高中化学反应与能量.docx
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高中化学反应与能量
第三章《有机化合物》第一节《最简单的有机化合物----甲烷》
第1课时甲烷的结构和性质
一、预习目标
初步掌握课本上P60-62的有关“甲烷的性质”的基础知识。
二、预习内容:
(一)学生认真阅读教材P60-62“一、甲烷的性质”全部内容,并勾画出要点和疑点。
(二)自主探究并完成以下内容:
知识点1、甲烷的分子组成与结构
(1)、分子式;电子式;结构式。
(2)、甲烷空间结构的描述:
甲烷是结构,碳原子位于,
顶点都是。
实践活动
见课本P60中描述动手操作体会甲烷分子空间结构。
知识点2、甲烷的性质
(1)、甲烷的物理性质:
在常温下的颜色状态气味密度比空气的,
溶于水。
(2)甲烷的化学性质:
①、甲烷分子结构稳定,怎样证明甲烷的稳定性?
通常不与、和反应,但在一定条件下也会发生某些反应,如:
取代反应、氧化反应和高温分解。
②氧化反应
写出化学方程式:
-
怎样防止气体爆炸?
怎样检查其燃烧的生成产物?
思考:
如何区别H2、CO、CH4三种气体
③、取代反应
试验探究
点拨:
水槽中加入饱和食盐水是为了降低氯气的溶解度。
问题探究:
为什么会出现上述现象?
甲烷的氯代反应:
反应条件及书写方法:
反应现象:
产物呈气态的有,呈液态的有。
取代反应概念:
取代反应的训练:
1、写出甲烷与溴蒸气的溴代化学方程式
2、若甲烷与氯气以物质的量之比为1:
1混合,在光照下得到的取代产物是a
b
c
d
()
A、只有aB、只有cC、abc的混合物D、abcd的混合物
点拨:
甲烷的取代反应
(1)反应条件:
光照(在室温暗处不反应,漫射光,不能强光照射,否则可能爆炸)
(2)反应物状态:
纯卤素的气态、如甲烧与澳水不反应,与溴蒸气见光发生取代反应。
(3)反应产物:
甲烷的取代反应是“连锁”式的反应,产物不是一种,而是几种氯代物的混合物。
课堂探究学案
一、学习目标
1、通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构
2、通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理
3、了解甲烷及其取代反应产物的主要用途
二、学习过程
(一)教师或学科组长检查小组成员教材和导学案的预习情况,并给出预习评价。
(二)教师和学生一同解读“学习目标”。
(三)问题与探究
问题一有机物与无机物的区别与联系?
问题二甲烷分子空间构型是正四面体,若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子,还是正四面体结构吗?
你能写出中学阶段具有正四面体结构的微粒吗?
归纳与总结
1.有机物与无机物的比较
物质
比较
有机物
无机物
类型
多数为共价化合物,多数是非电解质
有离子化合物,也有共价化合物,多数是电解质
结构
多数物质中只含共价键
有些物质中含离子键,有些物质中含共价键,有些物质中二者均有
溶解性
多数难溶于水,易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂
多数能溶于水而难溶于有机溶剂
耐热性
多数不耐热,熔点较低(400℃以下)
多数耐热,熔点较高
可燃性
多数能燃烧
多数不能燃烧
化学反
应类型
一般比较复杂,副反应多,反应速率慢,方程式用“―→”表示
一般比较简单,副反应少,反应速率快,方程式用“===”表示
特别提醒 无机物与有机物在性质及反应上的差别是相对的、有条件的。
我们研究物质共性的同时,也应看到一些物质的特殊性,如多数有机物具有可燃性,但CCl4不能燃烧,常用于灭火。
2.取代反应
1.甲烷发生取代反应的有关规律
(1)反应条件和反应物
反应条件为光照,反应物为卤素单质。
例如甲烷与氯水、溴水不反应,但可以与氯气发生取代反应。
(2)反应产物(以CH4与Cl2反应为例)
反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物,虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一,但很难出现全部是某一种产物的现象。
(3)物质的量的关系
CH4与Cl2发生取代反应时,每1molH原子被取代,消耗1molCl2分子,同时生成1mol的HCl分子。
特别提醒
(1)有机反应比较复杂,常伴随很多副反应发生,因此有机反应方程式常用“―→”。
