第一章 化学反应的热效反应 第一节 反应热 第2课时 热化学方程式 燃烧热 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 第一章 化学反应的热效反应 第一节 反应热 第2课时 热化学方程式 燃烧热 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 297.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-06-16 09:40:06 | ||
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文档简介
优秀教案系列
第一节 反应热
第2课时 热化学方程式 燃烧热
教学目标
1.通过对比普通化学方程式,了解热化学方程式的含义,并能正确书写热化学方程式。
2.通过认识燃烧热的定义及其热化学方程式的书写,了解燃料在工业生产和人们生活中的重要意义。
评价目标
1.通过热化学方程式与化学方程式的对比和书写,诊断学生对热化学方程式含义的理解。
2.通过不同燃料燃烧热的热化学方程式的书写,诊断学生对燃烧热的概念的理解。
重点、难点
热化学方程式的书写、燃烧热的定义。
教法、学法
情境化教学、问题引导、合作探究。
课时安排
建议1课时。
教学准备
多媒体课件、学案。
教学设计主题 教学过程 设计意图 评价维度
教师活动 学生活动
课题 引入 【引入】任何化学反应都有反应热,这与我们有着千丝万缕的关系,小到我们的日常生活,大到航空科技领域,那么我们如何表示化学反应的反应热呢 化学反应同时存在着物质变化和能量变化,化学反应中的物质变化可用化学方程式表示,那么用什么方法可以既表示物质变化,也表示其能量变化呢 如何建立物质变化和能量变化的定量关系呢 【聆听、思考】 从现实生活中寻找素材,为本节课内容的展开提供铺垫。 学习准备
自主 学习 1.如何用化学语言来表示化学反应吸收或释放的热量 2.对比化学方程式:H2+Cl22HCl,与热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,观察热化学方程式与化学方程式的区别有哪些 【思考、回答】 1.热化学方程式是表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 2.热化学方程式标明了物质的聚集状态和焓变。 直接引出热化学方程式的意义,从能量角度了解热化学方程式,以引起同学们的关注;通过热化学方程式和化学方程式的直接比较,很容易地找到不同点,为后面正确书写热化学方程式做准备。 交流互动 积极思考
知识 回顾 根据能量变化图像判断在25 ℃和101 kPa下,1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态H2O时的反应热ΔH1= ,若生成1 mol液态水时反应热为ΔH2,则ΔH2 (填“>”“=”或“<”)ΔH1。 【讨论、交流】 由图像可知该反应为放热反应,ΔH<0,ΔH1=生成物的总能量-反应物的总能量=-241.8 kJ·mol-1。 因为液态水变成气态水需要吸收能量,则1 mol液态水的能量低于气态水,H2与O2生成液态水时放热更多,故ΔH2<ΔH1。 通过分析能量变化图像,复习回顾反应热的计算和比较方法,同时为热化学方程式的正确书写做铺垫。 分析准确 思路清晰
【投影】在不同的温度、压强下,氢气与碘蒸气发生化学反应生成HI的热化学方程式: H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1 H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·mol-1 【过渡】热化学方程式表明了化学反应中的物质变化和能量变化。正如大家所看到的热化学方程式指明了反应物和生成物的聚集状态、反应时的温度和压强,若在25 ℃、101 kPa时进行的反应,可不注明;在化学方程式中右边注明ΔH的数值、符号及单位。 【投影】在25 ℃和101 kPa下,1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态水和液态水的热化学方程式分别如下: H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 【聆听、记录】 通过同一个反应的反应物、生成物不同状态时对应的反应热的不同,化学计量数不同对应的反应热的不同,逐步深入理解热化学方程式的含义。 积极思考
