2017-2018学年高中化学鲁科版选修4教学案:第1章 第2节 第1课时 电解的原理 Word版含解析
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鲁教版高二化学同步教案第一章全部教案目录│1.1《化学反应的热效应》(第1课时)│1.1《化学反应的热效应》(第2课时)│1.1《化学反应的热效应》(第3课时)│1.1《化学反应的热效应》(第4课时)│1.1《化学反应的热效应》(第5课时)│1.2《电能转化为化学能——电解》(第1课时)│1.2《电能转化为化学能——电解》(第2课时)│1.2《电能转化为化学能——电解》(第3课时)│1.2《电能转化为化学能——电解》(第4课时)│1.2《电能转化为化学能——电解》(第5课时)│1.3《化学能转化为电能——电池》(第1课时)│1.3《化学能转化为电能——电池》(第2课时)│1.3《化学能转化为电能——电池》(第3课时)│1.3《化学能转化为电能——电池》(第4课时)│1.3《化学能转化为电能——电池》(第5课时)第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应知识与技能: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;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;通过反应焓变定义的学习,了解反应热和反应焓变的关系;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;通过盖斯定律求算反应焓变,了解反应焓变与变化途径无关,仅仅与状态有关;通过键能的变化求算反应焓变,了解物质的结构与其能量变化的关系。
过程与方法: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;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;通过反应焓变概念的学习,了解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义;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;通过盖斯定律求算反应焓变的过程,体会数学、物理在学习化学中的重要性,注意理科之间的相互渗透和影响。
情感态度与价值观:体会实验成功的喜悦,感悟科学探究的乐趣;养成良好的实事求是的科学态度;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;养成良好的实事求是的科学态度。
高中化学鲁教版选修4第一单元第1课《化学反应的热效应》省级名师优质课教案比赛获奖教案示范课教案公开课教案
【省级名师教案】
1教学目标
1.知识与技能
掌握盖斯定律及焓变的简单计算。
2.过程与方法
提高分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
3.情感态度与价值观
体验概念的形成过程,感受理论知识的科学美。
2学情分析
学生通过前两节课的学习已经基本掌握了热化学方程式的书写,本节课进一步学习化学反应中焓变的简单计算。
3重点难点
握盖斯定律及焓变的简单计算。
4教学过程
教学活动
1【活动】反应焓变的计算
【复习,巩固所学知识】
1、已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol,则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为( )
A.+184.6 kJ/mol
B.-92.3 kJ/mol
C.-369.2 kJ/mo
l D.+92.3 kJ/mol。
章节复习及练习讲评知识与能力:1.建立化学反应中能量变化的观点,了解吸热反应和放热反应,并会正确书写热化学方程式;2.学会利用题目中所提供的信息,对电解池、原电池等电解原理实际应用的电极材料和电极反应式判断和书写;3.解决好电子转移的关系来完成电解有关计算。
过程与方法:通过知识点的简单回顾,以及考点的归纳分析,进一步在练习上加深对知识点的认识,在讲评中强化一些概念和多增加一些注意点,以协助和补充对课本内容的理解和掌握。
然后通过抓主干去枝叶来拓展思维,在头脑这高层领域里对知识点的有新的认识。
情感态度与价值观:养成循序渐进的思维历程,在研究和探讨中激发起学习的兴趣。
课型:练习研讨课教学重难点:旨在让学生了解考点以及对练习的把握,如何能够将知识融会贯通,在解决问题的过程中能够积极开动脑筋。
课时安排:2课时教学过程:(第一课时)【考点归纳】本章教科书以“能量转化”为主线,首先学习了通过实验测定方法和理论方法来定量描述化学反应的热效应,然后学习了化学能与电能相互转化的两种具体形式:一是电能转化为化学能—电解;二是化学能转化为电能—电池。