(2)CH4与Cl2的反应逐步进行,应分步书写。
(3)当n(CH4)∶n(Cl2)=1∶1时,反应并不只发生CH4+Cl2
CH3Cl+HCl,其他反应仍同时发生。
课后巩固:
1.以下关于甲烷的说法中错误的是()
A.甲烷分子是由极性键构成的分子
B.甲烷分子具有正四面体结构
C.甲烷分子中四个C-H键是完全等价的键
D.甲烷分子中具有非极性键
2.下列气体的主要成分不是甲烷的是()
A.沼气B.煤气C.天然气D.坑道气
3.在光照条件下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应,得到产物的物质的量最多的是()
A.CH3ClB.CH2Cl2C.CCl4D.HCl
4.等物质的量的下列有机物完全燃烧,生成CO2的量最多的是()
A.CH4B.C2H6C.C3H6D.C6H6
5.把纯净的甲烷与氯气混合气放在集气瓶中,用玻璃片盖好瓶口,放在光亮的地方一段时间后,下列说法中,不正确的是()
A.气体发生爆炸反应
B.瓶内气体的颜色变浅
C.用一根蘸有浓氨水的玻璃棒伸入瓶内时有白烟产生
D.集气瓶壁有油状液体生成
6.已知正四面体形分子E和直线型分子G反应,生成四面体形分子L和直线型分子M。
(组成E分子的元素的原子序数小于10,组成G分子的元素为第三周期的元素。
)如下图,则下列判断中正确的是()
(E)(G)(L)(M)
A.常温常压下,L是一种液态有机物B.E是一种含有非极性键的分子
C.干燥的G能漂白有色物质D.上述反应的类型是取代反应
7.下列各物质具有正四面体结构的是()
①金刚石②白磷③甲烷④四氯化碳
A.①②③B.①③④C.③④D.全部
8.下列反应不属于取代反应的是()
A、
B
C、
D、
9.在标准状况下,1.12L某气态烃(密度为0.717g/L)充分燃烧后,将生成的气体先通过无水氯化钙,再通过氢氧化钠溶液,经测定前者增重1.8g,后者增重2.2g,求该烃的分子式。
第二章《化学反应与能量》第一节《化学能与热能》导学案
高一、班第小组姓名组内评价教师评价
第2课时化学能与热能的相互转化
课前预习学案
一、预习目标
初步掌握课本上的有关“化学能与热能的相互转化”的基础知识。
二、预习内容:
(一)学生认真阅读教材P33-36“二、化学能与热能的相互转化”全部内容,并勾画出要点和疑点,同时设计出实验2-1、2-2、2-3的操作步骤。
(二)自主探究并完成以下内容:
1、两条基本的自然定律
⑴质量守恒定律:
⑵能量守恒定律
2、放热反应和吸热反应
⑴化学反应中的能量变化,通常主要表现为的变化——或者。
⑵放热反应:
的化学反应。
⑶吸热反应:
的化学反应。
3、已知该反应为放热反应,则拆开化学键需要的总能量(E1)、形成化学键的总能量(E2)与放出的能量(E)之间的关系:
。
【特别提醒】一个化学反应是吸热还是放热,只与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关,而与反应开始前是否需要加热无关。
吸热反应也可能不需加热,而放热反应也可能需在高温条件下才能进行。
【资料收集】:
常见的放热反应和吸热反应
放热反应:
①___________②___________③__________④__________⑤___________
吸热反应:
①____________②____________③____________④_____________
【自学解答】阅读课本34~36页,了解人类如何利用化学反应产生的热量。
1.化学反应提供的热能对人类社会意义
(1)_______________________________。
(2)________________________________。
2.化学能与热能相互转化的应用
⑴化学能转化为热能的应用、。
⑵热能转化为化学能的应用:
、。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它写在下面。
课堂探究学案
一、学习目标
通过实例和实验,了解化学能与热能的相互转化,了解化学能转化为热能的应用及其对人类文明发展的贡献。
掌握演示实验的基本知识。
二、学习过程
(一)教师或学科组长检查小组成员教材P33-34和导学案的预习情况,并给出预习评价。
(二)教师和学生一同解读“学习目标”。
(三)【问题与实验探究】
实验2-1:
实验步骤
实验现象(视觉、触觉、温度计)
得出结论
在一支试管中加入2~3mL 6mol/L的盐酸溶液向含有盐酸
溶液的试管中插入用砂纸打磨
光的铝条
结 论
?
