普通化学教案

教案2006 ~ 2007 学年第一学期学院、系室: 生命科学学院化学生物系课程名称: 普通化学专业、年级、班级: 06级农学****: ***福建农林大学教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。

任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。

教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。

教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号。

2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。

3、题目：标明章、节或主题。

4、教学内容：是授课的核心。

将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。

5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。

教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。

6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。

7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。

8、日期的填写系指本堂课授课的时间。

福建农林大学教案教师姓名：黄玉梓职称：副教授06年09月日福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福 建 农 林 大 学 教 案编号：06课时安排： 2 学时 教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 其它□题目（教学章、节或主题）： 2.化学热力学基础 2.5吉布斯自由能2.6吉布斯-亥姆霍兹方程的应用 2.7化学反应的等温方程式教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1.了解吉布斯自由能的定义和含义,了解化学反应的等温方程式2.熟悉理解物质的标准摩尔生成吉布斯自由能的定义,熟悉吉布斯-亥姆霍兹方程3.正确书写化学反应的等温方程式,掌握吉布斯-亥姆霍兹方程的应用 教学内容（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）： 2.5吉布斯自由能2.5.1吉布斯自由能和吉布斯-亥姆霍兹方程（*、# ） 2.5.2 物质的标准摩尔生成吉布斯自由能（ * ） 2.6吉布斯-亥姆霍兹方程的应用（* # ） 2.7化学反应的等温方程式 教学方式：课堂讲授 教学手段：举例，习题 教学媒介：板书板书设计：2.5吉布斯自由能2.5.1吉布斯自由能和吉布斯-亥姆霍兹方程 1876年 美国物理化学家J.Willard Gibbs 定义：G=H –TS等温过程：S T H G ∆-∆=∆ 化学反应：m r m r m r S T H G ∆-∆=∆ 标准状态：θθθm r m r m r S T H G ∆-∆=∆ 以上三个式子称为吉布斯-亥姆霍兹方程 从热力学第二定律可得：化学反应处于平衡状态＝应自发化学反应非自发，逆反化学反应自发进行0 0 0m r m r m r G G G ∆>∆<∆ Δr G 表示反应系统对环境所能做得最大功！2.5.2 物质的标准摩尔生成吉布斯自由能在指定温度(298.15K)下,由参考状态的元素生成1摩尔物质B 时的标准吉布斯自由能变,记作)(B G m f θ∆，如：122219.237),()100,298,()100,298,(21100,298,-2⋅-=∆=∆=+)(mol kJ l O H G G kpa K l O H kpa K g O kpa K g H m f m r θθ同理化学反应：∑∆=∆Bm f B m r B G G )(θθγ2.6吉布斯-亥姆霍兹方程的应用例 已知反应CaCO 3(s) --- CaO(s) + CO 2(g)111161,178---⋅⋅=∆⋅=∆K mol J S mol kJ H m r m r θθ，试讨论温度对反应方向的影响.当 rGm = 0 时， 反应可以可逆进行， 由rGm =rHm - T rSm得：rGm = 0 时有： rHm = T rSm ， 此时的温度为：即： 当 T > 1106K 时， 反应可以自发进行。

2.7化学反应的等温方程式32223322}/)(}{/)({}/)({lg303.2)()()(2)(3)(θθθθp H p p N p p NH p RT T G T G g NH g H g N m r m r +∆=∆=+理想气体之间的反应 ∑=BBg B )(0γ化学等温方程式可写为：∏+∆=∆Bmr m r Bp B p RT T G T G γθθ}/)({lg 303.2)()(同理对于溶液的化学反应，∑=BBaq B )(0γ，其化学反应的等温方程式可写为：∏+∆=∆Bm r m r B c B c RT T G T G γθθ}/)({lg 303.2)()(要正确书写化学反应的等温方程式必须注意的事项。

（1）方程式中的θθθθcB c p B p kg mol c kpa p /)(/)(, 0.1 , 10011与--⋅==称为相对压力与浓度，它们的单位都是1。

∏B Bc B c γθ}/)({和∏BBc B c γθ}/)({称为反应商，用Q 表示。

故，Q RT T G T G m r m r lg 303.2)()(+∆=∆θ（2）如有纯固体或液体参与反应，它们的浓度视为1，不写进入方程式中。

（3）如反应既有溶液也有气体，分别用相对浓度和相对压力写入方程式。

（4）以水为溶剂进行的反应，如果水参与反应，其浓度也视为1。

讨论：思考题：教材62页 2.9 2.10 2.11 作业：教材62页 2.13 2.14 2.15参考书目：1.赵士铎. 普通化学（第二版）.北京：中国农业大学出版社,20032.孙淑声. 无机化学（生物类）.北京：北京大学出版社,1993福建农林大学教案解：该反应的平衡常数表达式为： 32223}/)(}{)({}/)({θθθθp H p p N p p NH p K eq eqeq = 53101.678.5298314.8303.21033303.2/lg ⨯==⨯⨯⨯=∆-=θθθK RT G K m r 例 2 血红蛋白运载和输送氧的机理以及一氧化碳可以使人中毒死亡的机理是生物学家与化学家合作而得以阐明的。

血红蛋白可与氧气，也可与一氧化碳生成配合物，下列反应表示氧合血红蛋白可转化为一氧化碳合血红蛋白：210)()()()()(22＝体温θK g CO Hem g O aq O Hem g CO •+=•+试验证明，只要有10％的氧合血红蛋白转化为一氧化碳合血红蛋白，人就会中毒身亡，计算空气中CO 的体积分数达到多少会对人造成生命危险。