(一起阅读P26--27)【考点一】化学反应的热效应1.建立化学反应中能量变化的观点,了解吸热反应和放热反应2.书写热化学方程式应注意的问题【考点二】电解原理极其应用1.电解池判断2.电极反应3.电解有关计算的方法规律【考点三】原电池工作原理极其应用1.原电池判断2.电极反应3.化学电源【题1】下列各项与反应热的大小无关的是(D)A.反应物的状态B.生成物的状态C.反应物的多少D.表示反应热的单位【解析】反应热指化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热。
反应热与反应物的物质的量成正比。
与物质状态有关,与表示反应热的单位无关。
【题3】已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(A)A.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ•mol-1B.C2H2(g)+5/2O2(g)==2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2b kJ•mol-1C.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ•mol-1D.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=b kJ•mol-1【解析】放热反应中ΔH <0,所以B、D错误。
鲁科版选修4 第一章原子结构第二节原子结构与元素周期表第一课时基态原子的核外电子排布编写人:白慧峰【学习目标】1. 理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则,能用以上规则解释1~36号元素基态原子的核外电子排布;2.能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子排布顺序图,完成1~36号元素基态原子的核外电子排布式。
【学习过程】一.核外电子在能级中的排布【温故·知新】我们已经知道的基态原子的核外电子的排布规律有哪些 (必修2) ?(1)各电子层最多能容纳个电子(2)最外层电子数目不超过个(K层为最外层时不超过个);次外层电子数不超过个(3)核外电子在距核由到,能量有到的电子层上依次排列哪些规律通过上节课的学习可以解释原因了呢?【联想·质疑1】基态氖原子的核外电子按怎样的能级顺序依次进行排列呢?基态氩原子的核外电子应按怎样的能级顺序依次进行排列呢?为什么?【联想·质疑2】基态K原子的原子结构示意图中为什么是2,8,8,1结构,而不是2,8,9结构呢?1.基态原子的核外电子排布原则_______能量最低原则基态原子核外电子在排布时要先占有的能级,然后再依次进入的能级,这样使整个原子处于最低的能量状态。
基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序为1s , , ,3s , , ,3d , , ┉。
适用于大多数基态原子的核外电子排布。
2. 表示原子核外电子排布的图示法之一________电子排布式用 来表示电子排布的式子。
请写出基态氯原子的电子排布式,并用图示法解释箭头所指的每部分的含义。
例:【迁移·应】原子核外电子在排布时, 最外层电?【练习·巩固Ⅰ】1-1 按能量由低到高的顺序排列,正确的一组是( )A .1s 、2p 、3d 、4sB .1s 、2s 、3s 、2pC .2s 、2p 、3s 、3pD .4p 、3d 、4s 、3p1-2(2015安徽高考)N 的基态原子核外电子排布式为 二. 核外电子在原子轨道中的排布 【交流 .研讨1】在同一个原子轨道里的两个电子以何种状态进行排布呢?(以1S 轨道为例)1.基态原子的核外电子排布原则_______泡利不相容原理(1)每个原子轨道上最多容纳______电子,且一个原子轨道上的电子自旋方向必须______。
第一节化学反应的热效应第一课时化学反应和反应热【教学目标】知识与技能目标:通过对化学反应热效应相关知识的学习,使学生能在定量的水平上重新认识与描述化学反应的能量变化.过程与方法目标:通过“联想。
质疑”等活动,训练学生的思维能力;通过“活动探究"等实践活动,对学生进行定量实验的基本训练;通过“交流研讨”等学生互动和师生互动活动,培养学生的动手、动脑能力以及获取、分析处理、归纳信息的能力;通过阅读“拓展视野”“资料在线”“方法导引”“追根寻源"等资料,扩大学生的知识面,增加学生全面的能力。
情感态度价值观目标使学生能从能量角度比较深刻的了解化学科学对人类的贡献,通过进一步了解化学的研究特点,激发学习的兴趣,建立基本的化学科学思维。