?
能转化为能储存起来
实验2-2:
实验步骤
实验现象
得出结论
将晶体混合后立即用玻璃棒
快速搅拌混合物
结 论
?
?
能转化为能储存起来
实验2-3:
盐酸与NaOH溶液反应
在50mL烧杯中加入20mL2mol/L的盐酸,测其温度,另用量筒量取20mL2mol/L的NaOH溶液,测其温度。
并缓缓倾入烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌,观察反应中溶液温度的变化过程,并做好记录。
盐酸温度
NaOH溶液温度
反应后溶液温度
结论:
①溶液温度__________
②反应实质:
_____________________________。
中和反应是____________反应;
③能转化为能释放出来。
1.中和热
(1)概念:
。
(2)中和热的特点:
为生成1mol水时所释放的热量,注意以下特点:
①中和反应都放出热量。
②稀溶液中,强酸与强碱的中和热为定值:
57.3kJ/mol。
③弱酸与弱碱中和热偏低,因为弱酸或弱碱电离过程会吸热。
2.中和热测定装置图
思考:
(1)实验仪器有哪些?
(2)怎样才能保证实验结果准确?
【总结】
(1)常见的放热反应:
①所有的燃烧反应②大多数的化合反应;(CO2+C
2CO为吸热反应)③酸碱中和反应;④金属与酸或水反应置换出氢气⑤缓慢的氧化反应
(2)常见的吸热反应:
①大多数的分解反应;②C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应:
CO2+C
2CO;C+H2O
CO+H2等;`③以及:
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=2NH3↑+BaCl2+10H2O;
记住常见的吸热反应其它为放热反应
注意:
有热量放出未必是放热反应,放热反应和吸热反应必须是------化学变化。
某些常见的热效应:
(a)放热:
①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水③CaO溶于水,其中属于放热反应的是。
吸热:
铵盐溶于水。
(b)反应条件与热量变化没有必然的关系,既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。
【课堂检测】
1.物质发生化学反应的同时还伴随着的变化,而这种变化又通常表现
为变化。
2.下列反应中属吸热反应的是()
A.镁与盐酸反应放出氢气B.氢氧化钠与盐酸的反应
C.硫在空气或氧气中燃烧D.Ba(OH)2?
8H2O与NH4Cl反应
3、下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是()
A.锌粒与稀硫酸的反应B.灼热的木炭与CO2反应
C.甲烷在氧气中的燃烧反应D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
4、有关下列能量转化的认识不正确的是()。
A.植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能
B.人类使用照明设备是将电能转化为了光能
C.生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D.燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能
5、一种“即食即热快餐”适合外出旅游时使用,其内层是用铝箔包裹的并已加工好的真空包装食品,外层则是分别包装的两包化学物质,使用时拉动预留在外的拉线,使这两包化学物质反应,此时便可对食物进行加热,这两包化学物质最适合选择的是(?
?
)
A.浓H2SO4与水B.生石灰与水?
C.熟石灰与水?
