化学选修4教材分析及教学建议.ppt

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1、北京市东城区教师研修中心周业虹,与必修的衔接,本模块中的相关知识在必修模块的基础上作拓宽和加深，以满足对化学学习有兴趣的学生的求知欲望。,内容简介,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,平衡理论及其应用,模块包括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,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,有效碰撞理论,活化分子与活化能,催化剂作用简介,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

2、学的精髓，需要下工夫学习掌握。了解本书的基本内容和方法，认识概念模型是学习和研究化学反应原理的基础。初步了解“有效碰撞”、“活化分子与活化能”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，为其后的学习打下基础。,教学重点、难点和课时,重点：了解化学反应原理的基本学习方法概念模型法。难点：“有效碰撞”和“活化分子与 活化能”的概念模型。课时建议：2课时。,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,化学反应伴随着能量变化,化学能与其他能可以相互转化,化学能可以充分利用,化学反应中能量变化的原因,化学键,化学能与电能转化的关键,生活中能量转化的应用、电池

3、,初中,高中必修,氧还反应,原电池原理,相关知识的前后衔接,高中选修,化学反应中能量变化的计量,热化学方程式,盖斯定律,化学能与电能的相互转化,原电池原理及应用,电解原理及应用,内容特点,学生对化学反应中的能量变化并不陌生。焓变、燃烧热、盖斯定律等理论较抽象。回避对热化学理论深入的讨论。,本章教学目标-（一）知识与技能目标,1.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-知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物化学键断裂吸收的总能量和生成物形成放出的总能量的相对高低。2了解反应热和焓变的涵义-知道一个化学反应是吸热反应还是放热反应取决于生成物释放的总能量与反应物吸收总能量

4、的相对大小，知道焓变简化后的意义=恒压下反应的反应热H。3能说出常见的能量转化形式。4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反应方程式进行有关反应热的简单计算。5理解燃烧热的概念-认识燃烧热是一种应用较广的反应热，认识燃烧热的限定条件。6了解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。,本章教学目标-（二）过程与方法目标,1通过对学习资料的查找与交流，提升获取信息、理解信息并得出结论的能力以及语言表达能力。2.通过对化学反应实质的回顾，逐步探究引起反应热效应的内在原因，引起在学习过程中主动探索化学原理的兴趣；通过对热化学方程式与化学方程式的讨论、分析、对比，培养分

5、析能力和主动探究能力。3通过热化学方程式的计算和盖斯定律的有关计算，培养计算能力。4通过对定量实验中和反应反应热测定的基本训练，提升动手、动脑能力。,本章教学目标-（三）情感态度与价值观目标,1.通过从微观角度对化学反应中能量的变化进行分析，掌握从微观的角度理解化学反应的方法，养成尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点。2通过对能源的学习，认识能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。3通过对能源问题联系实际的学习讨论，强化课外阅读的意识和自学能力，建立对国家能源政策制订的参与意识、经济效益观念以

6、及综合分析问题的能力。,课时分配建议,第一节 化学反应与能量变化 2课时第二节 燃烧热 能源 1课时第三节 化学反应热的计算 2课时单元复习 1课时 测试与讲评 2课时实验：中和反应反应热的测定 1课时 总计 9课时,各节教学中应关注的问题,章引言：吸热反应与放热反应的实例,第一节 化学反应与能量,1.关于“焓”、“焓变”概念的教学2.关于热化学方程式的教学3.关于教材上的曲线图4.关于中和热的概念5.关于反应热的表达,6.关于中和反应的反应热测定的教学,从实验规范与流程上，突出定量实验的特点和要求，如仪器的选择、方案的设计、数据的记录等。对测定原理的分析与讨论 与初中物理知识的衔接对测定步骤

