不同)电解质溶液形成闭合电路【师】前面我们学过了原电池,比较电解池与原电池【投影】略(比较电解池与原电池)二、电解原理的应用1.电解熔融的氯化钠2.电解氯化钠的水溶液鲁科版高中化学选修4教案【投影】课堂练习:1.写出用碳棒作电极电解熔融的NaCl的电极反应式和电解的化学方程式。2.写出用碳棒作电极电解NaCl溶液的电极反应式和电解的化学方程式。阳极入 2c-20
20、=C12T 阴极:2Na+2e=2Na电解熔融食盐的化学方程式为:2NaCl些 Ckf+2Na阳极:2Cl-2e=C12T 阴极:2H+2e-=H2T电解食盐水反应的化学方程式为:2NaCI+2H2。1M2Na0H+H2 f+C12T【生】阅读课本拓展视野【师】粗铜是含有锌、银、金等杂质的铜板,将粗铜板作阳极,由于金属单质失电子的能力强于溶液中的氢氧根离子,所以,锌和铜失电子转化为阳离子进入溶液,金、银等杂质成为阳极泥而成降。反应如下:【板书】3.铜的电解精练阳极:Zn-2e=Zn?-Cu-2e=Cu2【师】此阳极为非惰性的金属,阳极材料本身参加氧化还原反应,以纯铜作阴极,电解质溶液为硫酸铜溶
21、液,电解时,溶液中的c J+优先得到电子成为单质覆盖在阴极上,【板书】极阴:C+2e=Cu【师】如此进行的电解反应,可得到纯度大于99.9%的精练铜.【板书设计】电能转化为化学能一、电解原理1.电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程2.电解池:把电能转化为化学能的装置。3.电极名称和电极反应阳极:与电源的正极相连的电极 Cu2+2e=Cu 还原反应阴极:与电源的负极相连的电极 2c-2e=C12T 氧化反应二、电解原理的应用1.电解熔融的氯化钠2.电解氯化钠的水溶液3.铜的电解精练阳极:Zn-2e=Zn Cu-2e=Cu2+极阴:Cu2+2e=Cu鲁科版高中化学选修4教
22、案第 3 节 化学能转化为电能电池知识与技能:通过对铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理,根据电流的方向判断原电池的正极和负极的方法,以及电池反应的概念;通过学习、了解常见化学电池的种类及其工作原理,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用;通过分析铜-铁接触处形成原电池的例子,理解金属腐蚀的电化学原理以及防护的原理。过程与方法:通过原电池装置的设计实验,培养学生动手、动脑的能力,以及分析、处理实验数据的能力;通过交流讨论,训练学生的思维能力,培养学生获取分析处理、归纳信息的能力。情感态度与价值观:通过学习,使学生从能量的角度比较深刻的了解化学学科学对人类的贡献,从而赞赏化学的作用。教
23、学重点:原电池的工作原理,写出简单的电极反应及电池反应,金属腐蚀的电化学原理以及据此而设计的防护原理。教学难点:原电池的工作原理,金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。课时安排:共五课时教学过程:第一课时【联想质疑】通过电解可以将化学能转化为电能,而通过原电池可以将化学能转化为电能。那么原电池是怎样将化学能转化为电能的呢?原电池的工作原理与电解的原理有什么异同呢?电池的重要性不言而喻,交通工具,人造卫星,平时我们用的手电等都需要。下面我们就以典型的原电池为例讨论电池化学电源的工作原理。【板书】第3节 化学能转化为电能电池【活动探究1】将锌粉加入C u S C)4溶液中,测量温度的变化,分析能量变化情况
24、。【现象】锌片溶解,表面产生了一层红色的固体物质,溶液颜色变浅,温度升高。【分析】发生的反应为:Z n +C u2 =Z n2+C u在这个反应中,锌失电子,直接给了与它接触的铜离子。该反应失将化学能转化为了热能。【过渡】那么,我们能不能把这个反应的化学能转化为电能呢?下面我们来探究一下。【活动探究2】如果锌粉加入C u S 0 4溶液的反应是放热反应,试设计试验将反应释放的能量转化注意分析溶液中的阴溶液中的阴阳离子的C u S C 4溶液鲁科版高中化学选修4教案【现象】(1)电流表指针发生偏转;(2)锌片溶解,其表面出现一层红色的固体物质;(3)C u S C 4溶液颜色变浅;(4)铜表面也
25、出现一层红色的固体物质;(5)溶液温度略有升高。【分析】(1)(2)说明Z n失去电子变成Z r ,故在锌片上发生的反应为:Z n Z n2+2 e-(氧化反应)(3)(4)说明溶液中的C/+在铜片上得到电子变成C u,故在铜片上发生的反应为:C u2 +2 e C u (还原反应)(1)(2)(3)(4)说明化学能转化为电能【板书】一、原电池的工作原理1、原电池:通过氧化还原反应,将化学能转化为电能的装置。【分析】(2)(5)说明了锌片不纯有少量的C i?+直接在Z n的表面得到电子被还原,故有少量的化学能转化为热量释放出来。【提问】大家看看这个原电池,它由儿个部分组成?【学生】回答。【总结
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