D.氯化钠与水
【课后练习与提高】
★6、已知反应:
X+Y=M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是()
A.X的能量一定高于MB.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
C.Y的能量一定高于ND.因为该反应是放热反应,故不必加热反应就一定能发生
★★7、已知中和热的数值是57.3kJ·mol–1。
下列物质反应时,产生57.3kJ热量的是()
A.稀HCl和稀NaOH
B.500mL2.0mol·L-1HCl和500mL2.0mol·L–1NaOH
C.1.0mol·L-1HCl和1.0mol·L–1NaOH
D.500mL2.0mol·L-1H2SO4和500mL2.0mol·L-1Ba(OH)2
第二章《化学反应与能量》第二节《化学能与电能》导学案
高一、班第小组姓名组内评价教师评价
第1课时化学能与电能的相互转化
课前预习学案
一、预习目标
1、知道化学能与电能的相互转化关系;
2、初步了解化学电池的化学反应基础----氧化还原反应;
3、能写简单的电极反应式。
二、预习内容:
(一)学生认真阅读教材P39-42“一、化学能转化为电能”全部内容(包括“资料卡片”和“科学探究”),并勾画出要点和疑点,同时预测出实验2-4可能的现象和原因。
(二)自主探究并完成以下内容:
[知识点1]一次能源、二次能源的概念
直接从自然界取得的能源称为、如:
一次能源经过加工、转换得到的能源__________________如:
练习:
下列属于一次能源的是__________、属于二次能源的是_____________
A、风能B、电能C、水能D、太阳能E、蒸汽能F、煤、石油、天然气
[知识点2]化学能转化为电能
1.认真阅读教材第40页,图2-8火电站工作原理示意图,回答下列问题:
在能量转化中,锅炉的作用,发电机的作用。
火力发电能量的转化过程:
_______能—→_______能—→________能—→_______能
反应是使化学能转化为电能的关键。
2、实验探究:
如图2—9所示,将锌片和铜片用导线连接(导线中间接入一个电流表),平行插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象,填写下表
现象
铜片
锌片
电流表
结论
产生了电流
阅读教材P41页内容,思考下列问题:
(1)锌片的质量有无变化?
,溶液中c(H+)如何变化?
;
(2)锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?
是什么反应类型?
锌片:
(反应),铜片:
(反应);
(3)电子流动的方向如何?
;
(4)溶液中阳离子、阴离子是怎样移动的?
。
课内探究学案
一、学习目标
1、了解燃煤发电的流程及关键步骤;
2、掌握锌铜原电池的基础知识;
3、记住化学电池的本质,能写电极反应式。
二、学习重难点:
掌握锌铜原电池的基础知识
三、学习过程
(一)教师或学科组长检查小组成员教材P39-42和该导学案的预习情况,并给出预习评价。
(二)教师和学生一同解读“学习目标”。
(三)【问题与实验探究】
问题一
(1)结合课本图2-8(火电站工作原理示意图),分析煤中的化学能是如何转化为电能的?
(2)化学能转化为电能的关键是什么?
(3)电能属于二次能源。
什么是一次能源?
什么是二次能源?
问题二探究化学能与电能的转化(结合预习学案“实验探究”)
实验顺序
金属
实验现象
结论或解释(有关化学方程式)
1.Zn、Cu分别插入稀H2SO4溶液
Zn片
Cu片
2.Zn、Cu导线连接后插入稀H2SO4
Zn片
Cu片
3.Zn、Cu导线连接后,再接电流表,插入稀H2SO4
Zn片、
Cu片
重点思考:
通过以上三组实验的比较,你能否理解化学能转化为电能的装置和原理?