7、及注意事项的讨论抓住定量实验的主要特点，围绕着误差产生的原因及减小误差的措施展开讨论；关注变量控制方法在定量实验中的应用。,测定中和反应反应热实验中的两个关键问题（1）隔热关 要求小烧杯与大烧杯之间的碎泡沫塑料或碎纸条要填满，小烧杯杯口与大烧杯杯口要相平，大烧杯杯口的泡沫塑料或硬纸盖板要盖得严，盖板上的两孔正好使温度计和环形玻璃棒通过。要求倒入NaOH溶液要迅速，尽可能减少实验过程中热量的散失。（2）准确关 配制的盐酸溶液和氢氧化钠溶液的浓度要准确。NaOH溶液最好是新制，因久置的NaOH溶液可能变质导致测定反应热有误差。量取溶液的体积要准确。反应前的温度和反应后的最高温度的读数要准确。,第二

8、节 燃烧热 能源,主要内容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实践活动自查资料并论述能源与人类生存、化学与能源危机问题,教材编写思路,重难点分析：教学重难点：燃烧热 的概念,教学建议,1有关燃烧热概念的教学突出定义：25，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。（1）生成稳定的氧化物：CCO2；HH2O(l)（2）文字叙述燃烧热时，用“正值”或“H”表示,.关于能源的利用,采用自主学习，讨论交流，分析评价的教学方法,思考与交流,应根据什么标准来选择燃料?,物质的燃烧热,燃料的储量,燃料的开采

9、、运输,燃料储存的条件、价格,燃料对生态环境的影响,例：丙烷,燃烧热值高,石油中储量丰富,开采容易,燃烧时污染小,储存、运输不方便,能源,化石燃料煤、石油、天然气,阳光,风力,流水,潮汐,柴草,能提供能量的资源,蕴藏量有限不能再生污染严重,开源节流,开发新能源,节约现有能源,提高能源利用率,太阳能 氢能风能 地热能海洋能 生物质能,资源丰富可以再生污染少,燃料的充分燃烧,重难点分析,教学重点：盖斯定律，反应热的计算教学难点：盖斯定律的应用,第三节 化学反应热的计算,有关盖斯定律的教学,提出问题创设情景引出定律问题研究归纳总结注意例题的选取,（2007年江苏）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转

10、化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)；H49.0kJmol1CH3OH(g)1/2O2(g)CO2(g)2H2(g)；H192.9kJmol1下列说法正确的是A CH3OH的燃烧热为192.9kJmol1B 反应中的能量变化如右图所示C CH3OH转变成H2的过程一定要 吸收能量D 根据推知反应CH3OH(l)1/2O2(g)CO2(g)2H2(g)的H192.9kJmol1,化学反应与能量,(2008年海南)白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP akJmol1、PO bkJmol1、P=O ck

11、Jmol1、O=O dkJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是A.（6a+5d4c12b）kJmol1 B（4c+12b6a5d）kJmol1 C.（4c+12b4a5d）kJmol1 D.（4a+5d4c12b）kJmol1,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,本章内容特点,内容理论性强，在必修定性基础上向定量发展（速率、平衡常数）呈现上尽量以实验探究方式展开从教学实际出发，控制反应方向判据的深广度(用实例说明焓、熵与反应方向的关系),与必修2中相关内容的衔接,第三节化学反应的速率和限度主要内容：化

12、学反应速率(有快、慢，影响因素)化学反应的限度(可逆反应，平衡状态)化学反应条件的控制(涉及速率、转化率),本章教学目标,1知道化学反应速率的概念及表示方法；认识浓度、压强、温度和催化剂等对化学反应速率的影响。2了解化学平衡的建立，知道化学平衡常数的涵义，并能利用化学平衡常数进行简单的计算，了解影响化学平衡的因素，认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。3初步了解焓变和熵变与反应进行的方向之间的关系。4结合实验培养观察能力、记录实验现象及设计简单实验的能力以及实事求是的科学态度。,课时分配建议,第一节 化学反应速率 1学时第二节 影响反应速率的条件 2学时第三节