【教学过程】一、新课引入教学教师活动学生活动设计意图环节环节引入:走进化学反应原理初步体会:通过视频引入,增强学生学习化学反应原理的兴趣。
初步介绍学科观念.实验探究知识演示实验:1.点燃镁条;2.冰袋的奥秘:氯化铵氢氧化钡用结实的塑料袋代1.观察,思考能量的转化形式。
2.用手感觉塑料袋温度的变化情况。
把反应热这一抽象的概念以具体的二、化学反应的反应热化学反应热现象的说法不正确的是()A.放热反应时不必加热B。
化学反应一定有能量变化C.一般地说,吸热反应加热后才能发生D.化学反应的热效应的数值与参加反应的物质的多少有关【设问】高一我们学过铝热反应,这个反应有什么实际用途呢?【追问】为什么呢?【讲述】由此可知化学反应中总是伴随着能量的变化,其中2NaOH,SO3+H2O=H2SO4⑵常见的吸热反应①多数分解反应,如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl(s)+Ba (OH)2·8H2O (s)=BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO回答:焊接钢轨回答:反应放出大量的热,使生成的铁融化.学生聆听,思考大部分是热量的变化,有的释放热量,有的吸收热量。
鲁科版化学选修4《物质在水溶液中的行为》第1节《水溶液》第一课时教学设计鲁科版化学选修4《物质在水溶液中的行为》第1节《水溶液》第一课时教学设计一、教学目标确立依据(一)课标分析1. 课程标准要求:知道水的离子积常数,了解酸碱电离理论。
能进行溶液pH的简单计算,初步掌握测定溶液pH的方法,知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的主要应用。
2. 课程标准解读:第一句的行为动词为“知道”“了解”,意为“学生能够描述出、说出、辨认出、区分出、比较出”就是对学生知识技能水平的基本要求。
这部分内容以化学反应中可逆反应、化学平衡为基础,根据课标的要求,学生的原有认识能在这里发挥巨大的作用,同时水的电离教学把理论研究和实验探究都放到了十分重要的位置。
从单元整体教学的角度来说,水的电离的原理是学习物质在水溶液中的行为及应用的基础和前提。
对测定溶液pH的方法的要求层级相对提高,对于pH的计算,本节课课程标准的要求是“能够进行简单计算”,那么在这个要求下,结合高考考点要求,将pH计算分为4类进行计算。
另外,通过课下研究性学习等活动,要让学生体验pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用,并能举例说明。
(二)教材分析第1课时主要解决3个问题:水的电离、水的离子积常数、溶液的酸碱性的判断。
只有认识水的电离平衡及其移动,才能从本质上认识溶液的酸碱性和pH。
本节的学习也为盐类的水解及弱电解质的电离等知识的教学奠定基础。
教材从实验事实入手,说明水是一种极弱的电解质,存在着电离平衡,由此引出水的电离平衡常数,进而引出水的离子积,并使学生了解水的离子积是个很重要的常数。
通过进一步的探讨,学生了解在室温时不仅是纯水,就是在酸性或碱性稀溶液中,其[H+]与[OH -]的乘积总是一个常数。
在酸性溶液中,不是没有OH - ,而是其中的[H+]> [OH -];在碱性溶液中,不是没有H+,而是其中[H+]< [OH -];在中性溶液中,并不是没有H+和OH -,而是[H+]= [OH -],最终引领学生理清溶液中H+浓度与OH -浓度的关系,明白溶液酸碱性的本质。
第2节| 电能转化为化学能——电解第1课时电解的原理[课标要求]1.了解电解池的构成。
2.了解电解池的电极名称,会写电极反应方程式。
3.掌握电解池工作时,溶液中阴阳离子的放电顺序。
1.电解池组成“三条件”(1)外接电源以及与电源相连的两个电极;(2)电解质溶液;(3)闭合回路。
2.电解池阴、阳极“四特点”阳极—外接直流电源正极—流出电子—发生氧化反应—阴离子移向;阴极—外接直流电源负极—流入电子—发生还原反应—阳离子移向。
3.离子放电“两顺序”(惰性电极)阳极:S2->I->Br->Cl->OH-;阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Sn2+>Zn2+>H+水>Al3+。
电解原理1.电解熔融NaCl(1)实验现象:通电后,在石墨片周围有气泡产生,在铁片上生成银白色金属。
(2)实验分析:①熔融氯化钠中存在的微粒Na+、Cl-。
②通电后离子的运动方向:阳离子Na+(填离子符号)移向铁电极,阴离子Cl-(填离子符号)移向石墨电极。
③电极上发生的变化:铁电极:2Na++2e-===2Na,石墨电极:2Cl--2e-===Cl2↑。
(3)实验结论:熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化,分解生成了钠和氯气。
