高三化学一轮复习教案上册.pdf

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1、原 子 结 构 元 素 周 期 律 和 周 期 表教学目标知识与技能:掌 握 原 子 结 构 的 知 识,元 素 周 期 律 的 内 容 以 及 周 期 表 的 结 构;理 解 原 子 结 构 与 元 素 周 期 律 和 周 期 表(即 位 一 构 一 性)之 间 的 内 在 联 系。过程与方法:通 过 例 题 培 养 学 生 运 用 位 构一性三者之间的联系规律解决实际 问 题 的 能 力。通 过 原 子 结 构 和 元 素 在 周 期 表 中 的 位 置 的 推 断,培养学生发散思维 和 收 敛 思 维 的 能 力。情 感 态度价值观:通 过 习 题 训 练,使学生领悟事物是普遍联系的和量

2、变引起质 变 的 辩 证 法 思 想;学 习 用 科 学 的 方 法 和 逻 辑 推 理 去 挖 掘 物 质 之 间 的 内 在 联 系。通 过 例 题 中 信 息 的 学 习,激 励 学 生 形 成 严 谨 求 实 的 科 学 态 度 和 勇 于 创 新,追求真理 的 科 学 精 神。通 过 推 断 题 的 分 析 与 解 答,学会运用位一构一性三者之间的规律解 决 实 际 问 题 的 推 理 方 法。重点、难点位一构一性三者之间的规律及其应用。教学过程设计教师活动【板书】一、原子结构1.原子的组成【提问】请 说 明 原 子 的 组 成。学生活动回答原子结构的知识要点:原 T t t )(I

3、)原子子 I中子(N)行外电子(-)(2)原 子序数=核电荷数=质子数=核 外 电 子 数。(3)质 量 数A=Z+N,是 原 子 量 的 近 似 值。C4)相:曙 x-胪 含X A 曲 也在学生回忆的基础上予以补充【板书】2.原子核【投 物 例 1有 关 和 解,回 管 例 月 题,(1)所含质子数_ _ _ _ _ _;中子数_ _ _ _ _ _ _ _;电子数_ _ _ _ _ _ _;质量数 O(2)该微粒的结构示意图(3)它与g.5回可的关系是_ _ _ _ _ _(4)在与a 的半径大小是_ _ _ _ _ _.(5)已如a 元素的原子量为355 确 1,C L 胃 ajK子在自

4、然具的原子百分峰之比是_ _ _ _ 思考并回答问题:(1)所 含 质 子 数1 7;中 子 数1 8;电 子 数1 8;质 量 数3 5。(2)该 微 粒 的 结 构 示 意 图 2 8)(3)它与加之间的关系是与3517a是同种原子,与,a 互为同隹索(4)羊松大小为伊(1 的粹大于最(1的原子串径(5)已 知C 1元 素 的 原 子 量 为3 5.5,可知这两种原子在自然界的原子百分组 成 之 比 是C l-3 5 :C l-3 7=3 :l o这里应明确同位素与核外电子数无关:并非所有原子核内都有中子。非金属元素:其阴离子半径原子半径金属元素:其阳离子半径原子半径请认真思考后做出回答。

5、【提问】比 较 三 种“原 子 量”之 间 的 差 别,并 判 断 下 列 各 式 分 别 表 示 哪 种 原子 量”?M=m/m c/1 2;双=西+蚂吗%+(3)M =A1X a1K +%乂啊%+回答:三 种 原 子 量 的 概 念 及 计 算:(略)为同位素的原子量;为元素的(平均)原子量;为元素的近似平均原子量(A为 质 量 数)。【投影】例2某 元 素 构 成 的 双 原 子 分 子 有 三 种,其 式 量 分 别 为1 5 8、1 6 0、1 6 20在 天 然 单 质 中,此 三 种 单 质 的 物 质 的 量 之 比 为1 :1 :1。由 此 推 断 以下结论中,正确的是 A.

6、此元素有三种同位素B.其 中 一 种 同 位 素 质 量 数 为80C.其 中 质 量 数 为7 9的 同 位 素 原 子 占 原 子 总 数 的1/2D.此 元 素 的 单 质 的 平 均 式 量 为1 6 0【组织讨论】请讨论解题思路并做答。通过例题引导学生思考与分析:(1)如 何 确 定 该 元 素 同 位 素 原 子 的 种 类?(2)怎样计算其同位素原子的质量数?(3)怎样计算各种同位素原子的百分比?(4)如何确定此元素的单质的平均式量?讨论并回答:(1)有三种单质,说明该元素只可能有两种同位素原子;若有三种同位素原子,则形成的单质分子就不止三种。设这两种原子分别为a X 和 b X