13、 化学平衡 5学时第四节 化学反应进行的方向 1学时复习机动 2学时合计 11学时,第一节 化学反应速率第二节 影响化学反应速率的因素,教学重点：1.化学反应速率的表示方法 2.浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率的影响教学难点：用有效碰撞理论解释各种因素对化学反应速率的影响,教学重点和难点,第一节 化学反应速率 关注同一反应中用不同物质表示的化学反应速率第二节 影响化学反应速率的因素 方程式的记忆 控制变量思想的融入,各节教学中应关注的问题,活化能与化学反应速率（教材中的位置）,第一、二节教材分析及教学建议,第二节教学活动建议应用碰撞理论简单解释有关化学反应速率问题 浓度对化学反应速率的影

14、响：,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多,反应速率加快,第一、二节教材分析及教学建议,第二节教学活动建议应用碰撞理论简单解释有关化学反应速率问题 温度对化学反应速率的影响：,升高温度,活化分子的百分比增大,有效碰撞次数增多,反应速率加快,第一、二节教材分析及教学建议,第二节教学活动建议应用碰撞理论简单解释有关化学反应速率问题 催化剂对化学反应速率的影响：,使用催化剂,降低反应所需的能量,活化分子的百分比增大,活化分子的数目增多,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,第一、二节教材分析及教学建议,第二节教学活动建议应用碰撞理论简单解释有关化学反应速率问题 压强对化学反应速率

15、的影响：,其它条件不变，增大压强，反应速率增大.,压强改变引起体积变化，从而引起浓度的改变，因此反应速率改变。,仅适用于反应体系中有气体物质的反应。,教材上实验的说明,浓度对速率的影响：高锰酸钾与酸化的草酸溶液反应温度对速率的影响：硫代硫酸钠和稀硫酸反应碘化钾与氧气在稀硫酸作用下的反应（淀粉）催化剂对速率的影响：能量图,1.建立化学平衡的概念2.影响化学平衡移动的条件3.勒夏特列原理的归纳内容,第三节 化学平衡 教学重难点,重难点突破策略,平衡常数：新教材中新增知识点由具体的实验数据引出,仅是温度的函数,对同一反应，平衡常数表达式和数值，与化学方程式的书写有关,不要求根据化学平衡常数的变化讨论

16、化学平衡移动的方向问题 教学中补充建议：化学平衡图像问题 等效平衡问题,第四节 化学反应进行的方向,教学重难点,焓减和熵增与化学反应方向的关系,“熵”概念的引入,固体的溶解,熵的概念,物质的三态,熵与物质状态,熟悉的物理过程,自发的物理过程与熵增的关系,具体的化学反应实例,熵变与化学反应方向,H0的反应也能自发S0(熵增)自发进行 但有些S0 自发H0 S0 不自发,用焓变、温度和熵变综合判断反应的方向,(2008年全国2)红磷 P(s）和 Cl2(g）发生反应生成 PCl3(g）和 PCl5(g）。反应过程和能量关系如图所示（图中的H表示生成 l mol 产物的数据）。,根据上图回答下列问题

17、：(l)P和CI2反应生成 PC13 的热化学方程式是_。(2)PC15分解成 PC13 和 Cl2的热化学方程式是_；上述分解反应是一个可逆反应。温度 Tl 时，在密闭容器中加入 0.80 mol PC15，反应达平衡时 PC15 还剩 0.60 mol，其分解率 al 等于_；若反应温度由 Tl 升高到T2，平衡时 PC15 的分解率为a2，a2_ al（填“大于”、“小于”或“等于”)。(3）工业上制备 PC15 通常分两步进行，先将 P 和 C12 反应生成中间产物 PC13，然后降温，再和Cl2 反应生成 PCl5。原因是_。(4)P 和 C12 分两步反应生成 1 mol PC15