2.电解让直流电通过电解质溶液或熔融电解质,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
3.电解池(1)概念:将电能转化为化学能的装置。
(2)构成条件①直流电源以及与电源相连的两电极;②电解质溶液或熔融状态的电解质;③形成闭合回路。
(3)电极及电极反应①阳极:发生氧化反应的电极;阴极:发生还原反应的电极。
②电极反应:在电极上进行的半反应,它可以表示电极上物质的变化情况和电子的转移情况。
4.电解池工作原理(1)电极反应类型阳极→氧化反应;阴极→还原反应。
(2)电子流向:电源负极→阴极;阳极→电源正极。
(3)电流方向:电源正极→阳极;阴极→电源负极。
(4)离子流向:阳离子→阴极;阴离子→阳极。
用石墨作电极电解CuCl2溶液。
(1)通电前溶液中存在哪些离子?这些离子怎样运动?提示:由CuCl2电离出的Cu2+、Cl-、H2O电离出的少量H+、OH-,这些离子作自由移动。
(2)通电后离子怎样移动?提示:Cu2+、H+向阴极移动,Cl-、OH-向阳极移动。
(3)在两极各是什么离子发生反应?产物分别是什么?提示:Cu2+、H+应在阴极发生还原反应,由于氧化性Cu2+>H+,则Cu2+首先被还原生成铜:Cu2++2e-===Cu;Cl-、OH-应在阳极发生氧化反应,由于还原性Cl->OH-,Cl -首先被氧化生成氯气:2Cl--2e-===Cl↑,即阴极产物是铜,阳极产物是氯气。
21.电解池电极的判断2.电解池的工作原理接通外界电源后,电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极,经过阴、阳离子的定向运动形成内电路,再从电解池的阳极流出,并沿导线流回电源的正极,如图所示。
3.电解产物的判断方法(1)阳极产物的判断:首先看电极材料。
①若为活性电极(除Au、Pt石墨以外的金属材料),则电极材料失电子,电极溶解生成相应的金属阳离子。
②若为惰性电极(Au、Pt、石墨),则依据溶液中阴离子的失电子能力加以判断。
离子放电(失电子)顺序:S2->I->Br->Cl->OH->SO2-4(等含氧酸根离子)。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电(得电子)顺序判断,生成相应的金属单质(或氢气)Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
[特别提醒]①当溶液中的Zn2+的浓度远大于水溶液中H+浓度时,得电子能力为Zn2+>H+。
②K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+只在熔融状态下放电,在水溶液中不放电。
1.如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图,下列有关判断正确的是()A.通过该装置可以将化学能转变为电能B.石墨电极为正极C.Na+在铁极上得到电子被还原为钠原子D.铁电极为阳极解析:选C该装置为电解装置,电能转化为化学能,石墨电极作阳极,铁电极为阴极。
2.如图所示是电解CuCl 2溶液的装置,其中c 、d 为石墨电极。
则下列有关判断正确的是( )A .a 为负极、b 为正极B .a 为阳极、b 为阴极C .电解过程中,d 电极质量增加D .电解过程中,氯离子浓度不变解析:选C 电流从电源的正极流出,因此a 为电源正极,b 为负极,则c 为阳极,d 为阴极;电解CuCl 2溶液电极反应为阳极(c 电极)2Cl --2e -===Cl 2↑,阴极(d 电极)Cu 2++2e -===Cu ,故C 项正确。
以惰性电极电解电解质溶液的规律1.电解方程式的书写步骤以用石墨作电极电解CuSO 4溶液为例。
第一步:明确溶液中存在的离子。
阳离子:Cu 2+、H +;阴离子:OH -、SO 2-4。
第二步:判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。
阴极:Cu 2+>H +;阳极:OH->SO 2-4。
第三步:写出电极反应式和总的电解方程式。
阴极:2Cu 2++4e -===2Cu ;阳极:2H 2O -4e -===O 2↑+4H +。
根据得失电子数相等,两极反应式相加得总方程式:2CuSO 4+2H 2O=====通电2Cu +O 2↑+2H 2SO 4。
2.电解规律1.用铂做电极电解下列物质的水溶液,电解方程式正确的是( ) A .CuSO 4溶液:2H 2O=====通电2H 2↑+O 2↑ B .稀硫酸:2H 2O=====通电2H 2↑+O 2↑C .CuCl 2溶液:2CuCl 2+2H 2O=====通电2Cu +O 2↑+4HCl D .NaCl 溶液:2NaCl=====通电2Na +Cl 2↑解析:选B 当电解池的电极是惰性电极时,阳极不溶解。