7、,则三种单质为:a X a X、a X b X、b X b X o(2)这两种原子的质量数分别是:1 5 8/2=7 9;1 6 2/2=81;而式量为1 6 0 的是由两种同位素原子共同形成的(7 9+81=1 6 0)。所以,质量数为80 的同位素并不存在。(3)由三种单质的物质的量之比为1 :1 :1,可求得质量数为7 9 和 81 的两种同位素原子的个数比为1 :1,即各占5 0%。(4)单质的平均式量可由下式求得:M=1 5 8X1/3+1 6 0 X1/3+1 6 2 X1/3=1 6 0【板书】3.原子核外电子的排布【投影】例3下列叙述中正确的是 A.两种微粒,若核外电子排布完全

8、相同,则其化学性质一定相同;B.凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布;C.两原子,若核外电子排布相同,则一定属于同种元素;D.不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子。请认真思考后做出回答。引导学生小结有关电子排布的知识。分析与辨析、回答:A中的微粒,可以是原子、阳离子和阴离子,如Na+和 0 2-,都是2、8 的电子层结构,但化学性质相差甚远。B中当H 形成H+时,不与任何稀有气体的原子结构相同。C对 于 中 性 原 子 其 质 子 数=电 子 数,所 以 核 外 电 子 排 布 相 同 时,一定属于同种 元 素。故,本 题C、D正 确。【投影】(1)核 外 电

9、子 排 布 的 四 条 规 律;(2)短 周 期 元 素 各 个 电 子 层 上 电 子 数 目 之 间 的 数 量 关 系。(3)最 外 层 电 子 数 与 元 素 化 合 价 的 关 系;确定元素的最高正价和最低负价(仅 非 金 属 元 素),且 两 者 绝 对 值 之 和 等 于8(H为2)。听其他同学发言,积极思考,参与讨论,并给予必要的补充。比如:半径比较三规律:非金属元素的原子半径其相应的阴离子半径。金属元素的原子半径其相应的阳离子半径。具有相同电子层结构的阴阳离子,随着元素原子序数的递增,离子半径逐渐减小。【板书】二、元素周期律【投影】1.写 出120号 元 素 的 原 子 结

10、构 示 意 图;思考并回答:写 出120号 元 素 的 原 子 结 构 示 意 图。2.观 察 并 思 考:随着原子序数的递增:a.原子最外层电子数有何变化规律a.原 子 最 外 层 电 子 数 总 是 由12或18出现周期性的变化b.原子半径的变化有何规律b.原 子 半 径 总 是 由 大 到 小,到 稀 有 气 体 元 素 时 半 径 突 然 增 大,呈周期性的变化c.元素的主要化合价有何变化规律C.元素的主要化合价(最高正价与最低负价)均呈现由低到高的周期性的变化3.什么叫元素周期律?回答:元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化的规律,就叫元素周期律。【板书】三、元素周期表1.

11、元素周期表的结构【提问】元素周期表的主要特征有哪些?(1)引导学生复习元素周期表的结构:【板书】七代街一七个周期7个 好元素周期表的拄体结构18M行一k了 个a缺1个Q族卜1个VI族周期的分类及各周期的元素数目说明:在此引导学生注意相邻两个短周期中元素原子序数之间的数量关系。族的分类思考,归纳,发言。倾听,回忆。回忆,发言:周期元素数目,一二三:四五IX,288181832不完全同期七 26磁一【AUAfflAlVAVA VIA VIA18个纵行磔一【BUBHIBMBVBVIBWB雌TUS三个财嗾行)(2)金属与非金属元素的分界线两边的元素有哪些?思考并回答:把握金属与非金属元素的分界线两边的

12、元素,如B、Al、Si等。(3)掌握每个主族元素的名称、符号和序数。练习书写主族元素的名称、符号和序数。【投影】例4两种短周期元素组成的化合物中,原子个数比为1:2。若两种元素的原子序数分别为P和q,则对下列P和q可能的关系概括得最完全的是 p+q=15p=q-5A.C.p=q+5p+q=22B.D.【组织讨论】请讨论解题思路并做答。讨论、分析、回答:两 种“短周期元素”,说明这两种元素的原子序数都小于1 8;化合物中,原子个数比为1 :2,有 两 种 形 式:X Y 2或X 2 Y。其 中X Y 2型的化合物,常 见 的 有C 0 2、S 0 2、N 0 2以 及HA和VI 1 A族 元 素

13、 之 间 形 成 的 化 合 物,如MgC 1 2、B eF 2 等。常见X 2 Y型 的 化 合 物 如I A与VI A族 之 间 的 化 合 物 如H 2 0、N a2 0及N 2 0等。所以此题应选 C。【板书】2.元素性质的递变规律(1)元素周期表中微粒半径的递变规律【投影】例5各 组 微 粒 的 半 径 比 较,正确的是 F VFYC1-0 2-Mg2+A 1 3+C a2+C a B a S 2-S e2-H 2Y 0 4 H 3 X 0 4,下列判断不正确的是 A.阴 离 子 的 还 原 性 按X、Y、Z的顺序减弱B.单 质 的 氧 化 性 按X、Y、Z的顺序减弱C.原 子 半