18、 的H3=_，一步反应生成 1 molPC15 的H4_H3（填“大于”、“小于”或“等于”）。(5)PC15 与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是 _。,第一节 弱电解质的电离 第二节 水的电离和溶液的酸碱性 第三节 盐类的水解 第四节 难溶电解质的溶解平衡,本章地位作用,本章教学目标,1.认识电解质有强弱之分，能应用化学平衡理论描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。2知道水是一种极弱的电解质，在一定温度下，水的离子积是常数。3初步掌握测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算，知道溶液pH的调控在农业生产和研究的重要作用。4认识盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素，了解盐类水解

19、在生产、生活中的应用。5能应用化学平衡理论描述溶解平衡，指导转化的本质。,第一节 弱电解质的电离 1学时第二节 水的电离和溶液的酸碱性 3学时第三节 盐类的水解 2学时第四节 难溶电解质的溶解平衡 2学时复习与机动 2学时合计 10学时,课时建议,引言,视角广阔、高远(自然界、生命体、生产和科研活动中的离子反应)内容特点：化学平衡、电离程度、溶解度间的关系,教学建议,第一节弱电解质的电离教材编写思路,电解质有强弱之分 弱电解质的电离是可逆的 深入探讨(知识迁移)：弱电解质在一定条件下的电离过程处于动态平衡状态 电离常数及其意义(科学视野),教材设计,1.原有知识基础上提问（学与问）：电解质电离

20、程度相同否？2.生活经验基础上提问：醋酸的去水垢能力因何不如盐酸？,问题情境,实验探究：等体积、等浓度醋酸和盐酸与镁的反应及pH,分析知识迁移,电解质有强弱之分弱电解质的电离是可逆的，存在动态平衡,思考与交流,弱酸、弱碱电离过程中体系各粒子浓度的变化分析,理论运用,电离常数大小的意义（实验）多元弱酸的分步电离,科学视野,本节内容结构,教学重难点,弱电解质的电离,重难点突破具体建议,以酸、碱、盐是电解质为切入点，以盐酸和醋酸的酸性为设疑点，创设教学情景，形成强弱电解质的概念。创设情景：注意突出盐酸和醋酸的用途。,2.充分利用实验3-1理解概念、建立弱电解质电离平衡模型。,3.补充实验帮助理解电离

21、平衡是动态平衡，电离平衡是化学平衡的一种形式。将电离平衡纳入化学平衡的知识体系中，形成知识系统。,4.组织好思考与交流，利用归纳比较的方法强化弱酸与弱碱电离平衡的特点，认识电离平衡的特征。利用平衡常数知识迁移完成电离平衡常数的教学(不做要求)。,实验贯穿教学,教学设计例,第二节 水的电离和溶液的酸碱性教材思路,知识要点：水和稀溶液中的Kw,pH与溶液的酸碱性实践活动：练习使用pH计，学习图示处理实验数据，探究酸碱反应中pH变化，体会定量实验 的作用 说明：无滴定实验基础，仪器要求较高,本节内容结构,教学重难点,教学重点 溶液的酸碱性及其定量表示方法 酸碱中和滴定的原理及操作教学难点 溶液的酸碱

22、性的定量表示方法 酸碱中和滴定的操作,重难点突破具体建议,1.本节新课引入可由复习弱电解质入手，在上节水是弱电解质的基础上，直接引出水的电离和电离方程式，然后应用化学平衡原理讨论水的电离。,2.通过水的电离平衡的讨论，结合化学平衡常数引导出离子积。通过教材上的“思考与交流”让学生理解水的离子积在温度一定的条件下是一个常数的事实，为pH的计算和盐类水解做准备。,3.关于溶液的pH，可以围绕以下三个问题进行教学：什么是溶液的pH，溶液酸碱性和pH有什么关系，为什么要引入pH。同时介绍pH在工农业生产、科学研究、日常生活和医疗保健可结合一些事例进行，一方面可以巩固知识，另一方面也可使介绍生动具体。,