A 项,正确的电解方程式为2CuSO 4+2H 2O=====通电2Cu +O 2↑+2H 2SO 4;B 项,实质是电解水,电解方程式正确;C 项,正确的电解方程式为CuCl 2=====通电Cu +Cl 2↑;D 项,电解的是NaCl 溶液,而不是熔融NaCl ,正确的电解方程式为2NaCl +2H 2O=====通电H 2↑+Cl 2↑+2NaOH 。
2.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定量的另一种物质(括号内物质),电解液基本不变的是( )A .CuCl 2(CuSO 4)B .NaOH(NaOH)C .NaCl(HCl)D .CuSO 4[Cu(OH)2]解析:选C C 中电解NaCl 溶液时NaOH 仍留在原溶液中,H 2、Cl 2逸出,则损失了H 、Cl 两种元素,且物质的量之比是1∶1,故加入HCl 是正确的;A 中电解CuCl 2溶液时,损失了Cu 和Cl 两种元素,加入CuSO 4不能弥补Cl -,而多了SO 2-4;B 中电解NaOH 溶液时,损失了H 、O 两种元素,若加入NaOH 则增加了Na ;D 中电解CuSO 4溶液时,损失了Cu 、O 两种元素,若加入Cu(OH)2则增加了H 2O 。
3.写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式和总反应方程式: (1)电解NaCl 溶液:阳极:______________________________________________________________; 阴极:_______________________________________________________________。
总反应式:_____________________________________________________________。
(2)电解CuSO 4溶液:阳极:_______________________________________________________________; 阴极:_________________________________________________________________。
总反应式:______________________________________________________________。
答案:(1)2Cl --2e -===Cl 2↑ 2H ++2e -===H 2↑ 2NaCl +2H 2O=====电解H 2↑+Cl 2↑+2NaOH (2)4OH --4e -===O 2↑+2H 2O 2Cu 2++4e -===2Cu 2CuSO 4+2H 2O=====电解2Cu +O 2↑+2H 2SO 4[三级训练·节节过关]1.下列是电解不同物质的电极反应,其中错误的是( ) A .电解饱和食盐水 阴极:Na ++e -===Na B .电解Na 2SO 4溶液阳极:4OH --4e -===2H 2O +O 2↑ C .电解熔融NaCl 阴极:Na ++e -===NaD .电解NaOH 溶液阳极:4OH --4e -===2H 2O +O 2↑解析:选A A 项中电解饱和食盐水时,阴极应是H 2O 电离出的H +得电子放出H 2。
2.用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH 下降的是( )①CuSO 4 ②AgNO 3 ③BaCl 2 ④H 2SO 4 A .①② B .②③ C .③④D .①④解析:选A 阴极质量增加,应是金属阳离子在阴极放电;电解液pH 下降,应是OH-在阳极放电。
3.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO 4和NaCl 的混合溶液,可能发生的反应有( )①2Cu 2++2H 2O=====通电2Cu +4H ++O 2↑ ②Cu 2++2Cl -=====通电Cu +Cl 2↑ ③2Cl -+2H 2O=====通电2OH -+H 2↑+Cl 2↑ ④2H 2O=====通电2H 2↑+O 2↑ A .①②③ B .①②④ C .②③④D .②④解析:选C 阴极阳离子的放电先后顺序为Cu 2+、H +,阳极阴离子放电的先后顺序为Cl -、OH -,通电时首先发生的反应为Cu 2++2Cl -=====通电Cu +Cl 2↑,Cu 2+全部还原后,Cl -还有剩余,此时阴极放电的离子是H 2O 电离产生的H +,因此反应为:2Cl -+2H 2O=====通电2OH -+H 2↑+Cl 2↑,当Cl -全部氧化后,溶液中的溶质为Na 2SO 4、NaOH ,继续通电实质是电解水:2H 2O=====通电2H 2↑+O 2↑,故正确选项为C 。