【问题】1.热化学方程式为什么要注明物质的聚集状态 2.与化学方程式不同,热化学方程式中的化学计量数可以是分数,它们的化学计量数分别代表什么含义 3.通过对比①②两个热化学方程式,你发现什么规律 H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1 ① H2(g)+Cl2(g)HCl(g) ΔH=-92.3 kJ·mol-1 ② 4.思考:H2O(l)H2(g)+O2(g) ΔH= 5.阅读课本P10资料卡片,思考热化学方程式中ΔH的单位中“mol-1”的意义是什么 并结合以上问题整理书写热化学方程式的注意事项。 【讲解】需要注意的是化学式相同的同素异形体除需注明聚集状态外,还需注明其名称。可逆反应中的ΔH指的是正反应方向完全进行到底时的焓变。互为可逆的反应,当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热的数值大小相等,符号相反。 【分析、讨论、交流】 1.同一物质的聚集状态不同,内能、焓不同:固体(s)<液体(l)<气体(g),导致反应热不同。 2.化学方程式中化学计量数既可以表示各物质的物质的量,也可以表示原子或分子数目,所以只能为整数,不能为分数;而热化学方程式中化学计量数只表示参加反应的各物质的物质的量,既可以为整数,也可以为分数。 3.参加反应的物质的化学计量系数变为原来的2倍,则反应热ΔH也变为原来的2倍,ΔH与化学计量数成正比关系。 4.由ΔH的计算公式可知H2O(l)H2(g)+O2(g)的ΔH与H2(g)+O2(g)H2O(l)的ΔH互为相反数,故H2O(l)H2(g)+O2(g)的ΔH=+285.8 kJ·mol-1。 5.ΔH的单位中“mol-1”代表“每摩尔反应”。 【交流、整理】 总结正确书写热化学方程式的注意事项,提高分析概括规律的能力,培养严谨的科学态度。 主动交流 表述全面 总结到位
续表
教学设计主题 教学过程 设计意图 评价维度
教师活动 学生活动
【过渡】由于反应的情况不同,反应热可分为多种。其中,与燃料品质相关的燃烧热在实际中应用较广。我们也可以通过量热计进行实验测定燃料的燃烧热,了解化学反应完成时产生热量的多少,以便更好地控制反应条件,充分利用能源。 【问题】请大家阅读课本P10,思考以下问题: 1.什么是燃烧热 2.在燃烧热定义中指定产物是指什么 3.H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1表示什么含义 试书写表示H2的燃烧热的热化学方程式。 4.在书写或判断燃烧热的热化学方程式时要注意什么 【思考1】煤、石油、天然气是当今世界重要的化石燃料,煤的主要成分是碳单质(C),石油加工产品汽油的成分之一是辛烷(C8H18),天然气的主要成分是甲烷(CH4),某些物质在25℃、101 kPa 时的燃烧热见下表: 名称化学式ΔH/(kJ·mol-1)石墨C(s)-393.5金刚石C(s)-395.0氢气H2(g)-285.8一氧化碳CO(g)-283.0甲烷CH4(g)-890.3甲醇CH3OH(l)-726.5乙烷C2H6(g)-1 559.8乙烯C2H4(g)-1 411.0乙炔C2H2(g)-1 299.6乙醇C2H5OH(l)-1 366.8丙烷C3H8(g)-2 219.9辛烷C8H18(l)-5 518
【阅读、讨论、交流】 1.在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 2.完全燃烧生成指定的产物:C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)等。 3.在25 ℃和101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量为285.8 kJ。 H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 4.燃烧热的条件:通常25 ℃、101 kPa(省略不写);可燃物的化学计量数为1;完全燃烧生成指定的产物;ΔH为负数,单位是kJ·mol-1。 【讨论、交流、展示】 C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 (1)根据物质的燃烧热、燃料的储量、开采、储存的条件、价格、对生态环境的影响等综合考虑。 (2)表中较理想的燃料是氢气、甲烷、甲醇。 学习燃烧热的概念,深刻理解燃烧热的意义,掌握表示燃烧热的热化学方程式的书写。 利用燃烧热进行计算,对比单位质量的燃料完全燃烧释放热量的多少,从多角度分析燃料的优劣,提高学生分析、处理、运用信息的能力。引导学生树立合理使用能源、开源节流的思想,提高学生的环保、节约和创新意识。 了解能源与人类生产生活的密切关系,体会化学来源于生活,又服务于生活,激发使命感和求知欲,培养学生的社会责任意识。 全面准确 交流互动 积极思考 认真积极互动
续表
教学设计主题 教学过程 设计意图 评价维度
教师活动 学生活动