14、径 按x、Y、Z的顺序减小D.气 态 氢 化 物 的 稳 定 性 按X、Y、Z的顺序减弱思考,归纳,回答:可能的思路有:(1)与 氢 化 合 的 反 应 条 件;(2)生 成 的 气 态 氢 化 物 的 热 稳 定 性;(3)C 1 2通 入H2 s或 硫 化 物 的 溶 液 中,能 得 到S单 质 的 沉 淀;(4)F e或C u在 其 中 燃 烧 时,所 得 产 物 中F e或C u元 素 的 价 态 等 等。【提问】应 该 如 何 比 较 最 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 的 酸 性 或 碱 性 的 相 对 强 弱?讨论,总结:根 据“最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性,以及非

15、金属元素气态氧化物的稳定性,取决于金属或非金属元素的活动性的相对强弱”的规律,本题应选B、D o非金属元素气态氢化物的稳定性与非金属元素单质的氧化性有何内在联系?思考,回答。四、“位一构一性”的规律及应用【引入】元素周期律揭示了元素之间的内在联系,元素周期表是元素周期律的具体体现形式。那么,这种元素间的内在联系表现在哪些方面?这些规律对于我们解决实际问题又有哪些具体的指导意义呢?请同学们谈谈自己的体会和看法。倾听,思考。积极参加讨论,并发言。思考,发言:(1)原 子 序 数=核 电 荷 数=质 子 数=核 外 电 子 总 数;(2)由核外电子总 数 可 知 电 子 的 排 布,从 而 知 道

16、电 子 层 数,推知该元素在周 期 表 中 的 周 期 数;(3)最 外 层 电 子 数 决 定 元 素 的 化 学 性 质;(4)根 据 元 素 在 周 期 表 中 的 位 置,可 推 知 元 素 的 化 学 性 质。【评价】只知道周期数,能否确定元素在周期表中的位置?对,还得知道它所在的族序数。【评价】元素的化学性质难道只与最外层电子数有关吗?对,还与原子半径即电子层数的多少有关。教师活动【投影】现在我们来系统地归纳“位一构一性”三者之间的关系:元 素“位一构一性”三者之间的关系小结:质子数=电子总数=核电荷数=原子序数最外层电子数=主族序数电子层数=周期序数原子结构示总图+表中的位置原子

17、结构原子半径最外层电子数1决定得失电子能力元素在周期表中的位置同周期:左f右,金属性减弱,非金属性增强最外层电子数决定元素分类质子数决定元素种类同主族J性质具有递变性上一下 具有相似性元素的性 质【过渡】现在我们来看例题:【投影】例7下 图 是 周 期 表 中 短 周 期 的 一 部 分,A、B、C三种元素原子核外电 子 数 之 和 等 于B的 质 量 数。B原 子 核 内 质 子 数 和 中 子 数 相 等。下 面叙述中不正确的是 A.三 种 元 素 的 原 子 半 径 的 大 小 顺 序 是BVAVCB.A元素最高价氧化物的对应水化物具有强氧化性和不稳定性C.B元 素 的 氧 化 物,氢化

18、物的水溶液都呈酸性D.C元 素 的 单 质 是 非 金 属 单 质 中 唯 能 跟 水 激 烈 反 应 的 单 质A C【提问】我 们 请 一 位 同 学 示 范 讲 解 本 题 的 分 析 及 推 断 过 程。其 他同学注意思考,有 欠 缺 的 地 方 予 以 补 充。读题,思考并回答:(1)由 于A、B、C是 短 周 期 元 素,它 们 在 表 中 的 位 置 关 系 明 确,因 此,可设B的 原 子 序 数 是x,则A的 原 子 序 数 是(x-9),C原 子 序 数 是(x-7);(2)又 由 于A、B、C三 种 元 素 原 子 核 外 电 子 数 之 和 等 于B的 质 量 数,B原

19、子 核 内 质 子 数 和 中 子 数 相 等,则 有 等 式:(x-9)+x+(x-7)=2 x,则有 x=1 6。可知B为1 6号S元 素,则A为N元 素,C为F元 素。(3)据 上 述 分 析 得:只 有A不 正 确。【投影】例8 在 周 期 表 主 族 元 素 中,甲元素与乙、丙、丁三元素上下或左右 紧 密 相 邻。甲、乙 两 元 素 的 原子 序 数 之 和 等 于 丙 元 素 的 原 子 序 数。这四种元素原 子 的 最 外 层 电 子 数 之 和 为2 0。据 此 可 以 判 断:元素甲为,元素丙为,元 素 乙 和 丁 所 形成化合物的分子式为 或 0【组织讨论】请讨论解题思路并

