【课堂新坐标】（教师用书独具）2014年高中化学选修四（教学助教+教学设计+自主学习+合作探究+变式训练+交流学习）1-1-1 焓变、反应热（word教案）

第一节化学反应与能量的变化
第1课时　焓变　反应热
(教师用书独具)
●课标要求
1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2．能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义。
●课标解读
1.由能量转化的原因分析吸热和放热反应。
2．了解反应热和焓变的涵义。
3．由化学键理论分析能量转化的原因。
●教学地位
本课时介绍的是热化学的一些初步知识，以启发学生从能量角度考虑化学反应问题，有利于学生较全面地认识化学反应的本质。再联系化学反应的本质，即反应物分子的旧化学键的断裂所需要的能量和生成物分子新化学键的形成所放出的能量，定量讨论反应的能量变化，说明了宏观的反应热和微观的化学键断裂和形成所吸收和放出的总能量之间的关系。是学习本章的基础。
(教师用书独具)
●新课导入建议
摇冰饮料　　　　摇热饮料
“迪尔摇”系列摇冷摇热饮料是由北京世纪通投资集团下属的全资子公司北京迪乐创新科技有限公司开发生产的独家专利产品。产品只需轻轻一摇就会在瞬间变冰或变热，操作简单快捷。这种摇冷、摇热饮料是在饮料罐的夹层中分别装有某种物质，摇动混合后产生热效应引起的。
同学们，你估计摇冰、摇热饮料罐的夹层中各装了哪些物质？
【提示】　摇冰饮料：硝酸铵和水
摇热饮料：生石灰和水。
●教学流程设计
课前预习安排：看教材P2～3填写【课前自主导学】中的内容，并完成【思考交流】。 步骤1：导入新课、本课时的教材地位分析。 步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。 步骤3：师生互动完成“探究1，反应热与自身能量、化学键的关系及计算”可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行。

步骤6：师生互动完成【探究2】吸热反应与放热反应的比较，可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行，建议教师除【例2】外，再变换一下命题角度，可采用【教师备课资源】中的例题，拓展学生的思路。 步骤5：在老师指导下学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、4两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。 步骤4：教师通过【例1】和教材P2页的讲解研析，对【探究1】的内容进行概括总结。
　　　　　
步骤7：教师通过例2和P3页讲解研析，对“吸热和放热反应”进行总结。 步骤8：在老师指导下由学生自主完成【当堂双基达标】中的2、3、5三题，验证学生对探究点的理解掌握情况。 步骤9：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】明确已学的内容、安排学生课下完成【课后知能检测】。
课　标　解　读 重　点　难　点
1.了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。2.了解反应热与焓变的含义。3.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。 1.从化学键与物质自身能量高低的角度分析化学反应中的能量变化。(重难点)2.焓变，反应热，ΔH的“＋”、“－”。(重点)3.常见的放热、吸热反应。(重点)
(对应学生用书第1页)
焓变　反应热
1.概念
(1)焓变(ΔH)
①定义：焓(H)是与内能有关的物理量。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变(ΔH)决定。
②常用单位：kJ/mol(或kJ·mol－1)。
(2)反应热：恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此常用ΔH表示反应热。
2．化学反应过程中有能量变化的原因
如图所示：
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化示意图
(1)实质：
①断裂1 mol H2分子中的化学键需要吸收436 kJ的能量。断裂1 mol Cl2分子中的化学键需要吸收243 kJ的能量。
②形成1 mol HCl分子中的化学键需要放出431 kJ的热量。
(2)结论：该反应放出的能量为2×431 kJ，吸收的能量为(436＋243)kJ，故为最终放出能量的反应，两者的热量差为183 kJ。
3．吸热反应和放热反应
放热
反应形成生成物释放的总能量大于破坏反应物吸收的总能量。　　　　　反应放出能量而使体系的能量降低。ΔH为“－”或ΔH<0。
吸热
反应形成生成物释放的总能量小于破坏反应物吸收的总能量。　　　　　反应吸收能量而使体系的能量升高。ΔH为“＋”或ΔH>0。
1．任何化学反应一定伴随能量的变化吗？
2．浓H2SO4溶于水放出大量的热，是放热反应吗？
【提示】　1.一定。
2．不是。因为这是个物理变化。
(对应学生用书第2页)
反应热与自身能量、化学键的关系
及简单计算
【问题导思】　