根据表格数据试书写C、C8H18、CH4燃烧的热化学方程式,并探讨: (1)应根据什么标准来选择燃料 (2)表格中哪些燃料较好 【投影】 【过渡】为了应对化石燃料逐渐枯竭的问题,必然要求我们开源节流,将目光转向那些储量更丰富、更清洁、可以再生的新能源。能源大多数与我们日常生活息息相关,而在我们体内的脂肪是一种重要能源,发挥着重要的生理功能。 【思考2】阅读课本P11【科学 技术 社会】,思考脂肪在人体内发挥了怎样的作用 【观看、聆听】 【阅读、思考】脂肪是人体储存能量的重要物质,提供人体必需脂肪酸,促进脂溶性维生素的吸收,维持体温恒定,保护内脏等。
评价 反馈 请大家完成评价反馈: 1.已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH1=-184.6 kJ·mol-1,则HCl(g)H2(g)+Cl2(g)的反应热ΔH2是( ) A.+92.3 kJ·mol-1 B.-92.3 kJ·mol-1 C.+184.6 kJ·mol-1 D.-369.2 kJ·mol-1 2.已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体生成液态水和1 mol二氧化碳气体时,放出热量b kJ,则下列关于乙炔气体燃烧热的热化学方程式正确的是( ) A.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ·mol-1 B.C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2b kJ·mol-1 C.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(1) ΔH=-2b kJ·mol-1 D.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+b kJ·mol-1 完成练习并总结。 1.检测热化学方程式的意义及其书写规律。 2.检测对燃烧热定义的理解,以及其热化学方程式的书写。 自我检测对热化学方程式意义的理解和规律的把握,强化对燃烧热定义的理解以及其热化学方程式的书写。 自我评价
续表
教学设计主题 教学过程 设计意图 评价维度
教师活动 学生活动
课堂 小结 燃烧放热——燃烧热 【反思回顾】热化学方程式的书写和意义以及燃烧热的概念。 建立由定性判断到定量分析的思维,理解燃烧热的概念,并能用正确的化学语言表示。
布置 作业 1.完成学案中的“核心素养专练”。 2.查阅资料了解目前世界面临的能源危机问题和解决措施。
热化学方程式是反应热计算的基础,要求学生较好地掌握,为了提高学生学习的积极性,本节课以反应热和焓变概念的学习为起点,采用了启发式的教学方法和分组互助的学习方式,让学生通过小组合作,分析对比、探讨归纳热化学方程式的意义和书写原则。因为本章内容都为理论性内容,都比较抽象不好理解,课堂教学中在教学方法上要充分调动学生利用已有的知识来学习新的内容,采用讲授与讨论相结合的方法进行,在该过程中注意对学生的启发和引导,在教学手段上,充分利用好教科书中的示例图片,另外利用多媒体进行形象化教学,以利于学生掌握热化学方程式的意义和书写,理解燃烧热的含义及表示其燃烧热的热化学方程式的书写与简单计算。让学生搞清各种知识之间的联系,由定性判断到定量计算和表达,构建知识和思维模型,并通过知识与生活实际相结合,有助于提高学生的学习积极性,培养科学态度与社会责任的核心素养。
第一节 反应热
第2课时 热化学方程式 燃烧热
反应热、中和热、燃烧热的联系与区别
比较项目 反应热 中和热 燃烧热
含义 化学反应过程中放出或吸收的热量 在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量 在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
反应特点 任何反应 中和反应 燃烧反应
物质状态 物质的状态要确定 稀溶液 生成物在常温下为稳定态
方程式配平标准 任意物质的量 以生成1 mol H2O(l)为标准 以燃烧1 mol可燃物为标准
ΔH的符号 放热取负值,吸热取正值 负值 负值
能量数值的描述 必须指出是放热还是吸热或使用正负值或用ΔH表示 直接描述热量的变化时不必再指明是放出的热量,可用ΔH表示
说明 ①ΔH=∑E(生成物)-∑E(反应物) =∑E(反应物的键能)-∑E(生成物的键能) ②ΔH值与书写形式有关,单位一般是“kJ·mol-1” ①电离吸热、溶解时吸热或放热; ②稀强酸与稀强碱反应的中和热为57.3 kJ·mol-1 指定产物如CO2、SO2、H2O、P2O5、N2等
①在中学阶段,如果不指明条件就默认为常温常压,比较ΔH的相对大小时要考虑其数值的“+”“-”的问题; ②用弱酸或弱碱的稀溶液进行中和反应时,每生成1 mol H2O(l)放出的热量小于57.3 kJ,中和热不含其他离子反应的热效应。