20、求解。读题,分析及解答:依据元素周期表中元素位一构一性三者之间的关系,利用题给信息,确定突破口:(1)可 以 最 外 层 电 子 数 之 和 为2 0猜 想,甲 的 最 外 层 电 子 数 在5左 右;(2)可 以 甲 元 素 与 乙、丙、丁 三 元 素 上 下 或 左 右 紧 密 相 邻,写出四种可能的 位 置 关 系,设 出 甲 的 序 数,结 合 最 外 层 电 子 数 之 和 为2 0求 解。答案:甲为N,丙 为P,乙 和 丁 的 化 合 物 为C 0或C 0 2。【课堂小结】精选题一、选择题1.短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如右图,其中正确的是A.Z一定是活泼金属元素B.X

21、的最高价氧化物的水化物是一种强酸C.ImolY的单质跟足量水反应时,发生转移的电子为2moiD.由Z单质形成的晶体属于分子晶体2.第二周期的元素与氢元素所形成的常见分子或离子中,电子总数为10的有 A.6种以上B.5种C.4种D.3种3.第三周期元素R,它的最外层达到饱和时所需电子数小于次外层和最内层电子数之差,并且等于最内层电子数的正整数倍,则关于R的正确说法 常温下能稳定存在的R的氧化物都能与NaOH溶液反应;R的最高价氧化物对应水化物都是强酸;R的单质固态时属于同一类型的晶体;R的气态氢化物都能受热分解。原电池与电解教学目标知识与技能:通 过 复 习 掌 握 原 电 池、电解、电镀、金

22、属 的 腐 蚀 和 防 护 原 理。过程与方法:根 据 知 识 点 的 复 习 培 养 总 结、归 纳 的 能 力,培养应用所学知识解 决 实 际 问 题 的 能 力。情感态度价值观:应 用 电 化 学 的 知 识 综 合、归 纳,理 论 联 系 实 际。应用实验研究 问 题 的 方 法。重点、难点 原 电 池 与 电 解 池 的 比 较。教学过程设计教师活动一、电化学知识点的复习【设问】电化学中有哪些知识点是重点要掌握的呢?学生活动回答:原电池与电解池的不同点;原电池的工作原理以及电解池的工作原理;两极反应的判断和书写;电化学的应用。很好,我们可以将电化学的知识归纳在网络图中,哪一个同学能够

23、写出?【投影】知识点的归纳,网络图学生打出投影:I-表 示 f 电极方程式:电解方程式.电化学_百 由 油 电解质溶液,活动性有差别的两极发生氧化还原反应.出的M -电解质溶液、电源、两电 解 他 极、发生氧化还原反应一电解f一电镀池f 电镀(镀锌)-精炼池-*精炼铜一化学腐蚀f 化学反应-金属的腐蚀-*广析氢腐蚀L电化学腐蚀+Q吸氧腐蚀1-利用守恒计算电极产物、电解质溶液的侬度实际应用.i.常见的电池【设问】构成原电池的材料是什么呢?原电池的原理是什么呢?它的原理与电解池有什么不同?常见的电池的类型?看录像或投影:回答:原电池是由金属与金属或非金属,电解质溶液构成的。原电池是由化学能转化为电

24、能的装置。它的原理与电解池不同,因为电解池是由电能转化为化学能的装置。常见的电池有:干电池;蓄电池。几种电池示意图:干电池示意图铅蓄电池示意图图 2-15:lz.l,.l ,r2-:ww废电解质_ itl_3 M AfL电解质氧化剂电极氢氧燃料电池示意图【设问】根据示意图你能说明电池的种类吗?回答:锌镒电池(干电池)、铅蓄电池、燃烧电池(氢氧燃烧电池、甲烷燃烧电池)等。【设问】电池的两极各发生了什么反应?电池正、负两极应该如何确定?它的两极与电解池的两极有什么不同点?在可逆电池中,充电、放电过程是应用了原电池的原理还是电解池的原理?回答:活泼的金属为负极,发生氧化反应。不活泼的金属为正极,发生

25、还原反应。原电池与电解池的两极不相同,表现在:原电池活泼金属是负极,而电解池与电源负极相互联结的就是负极(阴极)。原电池两极金属的金属活动性必须不同,而电解池两极可以是惰性电极,也可以是金属电极。放电的过程是应用了原电池的原理,而充电过程应用了电解池的原理。【讲解】电池可以分为可逆电池和不可逆电池,比如:干电池、燃烧电池等都是不可逆电池,它们在发生反应时有气体或生成的物质无法在相同的条件下返回,所以,称为不可逆电池。【设问1】请举例说明不可逆电池(展示学生解剖的干电池)?干电池的两极材料是什么?电解质溶液是什么?两极反应式如何书写?总反应如何书写?回 答1:如:锌-镒电池两极材料是Z n、M