问题三原电池的构成条件及工作原理
将转化为的装置叫做。
(一)原电池构成条件
(1)活泼性不同的两个电极
负极______________________________()反应
正极______________________________()反应
以锌-铜-稀硫酸原电池为例:
①______为负极,电极反应式为____________________,发生________反应;
②______为正极,电极反应式为____________________,发生________反应;
总电池反应:
,()反应;
【总结】正负极与总电池反应的关系:
。
(2)电解质溶液
(3)形成闭合回路
也可以用如下表示式表示原电池:
(-)Zn|H2SO4|Cu(+)
(二)原电池中工作原理:
电流、电子的流向和离子的移动方向
(1)电子流向:
→导线→
(2)电流流向:
________________________________________
(3)阴离子移向______极,阳离子移向_______极
【总结】原电池正、负极的判断方法
(1)根据组成原电池的两极材料判断
一般是活动性较强的金属为,活动性较弱的金属或能导电的非金属为。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断
电流是由极流向极;电子流动方向是由极流向极。
(3)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断
在原电池的电解质溶液内,阳离子移向极,阴离子移向极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断
原电池的负极总是发生反应,正极总是发生反应。
(5)根据现象判断:
溶解的一极为极,增重或有气泡放出的一极为极。
【提醒】原电池的应用:
可以加快化学反应速率、比较金属的活动性强弱、设计原电池。
材料
电极
电极反应
Fe片
Cu片
总反应方程式
问题四水果电池探究
【课堂检测】
1、实验室中欲制氢气,最好的方法是()
A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
2、把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池,若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序为()
A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a
3、在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是
A.正极附近的SO
浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片
C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出
4、装置能够组成原电池的是( )
5、如图所示,电流表G发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的哪一组( )
A.A是Zn、B是Cu、C为稀H2SO4B.A是Cu、B是Zn、C为稀H2SO4
C.A是Fe、B是Ag、C为AgNO3溶液D.A是Ag、B是Fe、C为AgNO3溶液
【课后练习与提高】
6、把Zn+Cu2+==Zn2++Cu设计成一个原电池装置,画出装置并回答下列问题:
(1)__________为负极,电极反应式为____________________发生__________反应;
(2)__________为正极,电极反应式为____________________发生__________反应;
(3)该反应总反应式________________________________________(写化学方程式)
(4)若消耗了6.5g的锌,则转移的电子数为____________________个。
7、将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中,下列各叙述不正确的是()
A、锌片作负极,锌发生氧化反应B、铜片作正极,铜得到电子
C、溶液中的各离子浓度保持不变D、氢离子在铜片表面被还原
8、对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是
锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1gH2④铜片上析出1molH2
A.
③B.
④C.②③D.②④
9、在由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中,当在铜片上放出3.36L(标准状况)的H2时,硫酸恰好用完,则:
(1)产生这些气体消耗的锌的质量是多少?
(2)通过导线的电子的物质的量是多少?
(3)原稀硫酸的物质的量浓度是多少?
第二章《化学反应与能量》第二节《化学能与电能》导学案
高一、班第小组姓名组内评价教师评价
第2课时发展中的化学电源
课前预习学案
一、预习目标
1、初步了解一些发展中的化学电源;
2、了解化学电源可能回引起的环境问题,初步形成客观正确的能源观。
二、预习内容:
(一)学生认真阅读教材P42-44“二、发展中的化学电源”全部内容(包括“2-11至2-16图片”),并勾画出要点和疑点。
(二)自主探究并完成以下内容:
[知识点]发展中的化学电池
1、干电池(一次电池)
(1)普通锌锰电池
人们最早使用的化学电池是,它是一种电池,放完电之后不能再充电,正极材料为,负极材料为,负极反应式为,电解质溶液:
糊和糊。
(2)碱性干电池
将普通干电池中的电解质换成湿的,并在上作了改进,制成了。
2、充电电池(二次电池)
(1)最早使用的充电电池是,它是以为负极,为正极,以为电解质。
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)
(2)镍镉电池以为负极,为正极,以为电解质,其寿命比铅蓄电池____,由于镍镉电池对健康和环境污染比较严重,人们又研制出了。
(3)人们利用元素周期表中ⅠA族的金属,制造了新一代可充电的绿色电池,其具有质量轻、绿色环保、高效可充等的特点,它广泛成为笔记本电脑、移动电话等低功耗电器的主流电源。
3、燃料电池
⑴燃料燃烧是一种剧烈的__反应,利用原电池的工作原理将_和___反应所放出的直接转变为,以提高________________。
⑵燃料电池是一种的、的发电装置。
⑶燃料电池如果以氢气为燃料时,产物为;以甲烷为燃料时,产物为和,
燃料电池与干电池和蓄电池的主要差别在于反应物不是,而是用外加的设备,源源不断地提供_和,使反应能连续进行。
课内探究学案
一、学习目标
1、了解一些发展中的化学电源,了解新型电池的重要性;
2、能分析电池的工作原理;
3、了解化学电源可能回引起的环境问题,初步形成客观正确的能源观。
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- 高中 化学反应 能量