不能根据反应条件是否需要加热来判断一个反应是放热反应还是吸热反应,因为有些放热反应需要加热才能进行,而有些吸热反应在常温下也可自发进行。
实际上反应热就是反应物分子中旧的化学键断裂时所吸收的总能量与形成的生成物分子中新的化学键所释放的总能量之差。ΔH=∑E(反应物的键能)-∑E(生成物的键能),活化能理论(如图所示)还提出,ΔH=E1(正向)-E2(逆向),同样当“ΔH”为“-”,即ΔH<0时为放热反应;反之,为吸热反应,这时“ΔH”为“+”,即ΔH>0。
1.油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g)57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出热量为3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为( )
A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1 C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1
答案 D
解析 燃烧热指的是燃烧1 mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104 kJ,则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104 kJ,则得油酸甘油酯的燃烧热ΔH=-3.4×104 kJ·mol-1。
2.已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4 kJ的能量,断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量,生成H2O(g)中的1 mol H—O键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是( )
A.断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-480.4 kJ·mol-1
C.2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=471.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-240.2 kJ·mol-1
答案 B
解析 本题易错选A。1 mol H2O中2 mol H—O,断裂1 mol H2O(g)吸收热量为2×462.8 kJ,A选项未说明H2O状态,故不正确;C、D中都为H2O(l),根据题意,错误;经计算,B方程式中ΔH=2×436.4 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-4×462.8 kJ·mol-1=-480.4 kJ·mol-1,故B正确。
3.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH1=571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2=131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1 kJ·mol-1
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,ΔH3减小
D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1
答案 D
解析 A项,反应①中是光能转化为化学能,错误;B项,反应②的ΔH>0,属于吸热反应,错误;C项,催化剂不会改变反应的ΔH,错误;D项,根据盖斯定律,用“反应③-反应②”得所求反应的ΔH=206.1 kJ·mol-1-131.3 kJ·mol-1=+74.8 kJ·mol-1,正确。
4.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
答案 C
解析 A项,反应①生成CO(g)和H2(g),生成的CO(g)继续发生反应②生成CO2(g)和H2(g),反应③的原料为CO2(g)和H2(g),正确;B项,反应③可将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,正确;C项,反应④中生成的H2O为气体,选项所给反应中生成的H2O为液体,故选项中反应的ΔH≠ kJ·mol-1,错误;D项,依据盖斯定律:反应②×2+反应③×2+反应④,可得热化学方程式2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1,正确。