26、n O 2电解质溶液是:N H 4 C 1负 极:Z n-2 e=Z n 2+iElKi 2NH2e=2NHs+Ha总反应:Z n+2 N H 4=Z n 2+2 N H 3 t +2 H 2 t【评价】纠正学生的错误,写出正确的反应。Zn+2NH*=Zn3*+2NHj f 4-H jt【设问2】还有什么实例呢?两极材料是什么呢?电解质溶液是什么呢?回答2:再如:锌-铜电池,负极-Z n,正极-C u。负极:Z n-2 e=Z n 2+,电解质溶液稀 硫 酸。正极:2 H+2 e=2 H=H 2总反应:2 H+Z n=H 2 t +Z n 2+什么是可逆电池呢?(看前面的图)谁能写出两极反应式

27、?总反应式又如何书写呢?(教师指导学生书写)铅蓄电池是可逆电池两极反应式:负极:P b-2 e=P b2+正 扬 PbO,4-2e+S(+4H*=PbSO4 4-2HtO总反应:2 放电Pb+PbO2+2SO4+4H+歹4 2mse)4+2H2O充电【练习】书写两极反应式。若有:(1)铜、锌、稀硫酸(2)铜、铁在潮湿的空气中的腐蚀(3)锌、铁放在食盐水中(4)氢、氧 燃 烧 电 池(电 池 的 产 物 负 极 为H 2 0,正 极 则 有 大 量 的 氢 氧 根 生 成)(5)甲 烷 燃 烧 电 池(电 池 负极甲烷燃烧失去电子,在碱性条件下生成的8,与O H 反应生成8:和 冉 而 正 蜂

28、O肃电子而成为氧粗)根据信息写出(4)、(5)的 电 池 总 反 应 式。板演:(1)负 极:Zn-2 e=Zn 2+正极:2 H+2 e=2 H=H 2(2)负 极:2 F e-4 e=2 F e 2+正极:0 2+4 e+2 H 2 0=4 0 H-(3)负 极:2 Zn-4 e=2 Zn 2+正极:0 2+4 e+2 H 2 0=4 0 H-(4)负 极:2 H 2+4 0 H 4 e=4 H 2 0正极:0 2+4 e+2 H 2 0=4 0 H-总反应:2 H 2+0 2=2 H 2 0(5)负横,CH4-8e+lOOH-=C 4-7HaO正极:2 0 2+8e+4 H 2 0=80

29、 H-202+叫+2OH?=CX+码。【设问】谁能够将燃烧电池小结一下呢?回答:在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是:负极发生氧化反应,化合价升高,失去电子;总反应式为:两极反应的加合;书写反应时,还应该注意得失电子数目应该守恒。【评价】回答的很好。燃烧电池反应中确定哪极发生的是什么反应的关键是:负极:化合价升高,失去电子,发生氧化反应;正极:化合价降低,得到电子发生还原反应。2.分析电解应用的主要方法和思路【设问】电解质在通电前、通电后的关键点是什么呢?在电解时离子的放电规律是什么呢?电解的结果:溶液的浓度、酸碱性有无变化?回答:通电前:电解质溶液的电离(它包括了电解质的电离也

30、包括了水的电离)。通电后:离子才有定向的移动(阴离子移向阳极,阳离子移向阴极)。放电规律:阳极:金属阳极$2-含氧酸根阴极:Ag+Cu2+Pb2+Fe2+Zn2+H+Mg2+溶液的离子浓度可能发生变化如:电解氯化铜、盐酸等离子浓度发生了变化。因为溶液中的氢离子或氢氧根离子放电,所以酸碱性可能发生改变。请同学们看下列的归纳表格。N*PHmtttMXW KR:H:O T*-O j3M*.*Ik*水MMe1.:l水和*Jtok.MEVNftAibKKAH7二”MS:SftM4 M球.NftMUtS4MHK政,产H tt:,4 1MR:nX7MM M电”球NftMEJMHtHM MJMUtM3.原电池

31、、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源,可能是原电池,依据原电池的形成条件判断,主要有a ,二 百 0【设问】看什么呢?回答:看 电 极;看 溶 液;看回路。【投 影】先看电极:两极为导体且活泼性不同,有一个先发生化学反应。再看溶液:两极插入电解质溶液中。【设 问】这样就可以形成电池了吗?回答:不 能。对,还应该看回路:形成闭合回路或者两极板相接触。【设 问】若有外接电源,两极插入电解质溶液,并有回路,可能是什么池?回答:是电解池。【评价】不完全正确。(纠正后看投影)(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液,可能是电解池或者是电镀池。【设问】为什么呢?回答:当阳极金属与电解质溶液中的阳离子