23、4.中和滴定曲线图绘制的实验建议 明确实验目的 掌握实验原理 了解实验专用仪器 学会实验操作 能进行数据记录和处理 会根据实验数据绘制中和滴定曲线图 会简单的误差分析,广泛pH试纸,精密pH 试纸,溶液的pH,pH的测定：用pH计测定,实验仪器,酸式滴定管碱式滴定管铁架台滴定管夹锥形瓶,知道酸碱滴定管的区别,左手,右手,视线与凹液面水平相切,滴加速度先快后慢,眼睛注视瓶内颜色变化,半分钟颜色不变,滴定管保持垂直,中和滴定实验中的误差因素分析：,一、仪器润洗不当,二、读数方法有误,三、操作出现问题,俯视图,仰视图,滴定管的俯视和仰视,正确视线,仰视视线,正确读数,仰视读数,读数偏大,正确视线,俯

24、视视线,正确读数,俯视读数,读数偏小,0,先偏大,后偏小,先仰后俯,V=V(后)-V(前)，偏小,实际读数,正确读数,先俯后仰,先偏小,后偏大,V=V(后)-V(前)，偏大,实际读数,正确读数,滴定管的俯视和仰视,滴定过程中溶液的pH变化：,例：用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L盐酸,1.0 2.3 3.3 4.3 7.0 9.7 10.7 11.7 12.5,问题2:滴定终点时多半滴和少半滴溶液性质发生怎样改变?pH发生怎样改变?,问题1:滴定终点消耗碱多少?pH等于多少?,问题3:以NaOH加入量为横坐标,以pH值变化为纵坐标,绘制中和滴定曲线,中和滴

25、定曲线,注意：水的离子积的表述 Kw的准确写法 落实各种因素对水的电离的影响 各种指示剂的变色范围 实验：测定酸碱中和滴定曲线（不是酸碱中和滴定）,第三节 盐类的水解,思路：盐溶液有酸碱性酸碱性与盐类型的相关性 相关性原因深化必修中离子反应的条件 影响水解的因素与中和反应、热效应挂 勾应用特点：问题探究思考、分析 循环深入 利用已有知识探得新知识，深化已有知识,教学重难点,教学重点 盐类水解的本质教学难点 影响水解平衡的因素 水解反应方程式的书写,注意：,关注节的引言利用好教材中的表格（科学探究、思考与交流）关注盐的水解的应用（洗油污、配氯化铁溶液、净水剂、制备无机化合物）,重难点突破具体建议

26、,1.根据“科学探究”，实验设疑，以实验现象为讨论的切入点，采用归纳的方法寻找规律。从感性到理性地认识盐类水解及其规律。,2.准确把握教材中【思考与交流】的设计意图。,3.利用教材中的【探究活动】，通过归纳的方法总结外界条件对水解平衡的影响。,4.引导学生体会水解原理在实际中的应用。,某些盐溶液的酸碱性及盐的类型,教学案例 一、盐溶液的酸碱性,盐溶液酸碱性与盐类型的关系,盐溶液不都显中性，有的显酸性，有的显碱性,盐溶液的酸碱性与盐的类型有关：“谁强显谁性”，“两强显中性”。,结论：,NH4Cl+H2O NH3H2O+HCl,+,NH3H2O,溶液中c(H+)c(OH-）,显酸性。本质是弱碱阳离

27、子与水电离出的OH-作用生成弱电解质。,+,CH3COOH,CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,溶液中c(H+)c(OH-）,显碱性。本质是弱酸阴离子与水电离出的H作用生成弱电解质。,CH3COONa CH3COO-+Na+,灭火器原理,外筒放入的是什么药品？,应用,第四节 难溶电解质的溶解平衡,难溶电解质的溶解平衡,沉淀反应的应用,沉淀的生成,沉淀的溶解,沉淀的转化,利用固体的溶解平衡和电离平衡进行知识迁移,溶度积,溶解度与电离平衡的进一步应用,教学重难点,教学重点 沉淀溶解平衡模型的建立和应用。教学难点 应用沉淀溶解平衡的原理