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第一节 反应热
第2课时 热化学方程式 燃烧热
教学目标
1.通过对比普通化学方程式,了解热化学方程式的含义,并能正确书写热化学方程式。
2.通过认识燃烧热的定义及其热化学方程式的书写,了解燃料在工业生产和人们生活中的重要意义。
评价目标
1.通过热化学方程式与化学方程式的对比和书写,诊断学生对热化学方程式含义的理解。
2.通过不同燃料燃烧热的热化学方程式的书写,诊断学生对燃烧热的概念的理解。
重点、难点
热化学方程式的书写、燃烧热的定义。
教法、学法
情境化教学、问题引导、合作探究。
课时安排
建议1课时。
教学准备
多媒体课件、学案。
教学设计主题 教学过程 设计意图 评价维度
教师活动 学生活动
课题 引入 【引入】任何化学反应都有反应热,这与我们有着千丝万缕的关系,小到我们的日常生活,大到航空科技领域,那么我们如何表示化学反应的反应热呢 化学反应同时存在着物质变化和能量变化,化学反应中的物质变化可用化学方程式表示,那么用什么方法可以既表示物质变化,也表示其能量变化呢 如何建立物质变化和能量变化的定量关系呢 【聆听、思考】 从现实生活中寻找素材,为本节课内容的展开提供铺垫。 学习准备
自主 学习 1.如何用化学语言来表示化学反应吸收或释放的热量 2.对比化学方程式:H2+Cl22HCl,与热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,观察热化学方程式与化学方程式的区别有哪些 【思考、回答】 1.热化学方程式是表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 2.热化学方程式标明了物质的聚集状态和焓变。 直接引出热化学方程式的意义,从能量角度了解热化学方程式,以引起同学们的关注;通过热化学方程式和化学方程式的直接比较,很容易地找到不同点,为后面正确书写热化学方程式做准备。 交流互动 积极思考
知识 回顾 根据能量变化图像判断在25 ℃和101 kPa下,1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态H2O时的反应热ΔH1= ,若生成1 mol液态水时反应热为ΔH2,则ΔH2 (填“>”“=”或“<”)ΔH1。 【讨论、交流】 由图像可知该反应为放热反应,ΔH<0,ΔH1=生成物的总能量-反应物的总能量=-241.8 kJ·mol-1。 因为液态水变成气态水需要吸收能量,则1 mol液态水的能量低于气态水,H2与O2生成液态水时放热更多,故ΔH2<ΔH1。 通过分析能量变化图像,复习回顾反应热的计算和比较方法,同时为热化学方程式的正确书写做铺垫。 分析准确 思路清晰
【投影】在不同的温度、压强下,氢气与碘蒸气发生化学反应生成HI的热化学方程式: H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1 H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·mol-1 【过渡】热化学方程式表明了化学反应中的物质变化和能量变化。正如大家所看到的热化学方程式指明了反应物和生成物的聚集状态、反应时的温度和压强,若在25 ℃、101 kPa时进行的反应,可不注明;在化学方程式中右边注明ΔH的数值、符号及单位。 【投影】在25 ℃和101 kPa下,1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态水和液态水的热化学方程式分别如下: H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 【聆听、记录】 通过同一个反应的反应物、生成物不同状态时对应的反应热的不同,化学计量数不同对应的反应热的不同,逐步深入理解热化学方程式的含义。 积极思考
【问题】1.热化学方程式为什么要注明物质的聚集状态 2.与化学方程式不同,热化学方程式中的化学计量数可以是分数,它们的化学计量数分别代表什么含义 3.通过对比①②两个热化学方程式,你发现什么规律 H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1 ① H2(g)+Cl2(g)HCl(g) ΔH=-92.3 kJ·mol-1 ② 4.思考:H2O(l)H2(g)+O2(g) ΔH= 5.阅读课本P10资料卡片,思考热化学方程式中ΔH的单位中“mol-1”的意义是什么 并结合以上问题整理书写热化学方程式的注意事项。 【讲解】需要注意的是化学式相同的同素异形体除需注明聚集状态外,还需注明其名称。可逆反应中的ΔH指的是正反应方向完全进行到底时的焓变。