32、相同时,则为电镀池,其余的情况是电解池。【评价】很好,根据电解液、根据阳极的电极材料,确定电解或电镀。二、电化学的应用1.原电池原理的应用【设问】请同学们根据已经复习的知识回答原电池原理的应用及依据?回答:应用到实际中有:(1)由电极反应现象确定原电池的正极和负极,用来判断电极金属活动性强弱。(2)分析判断金属腐蚀的快慢程度。(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化,判断放电、充电。【投影】【评价】学生总结的很好,看以下归纳。根据学生的回答小结:原电池原理的三个应用和依据:(1)电极反应现象判断正极和负极,以确定金属的活动性。其依据是:原电池的正极上现象是:有气体产生,电极质量不变或增加;负

33、极上的现象是:电极不断溶解,质量减少。(2)分析判断金属腐蚀的速率,分析判断的依据,对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是:作电解池的阳极作原电池的负极非电池中的该金属作原电池的正极作电解池的阴极。判断依据:(1)根据反应现象原电池中溶解的一方为负极,金属活动性强。(2)根据反应的速度判断强弱。(3)根据反应的条件判断强弱。/P G N 0 1 0 0.T X T/P G N(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化,分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化,确定原电池的正极和负极,然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。【练习】1.下列五个烧杯中均有天然水图 2-16铁被腐蚀由快到慢的顺序

34、是:。回答:从图和复习归纳的方法可以分析,有外接电源时铁放在电源的正极,铁被腐蚀的最快;若放在负极腐蚀的最慢;原电池中,两极的金属活动性差别越大,反应越快,但若有活动性强于铁的金属存在则铁不被腐蚀(保护了铁),所以此题的答案是:(4)、(2)、(1)、(3)、(5)o2.电解规律的应用【设问】电解规律的应用有什么内容?回答:主要应用是:依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。【设问】如何恢复电解液的浓度呢?(举例说明)回答:电解液应先看p H的 变 化,再 看 电 极 产 物。欲 使 电 解 液 恢 复 一 般 是:电解出什么物质就应该加入什么,如:电解饱和食盐水在溶液中减少的是氯气和氢气,所以

35、应该加入的是氯化氢。【设问】如果电解硫酸铜时,要恢复原来的浓度应该加入什么呢?回答:因为电解硫酸铜时,生成的是铜和氧气,所以应该向溶液中加入氧化铜。【设问】电解在应用中还应该注意什么呢?回答:在分析应用问题中还应该注意:一要:不仅考虑阴极、阳极放电的先后顺序,还应该注意电极材料(特别是阳极)的影响;二要:熟悉用惰性电极电解各类电解质溶液的规律。【练习】用石墨电极电解l m o l/L的 下 列 溶 液,溶 液 的p H不变的是_ _ _ _ _ _0(1)H C 1(2)N a O H(3)N a 2s 04 (4)N a C l回答:盐酸溶液电解产生氯气和氢气,溶液的p H升 高。氢氧化钠溶

36、液电解产生氢气和氧气,溶液的p H升 高。硫酸钠溶液电解产生氢气和氧气,溶液的p H不 变。氯化钠溶液电解产生氢氧化钠、氢气和氯气,溶液的p H升 高。所 以(1)、(2)、(4)溶 液 的p H都 增 大。答案:p H不 变 的 是(3)o以上的四种溶液电解后,如何使其浓度恢复到原来的浓度呢?回答:在(1)中 应 该 加 入 氯 化 氢。在(2)中 应 该 加 入 一 定 量 的 水。在(3)中 应 该 加 入 一 定 量 的 水。在(4)中 应 该 加 入 一 定 量 的 氯 化 氢。3.综合利用实用电池与可逆电池常见的电池应用是:干 电 池(Z n-M n电 池)日常生活和照明。铅蓄电池

37、应用于国防、科技、交通、化学电源等。锂电池密度小,寿命长应用于电脑、手表、心脏起搏器、火箭、导弹的电源。燃烧电池污染小、能量转化高,应用于高科技研究。其它电池铝电池:能量高、不污染环境应用于照明、野营作业。回答:应用在手电、心脏起搏器、海洋照明、航标电源。今后我们还可以根据原理设计出更多更好的实用电池。三、典型习题分析【投影】例题1如图2-17,E 为沾有N a 2s 04 溶液的滤纸,并加入儿滴酚S t A,B分别为P t片,压在滤纸两端,R、S 为电池的电极。M、N是用多微孔的N i 的电极材料,它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计,K 为开关。C、D 和电解池中都充满浓K 0H 溶液