①若反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应还是吸热反应？
【提示】　放热。
②反应热与化学键键能有何关系？
【提示】　反应热＝断裂化学键吸收的能量－形成化学键放出的能量。
③如何计算某反应的反应热(ΔH)
【提示】　ΔH＝生成物本身具有的总能量－反应物本身具有的总能量＝断裂化学键吸收的能量－形成化学键放出的能量。
1．反应热与自身能量的关系
2．化学键与化学反应中能量变化的关系
化学反应过程是原子重新组合的过程，反应物分子内化学键的断裂需要吸收能量，生成新物质时形成新的化学键要放出能量。二者的能量差，就决定了能量的变化。
(1)当E1>E2时，反应吸收能量；
(2)当E13．ΔH的计算方法
(1)ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。
(2)ΔH＝断键吸收的总能量－成键释放的总能量。
　
1．破坏反应物中的化学键吸收的能量越小，说明反应物越不稳定，本身的能量越高。
2．形成生成物的化学键放出的能量越多，说明生成物越稳定，本身的能量越低。
　下列说法正确的是(　　)
A．焓变单位中kJ·mol－1，是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．当反应放热时ΔH＞0，反应吸热时ΔH＜0
C．一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“－”
D．一个化学反应中，生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，ΔH为“＋”
【解析】　焓变单位中的kJ·mol－1，是指每摩尔具体的反应，不一定指参加反应的物质，A错；在反应中物质所具有的总能量减少，反应就放热，反之就吸热，C对；化学反应的实质是旧化学键的断裂，新化学键的形成，断键时吸收能量，成键时释放能量，所以D错。
【答案】　C
本题易错选A，ΔH中的单位kJ/mol可理解为每摩尔的反应，是表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中物质的计量数相同，而不一定是每摩尔的物质。
1．已知拆开1 mol H2、1 mol O2中的化学键需要消耗的能量分别为436 kJ、496 kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为463 kJ。试说明2 mol H2(g)在适量O2中燃烧生成水蒸气的能量变化。
【解析】　先分别求出反应过程放出能量和吸收能量的大小，然后求出反应过程中的能量变化。根据化学方程式2H2＋O2===2H2O，该反应断键吸收的能量为2×436 kJ＋1×496 kJ＝1 368 kJ，该反应成键放出的能量为4×463 kJ＝1 852 kJ，因此共放出能量484 kJ。
【答案】　2 mol H2(g)在适量O2中燃烧生成水蒸气时，放出484 kJ的能量。
吸热反应与放热反应比较
【问题导思】　
①需加热的反应一定是吸热反应吗？常温下进行的反应一定是放热反应吗？
【提示】　不一定。
②常见的吸热和放热反应有哪些？
【提示】　常见的吸热反应：大多数分解反应，Ba(OH)·8H2O与NH4Cl反应等。
常见的放热反应：中和反应、金属与酸、燃烧、化合反应(大多数)等。
类型比较　　 放热反应 吸热反应
图示
实例 ①大多数化合反应②中和反应③金属与酸的反应④燃烧反应⑤铝热反应 ①大多数分解反应②Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵的反应③以C、CO为还原剂的氧化还原反应
　
吸热反应与放热反应与条件无必然的联系。需加热的反应不一定是吸热反应。有的反应开始时需加热，但反应发生后会放出一定的热量，能够维持该反应继续进行，如C＋O2点燃,CO2。
　由图分析，下列说法正确的是(　　)
A．A→B＋C和B＋C→A两个反
应吸收或放出的能量不等
B．A→B＋C　ΔH<0
C．A具有的焓高于B和C具有的焓的总和
D．A→B＋C　ΔH>0，则B＋C→A　ΔH<0
【解析】　本题考查焓变与放热、吸热反应的关系。由图可看出，B和C的焓之和高于A的焓，则反应B＋C→A一定是放热反应，ΔH<0；反之，A→B＋C的反应一定是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的能量一定相等。
【答案】　D
1．ΔH与吸热反应和放热反应的关系可用图示表示为：
2．化学反应的过程也可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等被释放出来的过程，或者是热能等转化为物质内部的能量被“贮存”起来的过程。
3．化学反应过程中一定有能量变化，但不一定都以热能的形式放出，可能还有电能、光能等其他形式。
2．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
(　　)
A．碳酸钙受热分解　　　　B．乙醇的燃烧
C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙与水反应
【解析】　生成物总能量高于反应物总能量，也就是说该反应是吸热反应。常见的吸热反应有水煤气的制取、大多数的分解反应、C与CO2的反应等。
【答案】　A
【教师备课资源】