互为可逆的反应,当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热的数值大小相等,符号相反。 【分析、讨论、交流】 1.同一物质的聚集状态不同,内能、焓不同:固体(s)<液体(l)<气体(g),导致反应热不同。 2.化学方程式中化学计量数既可以表示各物质的物质的量,也可以表示原子或分子数目,所以只能为整数,不能为分数;而热化学方程式中化学计量数只表示参加反应的各物质的物质的量,既可以为整数,也可以为分数。 3.参加反应的物质的化学计量系数变为原来的2倍,则反应热ΔH也变为原来的2倍,ΔH与化学计量数成正比关系。 4.由ΔH的计算公式可知H2O(l)H2(g)+O2(g)的ΔH与H2(g)+O2(g)H2O(l)的ΔH互为相反数,故H2O(l)H2(g)+O2(g)的ΔH=+285.8 kJ·mol-1。 5.ΔH的单位中“mol-1”代表“每摩尔反应”。 【交流、整理】 总结正确书写热化学方程式的注意事项,提高分析概括规律的能力,培养严谨的科学态度。 主动交流 表述全面 总结到位
续表
教学设计主题 教学过程 设计意图 评价维度
教师活动 学生活动
【过渡】由于反应的情况不同,反应热可分为多种。其中,与燃料品质相关的燃烧热在实际中应用较广。我们也可以通过量热计进行实验测定燃料的燃烧热,了解化学反应完成时产生热量的多少,以便更好地控制反应条件,充分利用能源。 【问题】请大家阅读课本P10,思考以下问题: 1.什么是燃烧热 2.在燃烧热定义中指定产物是指什么 3.H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1表示什么含义 试书写表示H2的燃烧热的热化学方程式。 4.在书写或判断燃烧热的热化学方程式时要注意什么 【思考1】煤、石油、天然气是当今世界重要的化石燃料,煤的主要成分是碳单质(C),石油加工产品汽油的成分之一是辛烷(C8H18),天然气的主要成分是甲烷(CH4),某些物质在25℃、101 kPa 时的燃烧热见下表: 名称化学式ΔH/(kJ·mol-1)石墨C(s)-393.5金刚石C(s)-395.0氢气H2(g)-285.8一氧化碳CO(g)-283.0甲烷CH4(g)-890.3甲醇CH3OH(l)-726.5乙烷C2H6(g)-1 559.8乙烯C2H4(g)-1 411.0乙炔C2H2(g)-1 299.6乙醇C2H5OH(l)-1 366.8丙烷C3H8(g)-2 219.9辛烷C8H18(l)-5 518
【阅读、讨论、交流】 1.在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 2.完全燃烧生成指定的产物:C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)等。 3.在25 ℃和101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量为285.8 kJ。 H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 4.燃烧热的条件:通常25 ℃、101 kPa(省略不写);可燃物的化学计量数为1;完全燃烧生成指定的产物;ΔH为负数,单位是kJ·mol-1。 【讨论、交流、展示】 C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 (1)根据物质的燃烧热、燃料的储量、开采、储存的条件、价格、对生态环境的影响等综合考虑。 (2)表中较理想的燃料是氢气、甲烷、甲醇。 学习燃烧热的概念,深刻理解燃烧热的意义,掌握表示燃烧热的热化学方程式的书写。 利用燃烧热进行计算,对比单位质量的燃料完全燃烧释放热量的多少,从多角度分析燃料的优劣,提高学生分析、处理、运用信息的能力。引导学生树立合理使用能源、开源节流的思想,提高学生的环保、节约和创新意识。 了解能源与人类生产生活的密切关系,体会化学来源于生活,又服务于生活,激发使命感和求知欲,培养学生的社会责任意识。 全面准确 交流互动 积极思考 认真积极互动
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根据表格数据试书写C、C8H18、CH4燃烧的热化学方程式,并探讨: (1)应根据什么标准来选择燃料 (2)表格中哪些燃料较好 【投影】 【过渡】为了应对化石燃料逐渐枯竭的问题,必然要求我们开源节流,将目光转向那些储量更丰富、更清洁、可以再生的新能源。能源大多数与我们日常生活息息相关,而在我们体内的脂肪是一种重要能源,发挥着重要的生理功能。 【思考2】阅读课本P11【科学 技术 社会】,思考脂肪在人体内发挥了怎样的作用 【观看、聆听】 【阅读、思考】脂肪是人体储存能量的重要物质,提供人体必需脂肪酸,促进脂溶性维生素的吸收,维持体温恒定,保护内脏等。