38、。若在滤纸中央点上一滴紫色的K M n 04 溶液,K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。(1)外电源的正、负极分别是R为,S为_ _ _ _ _ o(2)A附 近 溶 液 的 现 象 是,B附近发生的电极反应式为 o(3)滤纸上的紫色点向哪方移动-0(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,主要因为,有关的反应式为 o根据图分析回答:(1)C.D 产生气体的体积是不相同的,由此可以判断C 端的气体是氢气,D 端产生的气体是氧气,所以确定R为负极而S 端是正极。(2)A附 近 的 变 化 是 变 为 红 色,因 为D端 放 氧

39、气,N端 为 阳 极,而A端为阴极,吸 引 阳 离 子,阳 离 子 放 电2 H+-2 e=H 2。因 为,电解破坏了水 的 电 离 平 衡,所以,此 处0 H-浓 度 增 大,溶 液 显 红 色。而 在B端 发 生0 H-放 电,其 反 应 为:4 0 H 4 e=2 H 2 0+0 2 o(3)因 为 澳*是 阳 纳 所 海 离 子 向 谢 移 动,而显示融(4)氢 气 和 氧 气 在 碱 的 环 境 下 发 生 的 是 电 池 反 应,(类 似 燃 烧 电 池),消耗 了 氢 气 和 氧 气。(-)2 H 2+4 0 H 4 e=4 H 2 0(+)0 2+2 H 2 0+4 e=4 0

40、 H-【评价】此题是一道比较综合的题,它考察了电化学知识的大部分内容。此题的突破点是,示意图中的两种气体的体积,由此确定电源的正、负极,使题中所有问题迎刃而解。这位同学分析得非常好,我们应该认真的读题,抓住题中的突破口。【投影】例题2 用 石 墨 电 极 电 解l O O m L H 2 s 0 4和C uS 0 4混合溶 液,通 电 一 段 时 间 后,两 极 各 出 现 气 体2.2 4 L (标 准 状 况),求 原 来 溶 液 中C uS 0 4的 浓 度。请同学们分析后给出答案。回答:阳极产生的氧气为2.2 4 L,阴 极 产 生 的 氢 气 为2.2 4 L o由C uS 0 4电

41、 解 时 放 出 的 氧 气 为0.0 5 m o l,计 算 是:2Cu2+022/y=1/0.05 y=0.1molc(C u2+)=0.1/0.1=(m o l/L)【评价】此题的突破口是根据题意分析出两极各产生的气体为2.2 4 L;根 据 得 失 电 子 守 恒。同学们的分析是非常正确的。化学平衡教学目标知识与技能:复习和强化对化学平衡状态标志的认识、对同平衡状态的判断;勒沙特列原理的广泛应用,以及化学平衡计算知识。过程与方法:培养学生应用化学平衡的概念、平衡移动的原理解决实际问题的能力,以及在化学计算中的另类思维能力。情感态度价值观:通过对化学平衡概念的深刻讨论,使学生建立平衡思想

42、,并能广泛应用于一定条件下的可逆过程中。通过化学平衡例题的讨论,培养学生认真的审题习惯,多方位的或换位的思维方式,严谨的科学态度。通过对化学平衡理论的复习,培养学生学会讨论问题的科学方法。重点、难点化学平衡概念的深刻剖析和化学平衡移动原理的应用。教学过程设计教师活动-、建立化学平衡状态的标志【提问】我们根据什么可以来判断,在一定条件下,一任意可逆反应:mA+nB=pC+qD,是否达到了化学平衡状态?学生活动回答:一定条件下。正逆反应速率相等;平衡混合气中各组分的体积分数不变。【过渡】还有哪些衍生出的因素也可以是建立化学平衡状态的标志?讨论题:例1 在恒温下,密闭容器中的可逆反应:2S03(气)

43、-2S02(气)+02(气)可用来确定该反应已经达到平衡状态的是 A.反应容器内,压强不随时间改变B.单位时间消耗lmolS03同时生成lmolS02C.单位时间消耗lmolS03同时消耗lmolS02D.容器内混合气体的总质量不发生变化例2 在一定温度下的定容容器中,当下列物理量不再发生变化时,不能表明可逆反应A(固)+2B(气)C(气)+D(气)+Q已达到平衡状态的是 A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.反应放出的热量【讨论引导】从化学平衡概念的本质及它的外延去讨论和判断,但需注意题中可逆反应的特征、物质的状态。讨论:回答 例1中可逆反应在反应前后气体的体积不相等,

44、故可以通过容器内压强不再改变来确定反应达到了平衡状态,A正确;B选项只描述了正反应速率,C正确。回答:例1未指明密闭容器的体积固定,对于体积可变容器,达平衡与否,容器内压强均不会改变,A不正确。回答:例2中容器的体积虽然固定,但可逆反应在反应前后气体的体积相等,混合气体的总体积不变,达平衡与否,容器内压强均不会改变,A选项不正确。由质量守恒定律来分析,B选项也不正确。回答:反应物A为固体,达平衡前后气体质量不相等,B选项正确。回答:密闭容器的体积固定,虽然混合气体的总物质的量不变,但反应过程中成分气体的物质的量在改变,浓度在改变,所 以C选项正确;正反应为放热反应,D选项也正确。【评价】例1中

