第四章 化学反应与能源 教案

工程化学基础教案 第四章 化学反应与能源

教学手段：

课堂讲授与板书，结合多媒体教学。 教学目的：

1. 掌握能量守恒和转化关系式 ?U =U2–U1 =Q + W 中的各符号名称、意义和

正负值的确定；

2. 明确 Qp、QV、?fHmθ、?rHmθ、?rHm 等各符号的名称、意义； 3. 掌握 ?rSmθ (298. 15) 计算，明确?rSmθ (T)≈? r Smθ (298. 15) 的应用； 4. 明确 ΔrG 可作为反应自发性的判据，掌握ΔrGmθ (298. 15 )，ΔrGmθ (T)，

ΔrGm 的各符号的意义及计算方法，掌握应用 ΔrGmθ 或 ΔrGm 判断反应进行方向的条件；

θθ?rHm(298. 15)?rSm(298. 15)lnK???RTR5. 明确关系式中各项符号的意义，掌θ握吸热反应和放热反应时平衡常数 K θ 与温度 T 的关系。 6. 明确压力、浓度、温度对平衡移动的影响，掌握应用原理。

7. 理解氧化还原反应和原电池的关系，理解吉布斯函数变 ?G 与原电池电动

势 E (电池)之间的关系，掌握 ?r G θ ，E θ 和 K θ 间的换算，了解原电池的组成及表示。

8. 明确电极电势 E（氧化态/还原态）的产生和半反应的写法；掌握氧化还原

电对的表示方法及电极电势的计算和应用。 教学内容：

热化学与能量转化：热力学能的变化，热力学第一定律，热效应和焓变，等

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容过程中的热量测量，标准摩尔焓变，△U与△H的关系；

化学反应的方向和限度：化学反应的自发性，标准摩尔熵和标准摩尔熵变，标准摩尔吉布斯函数变，任意条件下的吉布斯函数变；

化学平衡和化学反应速率：化学平衡和平衡常数，平衡常数和温度的关系， 影响平衡移动的因素；

氧化还原反应和能源的利用：氧化还原反应的能量变化，原电池和电极电势，能源的开发利用。 教学重点、难点：

标准摩尔焓变以及△U与△H的关系、标准摩尔吉布斯函数变及其计算方法、平衡常数和温度的关系。 教学过程：

这一章的内容大多属于物理化学，学生的基础薄弱，在讲课过程中要尽可能的详细阐述，将每个概念的定义、单位、符号以及计算方法逐一介绍，还要着重强调各参数的独特性质以及计算过程中的注意事项，时学生对所学内容有一个全面、系统的了解，并通过例题的讲解，使学生加深对公式概念的记忆，以提高学生的学习及运用能力。 课后作业：

P136-137: 1、3、6 P145-146: 1、5、7 P160-161: 2、7、8 P175: 1、4、6 [参考书目]

1. 浙江大学陈林根主编《工程化学基础》(第二版)高等教育出版社 1999 2. 王致勇等 《简明无机化学教程》高等教育出版社 1988

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