　下图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将铝片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，请根据要求完成下列问题：
(1)有关反应的离子方程式是_______________________
____________________________________________，
试管中看到的现象______________________________。
(2)S形导管中液面A________(填“上升”或“下降”)，原因是________________________________________；
说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
【解析】　Al与盐酸反应是放热反应，使锥形瓶中气压增大，导致S形导管左端液面下降，右端液面上升。
【答案】　(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑　Al片溶解，有气泡产生
(2)下降　反应放出的热量使锥形瓶内气压增大　放热
　
(对应学生用书第3页)
1．(2012·南昌三中高二月考)已知：①能量越低的物质就越稳定，②白磷转化成红磷是放热反应。据此，下列判断或说法中正确的是(　　)
A．在相同的条件下，红磷比白磷能量高
B．在相同的条件下，白磷比红磷稳定
C．红磷和白磷的结构不同
D．红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃
【解析】　白磷转化成红磷是放热反应，故白磷的能量比红磷的高。能量越高物质越不稳定，则A、B、D都不正确。
【答案】　C
2．下列说法中不正确的是(　　)
A．分解反应大多数是吸热反应
B．氢氧化钾与硝酸的反应是放热反应
C．燃料有足够的空气就能充分燃烧
D．放热反应的过程，都可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能、光能、电能等被释放出来的过程
【解析】　分解反应大多需提供热量破坏化学键，因而多数是吸热反应，A项正确；酸碱中和反应是典型的放热反应，B项正确；物质要燃烧，首先要达到着火点，即达到所需要的温度，其次要有足够的空气或其他反应物，C项错误；因化学反应的过程是“贮存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等释放出来的过程，或者是热能、电能或光能转化为物质内部的能量(化学能)被储存起来的过程，D项正确。
【答案】　C
3．下列说法正确的是(　　)
A．反应热是1 mol物质参加反应时的能量变化
B．当反应放热时ΔH＞0，反应吸热时ΔH＜0
C．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D．在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓的差值来决定
【解析】　化学反应过程中释放或吸收的热量称为反应热，A项错误；当反应放热时ΔH<0，反应吸热时ΔH>0，B项错误；只有在等压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，因此C项错误；一个化学反应是吸热反应还是放热反应，取决于生成物和反应物的焓的差值，也可以根据断键时吸收的能量与成键时放出的能量大小判断，D项正确。
【答案】　D
4．已知H—H键键能(化学键断裂时吸收或形成时释放的能量)为436 kJ/mol，N—H键键能为391 kJ/mol，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol，可知NN键的键能是(　　)
A．431 kJ/mol　　 B．946 kJ/mol
C．649 kJ/mol D．896 kJ/mol
【解析】　本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变化，ΔH＝－(生成物键能总和－反应物键能总和)＝－[6EN—H－(3×EH—H＋EN≡N)]，得EN≡N＝6×EN—H－3×EH—H＋ΔH＝6×391 kJ/mol－3×436 kJ/mol－92.4 kJ/mol≈946 kJ/mol。故选B。
【答案】　B
5．2011年9月29日我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：
SiO2＋C＋N2 Si3N4＋CO
该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。
(1)上述反应中的还原剂是__________，其还原产物是________。
(2)该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应热ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。
【解析】　(1)SiO2＋C＋N2Si3N4＋CO，反应中碳元素的化合价由0升高到＋2，氮元素的化合价由0降低到－3。故反应中的还原剂是C，还原产物为Si3N4。
(2)该反应过程中，反应物的总能量大于反应产物的总能量，为放热反应，ΔH<0。
【答案】　(1)C　Si3N4　(2)放热　<