45、的A、B、D三个选项均不正确,只 有C正确。例2中只有A选项不能表明可逆反应达到平衡状态。【小结】化学平衡的判断(标志)1 .从反应速率:丫正7逆来判断。正逆反应的描述:同一物质反应物和生成物速率相等:同一物质不同物质消耗和生成消耗或生成速率的数值相等速率的数值与系数成正比即相等2 .从混合气体中成分气体的体积分数或物质的量浓度不变来判断。3 .从容器内压强、混合气体平均分子量、混合气体的平均密度、反应的热效应不变等来判断,与可逆反应中m+n和p+q是否相等,容器的体积是否可变,物质的状态、反应过程中有无明显的热效应等因素有关,应具体情况具体分析。二、同一平衡状态【提问】从化学平衡的概念出发,

46、化学平衡的建立与哪些条件有关?回答:反应温度、压强、物质的量浓度。【过渡】对于同一可逆反应,如果反应的起始态不同,所达到的平衡状态,是否相同呢?讨论题:例1 可逆反应3 H2+N 2 K 2 N H 3,在一固定容积的容器内,5 0 0 Fe为催化剂,三种不同的初始态:3 m o l H2、l m o l N 2,2 m o i N H3,1.5 m o l H2、0.5 m o lN 2、Im o l N H3,发生反应达到平衡时,混合气体中N H3的体积分数是否相同?例2 在 一 个 固 定 容 积 的 密 闭 容 器 中,保 持 一 定 温 度,在一定条件下进行反应:A (气)+B(气)

47、2 C(气)。已 知 加 入Im o l A和2 m o i B达 到 平 衡 后,生 成a m o l C,此 时 在 平 衡 混 合 气 体 中C的 摩 尔 分 数 为R。若 在 相 同 的 条 件 下,向同 一 容 器 中 加 入2 m o i A和4 m o i B,达 平 衡 后 的C物 质 的 量 为 多 少?此 时C在平衡 混 合 气 体 中 的 摩 尔 分 数 与R的 关 系?【讨论引导】注意例1、例2中 相 关 可 逆 反 应 的 特 征。在讨论例2时,可 将 浓 度 的 改 变 转 化 为 容 器 体 积 的 改 变,从而由平衡移动的角 度 分 析。讨论:回答:例1,温 度

48、 相 同,容 器 的 体 积 相 同(即 压 强 相 同),虽 然 起 始 态 不 同,将 转 换 后 与 中 反 应 物 的 初 始 浓 度 相 同,所 以 对 同 一 个 可 逆 反 应,在相同的条 件 下,所 达 到 的 平 衡 状 态 是 同 一 平 衡 状 态。即三种不同的起始态的平衡混合体系 中N H3的 体 积 分 数 相 同。回答:例2,由 于 可 逆 反 应 的 反应前后气体体积不变,在固定体积的容器中充 入2 m o l A和4 m o i B,就 相 当 于 把 第 一 个 起 始 态 容 器 的 体 积 减 小 到 原 来 的 一 半,但 由 于 压 强 不 影 响 该

49、 反 应 平 衡 状 态,所 以,达 平 衡 时C的 物 质 的 量 为2 a m o l,C在 平 衡 混 合 气 体 中 的 摩 尔 分 数 与R相 等。【评价】例1的 答 案 正 确。对 同 一 可 逆 反 应 的 三 种 不 同 的 起 始 态,在同一温度 和 压 强 下 达 到 平 衡,平 衡 混 合 体 系 中N H3的 体 积 分 数 相 同。例2答 案 正 确。【小结】1 .可 逆 反 应 的 平 衡 状 态 只 与 反 应 的 条 件 有 关,与 反 应 的 过 程 无 关。2 .在 相 同 温 度 和 相 同 体 积 的 容 器 中,同 一 可 逆 反 应:m A+n B

50、p C+q D当m+n W p+q,由不同的起始态均转换为 从 正 反 应 开 始 的 起 始 态,若反应物的浓 度 完 全 相 同,则 达 到 平 衡 时,为 同-平 衡 状 态;当m+n=p+q,由不同的起始态均转换为 从 正 反 应 开 始 的 起 始 态,若反应物的浓 度 比 完 全 相 同,达 到 平 衡 时,则 为 同 一 平 衡 状 态。三、勒沙特列原理的应用【讨论引导】什么是勒沙特列原理,在化学平衡中的具体体现有哪些?回 答(略)。【复习讨论】讨论题:在密闭容器中有可逆反应:n A (气)+m B(气)p C(气)一Q处 于 平 衡 状 态(已 知n+m p,Q 0),则 下

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