28、解决实际问题。,概念的理解：溶解平衡、电解质、难溶电解质用好【思考与交流】，用多种方法来理解沉淀溶解平衡。应用平衡原理解决生产、生活和科学研究中的实际问题。关于溶度积常数问题 课例1 课例2 课例3,注意：,（2007年天津）25时，水的电离达到平衡：H2O HOH-；H0，下列叙述正确的是A 向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低B 向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，Kw不变C 向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低（易错）D 将水加热，Kw增大，pH不变,电离,（2008年北京）对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是,（2008年全国2）取浓度相同的N

29、aOH和HCl溶液，以3:2体积比相混合，所得溶液pH12，则原溶液的浓度为 A0.01mol/L B0.017mol/L C0.05mol/L D0.50mol/L,第一节 原电池 第二节 化学电源 第三节 电解池 第四节 金属的电化腐蚀与防护,教材的地位和作用,教材内容的衔接,1.必修2中已学铜-锌-硫酸原电池 选修4中学习原电池，是对已学知识的深化和发展2.选修4第一章学习了化学反应与能量的变化 在第四章将学习（1）原电池（2）化学电源（3）电解池（4）金属的电化学腐蚀 体现能量转化中化学反应的应用,进一步了解原电池的工作原理，能写出其电极反应和电池反应方程式。了解常见的化学电源的种类及

30、其工作原理，知道它们在生产、生活和国防中的实际应用。了解电解池的工作原理，知道电解在氯碱工业、电镀、电冶金等方面的应用。能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，知道防护金属腐蚀的方法，并能从实验探究中获得体会。,知识与技能目标,过程与方法目标,通过原电池、电解池实验的观察、比较、分析、综合、抽象、概括等思维过程，体会化学原理的形成过程。通过原电池、电解原理的探究和应用，掌握逻辑推理的方法，学会归纳化学反应原理的过程和运用相关原理解决问题的演绎过程。联系氧化还原反应的有关知识，运用对立统一的辨证思维理解相关原理。,情感态度与价值观目标,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

31、通过化学电源、电镀、金属腐蚀等与生产、生活实际相联系的内容，增强学生学习兴趣。通过同一电化学装置中两个不同电极的电极反应的相互依存关系，巩固氧化还原反应的知识，强化对立统一的辨证唯物主义观点。通过课堂探究活动，发展学生的探究能力，学会与人合作与交流，共同研究、探讨科学问题。,课时安排,第一节 原电池 1课时第二节 化学电源 1课时第三节 电解池 2课时第四节 金属的电化学腐蚀与防护 1课时复习机动 1课时单元测验 2课时合计 8课时,教学重难点,1.原电池原理 带盐桥的Zn ZnSO4CuSO4 Cu 原电池原理的应用金属的电化学腐蚀 化学电源2.电解原理 电解CuCl2 溶液 电解原理的应用

32、电解饱和食盐水 电解和电镀,关于章引言 电化学、原电池和电解池的差别、电化学工业第一节 原电池 为突破盐桥的作用建议增加探究实验,各节教学中应注意的问题,补充实验1,现象：铜片表面明显有铜析出，锌片逐渐溶解，电流计指示无电流通过。,判断、假设：有原电池中电极反应的特点；电流计指针不动的原因可能与锌片与铜片直接接触有关。,补充实验2,现象1：电流计的指针发生偏移，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。,结论1：发生了原电池反应，且其中锌为原电池的负极，铜为正极。,现象2：随着时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，直至无电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。,分析：锌与CuS