解：空气的压力为100kpa ，其中氧气分压约为21kpa ，当有10％氧合血红蛋白转化为一氧化碳氧合蛋白时， 对生命就有危险故解得： %01.0)( 01.0)( 210}/)({921.01}/)(}{/)({}/)(}{/)({91/)(/)(222===⨯⨯=••==••CO x kpaCO p p CO p p CO p c O Hem c p O p c CO Hem c K c O Hem c c CO Hem c θθθθθθθθ3.1.3 反应系统中平衡的判断将 θm r G ∆= -RTln代入化学等温式： = -RTln+ RTlnQ即：这个式子将非标准态下的两种判据联系起来： 当Q < 时， 反应正向进行； 由公式看 < 0Q > 时， 反应逆向进行； 由公式看 > 0Q = 时， 反应达到平衡； 由公式看 = 03.2多重平衡系统θθθθθθθθθθθθθp O p pCO p K G g CO g O s C p O p p CO p p CO p K G g CO g O g CO p O p p CO p K G g CO g O eq eq m r eq eq eq m r eq eq m r /)(/)()3()3()()()()3(}/)(}{/)({/)()2()2()()(21)()2(}/)({/)()1()1()()(21 C(s) (1)22222/122222/122=∆=+=∆=+=∆=+根据平衡常数和反应的标准摩尔自由能变的关系，得：)3(ln )3()2(ln )2()1(ln )1(θθθθθθK RT G K RT G K RT G m r m r m r -=∆-=∆-=∆由于反应（3）可看作反应（1）、（2）的总反应，根据Hess 定律：)3(θm r G ∆＝)1(θm r G ∆＋)2(θm r G ∆)2()1()3( )2(ln )1(ln )3(ln θθθθθθK K K K RT K RT K RT •=--=-故得：思考题： 讨论： 作业：参考书目：1赵士铎. 普通化学（第二版）.北京：中国农业大学出版社,2003 2孙淑声. 无机化学（生物类）.北京：北京大学出版社,1993福建农林大学教案福建农林大学教案教师姓名：黄玉梓职称：副教授06年09月25日福建农林大学教案教师姓名：黄玉梓职称：副教授06年09月25日福建农林大学教案福建农林大学教案教师姓名：黄玉梓职称：副教授06年09月25日福建农林大学教案教师姓名：黄玉梓职称：副教授06年09月25日福建农林大学教案可加以分步沉淀分离。

6.3.2沉淀转化g CaSO m CaSO L mol x x xCaCO K CaSO K cCO c cSO c K x x L mol c SO CaCO CO CaSO L xmol SO c CaCO CaSO L mol CO Na c sp sp eq 6.1310.0136)(10.0 1043.110.0 1096.4101.7)()(/)(/)( 10.0 /2)( 10.0)(L 1 1441495342324124323412434132=⨯=⋅=⨯=-⨯⨯===⋅+=+⋅=⋅=-----------的质量为：故可转化掉的解得，＝－设反应达到平衡是，解：转化成可使多少克的碳酸钠水溶液例θθθθθ6.4沉淀反应在分析化学中的应用 6.4.1利用沉淀反应进行离子鉴定 6.4.2利用沉淀反应进行离子分离 6.4.3利用沉淀反应进行重量分析7.原子结构● 道尔顿的原子说● 汤姆生的原子结构的西瓜模型 ● 卢瑟福的原子结构的行星模型 ● 玻尔的氢原子模型（1）稳定轨道， 角动量量子化（2）定态 轨道能量的量子化 （3）能量的辐射与吸收 不连续光谱，证明电子运动能量的量子化 7.1微观粒子运动的特性7.1.1物理量变化的不连续性――量子化假说 ● 不连续光谱 ● 光子的能量● 玻尔理论的定态假设对微观粒子来说，相对于其质量应该考虑其 质量、电荷、光子能量、动量等的不连续性 7.1.2微观粒子的波粒二象性 ● 光的波粒二象性粒子性：光与实物的作用，如，光电效应 波动性：光的传播，如干涉、衍射 ● 微观粒子的波粒二象性1924年 法国物理学家，德布罗意提出 物质波 mvhp h ==λ 1927年 戴维逊和革末电子衍射试验，证明了物质波的假设 1927年 德国物理学家，海森堡 测不准原理 π2h p x ≥∆⋅∆ 例 1 原子半径为10－12m, 所以核外电子最大测不准量为x = 10m, 求速度测不准量v. 已知电子的质量为m = 9.11x10-31Kg.误差如此之大，容忍不了！！！对于宏观物体如何？例 2 子弹质量为m =0.01Kg, x = m, v 为多少?解: 按上公式求出: 几乎没有误差, 所以对宏观物质, 测不准原理无意义.7.1.3 微观粒子波粒二象性的统计解释 量子力学波函数2ψ 代表波的强度，电子出现的几率密度思考题： 讨论： 作业：参考书目：1赵士铎. 普通化学（第二版）.北京：中国农业大学出版社,2003 2孙淑声. 无机化学（生物类）.北京：北京大学出版社,1993 教师姓名： 黄玉梓 职称：副教授 06年09月25日福 建 农 林 大 学 教 案编号：15课时安排： 2 学时教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 其它□题目（教学章、节或主题）： 7.原子结构7.2单电子原子的波函数及其结构教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：（1）了解薛定谔方程及其意义。