33、O4溶液发生置换反应，溶液中的Cu2+在锌片表面被直接还原，析出的铜在锌片表面构成原电池，逐渐使向外输出的电流强度减弱直至无电流再产生。,设想：阻止溶液中的Cu2+在负极（锌）表面还原，可提高电池效率。,盐桥：通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。电极反应：Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu 总反应式：Cu2+Zn=Cu+Zn2+反应进行一定时间后，溶液会因带电离子的积累（ZnSO4溶液中的Zn2+过多而带正电，CuSO4溶液中的SO42-过多而带负电）而阻碍电子的转移。但有盐桥存在时，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使 ZnSO4溶液和CuSO4溶液继续保

34、持电中性。于是，锌和CuSO4的氧化还原反应继续进行，从而不断产生电流。同时能使两个烧杯中的溶液形成一个通路。,第二节 化学电源,讲清碱性电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池,具体案例如下：,干电池,纽扣电池,锂电池,化学电源,普通干电池,手机电池,笔记本电脑 专用电池,摄像机专用电池,“神七”用太阳能电池,将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池,写出电极反应并画出装置图。,原电池原理应用,碱性电池,上图是碱性电池示意图,随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。,体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由

35、原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。,铅蓄电池,电极:Zn为负极，Ag2O为正极,电解液:KOH溶液,电极反应式:,负极:Zn+2OH-2e-Zn(OH)2,正极:Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,总反应:Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2,拓展创新,银锌电池,新型燃料电池,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,负极：2H2-4e-4H+正极:O2+4H+4e-2H2O,电极:Pt电极,电解质溶液:KOH溶液,负极:2H2-4e-+4OH-

36、4H2O,正极:O2+2H2O+4e-4OH-,总反应：2H2+O22H2O,拓展创新,甲烷-氧燃料电池,该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气:负极：CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O 正极：2O2+4H2O+8e-8OH-电池总反应式为：CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O,一般的可燃物均可与O2组成燃料电池，如H2、烃、肼、CO、甲醇、氨等，均可做燃料电池的氧化剂。,第三节 电解池,教材重心：电能如何转化为化学能教材特点：以实例说明原理和应用；通过活动加深学生对电能转化为化学能的条件和方法的认识,了解电解装置的基本构造（包括电解池及其与直流

37、电源的连接方式），可以学生分组仿照教材的装置示意图（图4-8）进行组装。如实记录实验过程和现象，并加以准确的表述（包括电极名称）。用电解质的电离和氧化还原反应等理论知识对有关变化的过程和现象进行分析并作出结论。,.围绕“电解氯化铜溶液”的实验 学习电解原理 注意要求学生：,关于电解过程中阴、阳两极上离子的放电顺序关于电化学工业,粗盐的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜,补充讲解：精制食盐水,杂质的除去过程：,粗盐水,含少量Ca2+.Mg2+,精制盐水,金属冶炼就是使矿石中的金属离子得到电子，从它们的化合物中还原出来。电解熔融态氯化钠

38、：阴极：阳极：总反应：,电冶金-冶炼金属钠,阳极：6O2-12 e-=3O2 阴极：4Al3+12e-=4Al,电冶金-冶炼铝,原理:,助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充,思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?,冶炼铝设备图,烟罩,2000年希腊化学家斯佳在科学杂志上公布了他的新发明在常压下把氢气与氮气通入一加热到570的电解池（如图），氢氮在电极上合成氨，而且转化率高于哈伯法的五倍，达到80%.,该电解池采用了能传导某种离子（H+、Li+、F-、O2-）的固体复合氧化物为电解质（简称SCY），吸附在SCY内外侧表面的

39、金属钯多孔多晶薄膜为电极。写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式。,固体复合氧化物,电解原理课例,复习与思考,1.以氯化铜溶液为例分析电解质溶液的组成宏观组成：氯化铜（溶质）和水（溶剂）微观组成：Cu2+、Cl-、H+、OH-,Company Logo,2.电解质溶液的导电原因,Company Logo,演示实验：以石墨为电极，氯化铜溶液的导电实验,实验现象：阳极有气泡产生，能使湿润的 淀粉碘化钾试纸变蓝(Cl2)；阴极有红色固体析出(Cu)。实验结论：氯化铜溶液在通电的条件下，发生了氧化还原反应,依据实验事实，利用氧化还原反应的原理分析:氯化铜溶液通电过程中分别发生的氧化反应和还原反

40、应,思考与讨论,Company Logo,动画模拟 氯化铜溶液的导电过程,Company Logo,演示实验：以石墨为电极，电解氯化钠溶液（溶液中滴入几滴酚酞试剂）,现象：阳极生成一种能使湿润碘化钾淀粉试纸变蓝的气体；（Cl2)阴极生成一种可燃的无色气体；(H2)在阴极附近的溶液中滴加酚酞溶液变红。,猜想假设：从离子放电的角度推测阴阳两级可能得到的产物,Company Logo,依据实验事实分析:电解氯化钠溶液，阴极和阳极分别发生的电极反应？解释阴极附近的溶液为什么会变红？阴极：2H+2e-=H2 阳极：2Cl-2e-=Cl2 总反应：2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH,思考与讨论

41、,电解,Company Logo,思考与讨论,为什么电解氯化铜溶液时（石墨电极），阳离子有H+和Cu2+,Cu2+得电子被还原？为什么电解氯化钠溶液时（石墨电极），阳离子有H+和Na+,H+得电子被还原？在阴极（石墨做电极），阳离子得电子有什么规律吗？为什么？,Company Logo,思考与讨论,在阳极（石墨做电极），阴离子Cl-和OH-放电顺序怎么排列？为什么？OH-和SO42-谁先放电？,小结,分析电解过程中的电极反应和总反应方法第一步：分析溶液的离子组成第二步：确定放电离子（依据阴、阳离子的放电顺序）第三步：书写电极反应 电源正极阳极阴离子失电子氧化反应 电源负极阴极阳离子得电子还原反

42、应第四步：书写总反应方程式（依据放电离子特点及 电极反应产物）,第四节 金属的化学腐蚀与防护,金属的腐蚀与防护,铁生锈是铁与水、氧气作用,初中,覆盖防腐,化学反应原理,全面认识析氢腐蚀与吸氧腐蚀,全面认识防腐方法,147,向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图1-28装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。,实验现象：,装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。,思考：导管中的水柱变化说明什么问题？,思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？,请大家根据原电池原理，

43、写出电极反应式及电池反应方程式。,a装置中：,负极：Fe-2e-=Fe2+,正极：O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O,a装置中：进一步反应：,正极：2H+2e-=H2,负极：Fe-2e-=Fe2+,b装置中:,电池反应：Fe+2H+=Fe2+H2,分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；,析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。,下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是A.纯银器表面在空气

44、中因化学腐蚀渐渐变暗B.当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀,（2007年天津）天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2C6 CoO2LiC6，下列说法正确的是A 充电时，电池的负极反应为LiC6eLiC6B 放电时，电池的正极反应为CoO2LieLiCoO2C 羧酸、醇等含活泼氢的

45、有机物可用作锂离子电池的电解质D 锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低,（2008年北京）据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是A.正极反应式为：O3+2H2O+4e=4OHB.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2OD.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移,新型的乙醇电池结构如图所示，它用磺酸类质子溶剂，在200左右时供电，其效率比甲醇电池高出32倍，且更安全。已知

46、电池总反应式为C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O。下列说法不正确的是Aa极为电池的负极，该电极发生氧化反应B电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极C电池正极的电极反应式为 O2+2H2O+4e=4OH-D电池工作时，1mol乙醇被氧化转移12 mol电子,东城区模拟,（2007年广东）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是A 可用铁作阳极材料B 电解过程中阳极附近溶液的pH升高C 阳极反应方程式为：2Cl2eCl2D 1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子。,（2007年上海）某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是A 铅笔端作阳极，发生还原反应 B 铂片端作阴极，发生氧化反应C 铅笔端有少量的氯气产生 D a点是负极，b点是正极,谢谢各位老师！,