评价 反馈 请大家完成评价反馈: 1.已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH1=-184.6 kJ·mol-1,则HCl(g)H2(g)+Cl2(g)的反应热ΔH2是( ) A.+92.3 kJ·mol-1 B.-92.3 kJ·mol-1 C.+184.6 kJ·mol-1 D.-369.2 kJ·mol-1 2.已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体生成液态水和1 mol二氧化碳气体时,放出热量b kJ,则下列关于乙炔气体燃烧热的热化学方程式正确的是( ) A.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ·mol-1 B.C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2b kJ·mol-1 C.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(1) ΔH=-2b kJ·mol-1 D.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+b kJ·mol-1 完成练习并总结。 1.检测热化学方程式的意义及其书写规律。 2.检测对燃烧热定义的理解,以及其热化学方程式的书写。 自我检测对热化学方程式意义的理解和规律的把握,强化对燃烧热定义的理解以及其热化学方程式的书写。 自我评价
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课堂 小结 燃烧放热——燃烧热 【反思回顾】热化学方程式的书写和意义以及燃烧热的概念。 建立由定性判断到定量分析的思维,理解燃烧热的概念,并能用正确的化学语言表示。
布置 作业 1.完成学案中的“核心素养专练”。 2.查阅资料了解目前世界面临的能源危机问题和解决措施。
热化学方程式是反应热计算的基础,要求学生较好地掌握,为了提高学生学习的积极性,本节课以反应热和焓变概念的学习为起点,采用了启发式的教学方法和分组互助的学习方式,让学生通过小组合作,分析对比、探讨归纳热化学方程式的意义和书写原则。因为本章内容都为理论性内容,都比较抽象不好理解,课堂教学中在教学方法上要充分调动学生利用已有的知识来学习新的内容,采用讲授与讨论相结合的方法进行,在该过程中注意对学生的启发和引导,在教学手段上,充分利用好教科书中的示例图片,另外利用多媒体进行形象化教学,以利于学生掌握热化学方程式的意义和书写,理解燃烧热的含义及表示其燃烧热的热化学方程式的书写与简单计算。让学生搞清各种知识之间的联系,由定性判断到定量计算和表达,构建知识和思维模型,并通过知识与生活实际相结合,有助于提高学生的学习积极性,培养科学态度与社会责任的核心素养。
第一节 反应热
第2课时 热化学方程式 燃烧热
反应热、中和热、燃烧热的联系与区别
比较项目 反应热 中和热 燃烧热
含义 化学反应过程中放出或吸收的热量 在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量 在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
反应特点 任何反应 中和反应 燃烧反应
物质状态 物质的状态要确定 稀溶液 生成物在常温下为稳定态
方程式配平标准 任意物质的量 以生成1 mol H2O(l)为标准 以燃烧1 mol可燃物为标准
ΔH的符号 放热取负值,吸热取正值 负值 负值
能量数值的描述 必须指出是放热还是吸热或使用正负值或用ΔH表示 直接描述热量的变化时不必再指明是放出的热量,可用ΔH表示
说明 ①ΔH=∑E(生成物)-∑E(反应物) =∑E(反应物的键能)-∑E(生成物的键能) ②ΔH值与书写形式有关,单位一般是“kJ·mol-1” ①电离吸热、溶解时吸热或放热; ②稀强酸与稀强碱反应的中和热为57.3 kJ·mol-1 指定产物如CO2、SO2、H2O、P2O5、N2等
①在中学阶段,如果不指明条件就默认为常温常压,比较ΔH的相对大小时要考虑其数值的“+”“-”的问题; ②用弱酸或弱碱的稀溶液进行中和反应时,每生成1 mol H2O(l)放出的热量小于57.3 kJ,中和热不含其他离子反应的热效应。
不能根据反应条件是否需要加热来判断一个反应是放热反应还是吸热反应,因为有些放热反应需要加热才能进行,而有些吸热反应在常温下也可自发进行。
实际上反应热就是反应物分子中旧的化学键断裂时所吸收的总能量与形成的生成物分子中新的化学键所释放的总能量之差。ΔH=∑E(反应物的键能)-∑E(生成物的键能),活化能理论(如图所示)还提出,ΔH=E1(正向)-E2(逆向),同样当“ΔH”为“-”,即ΔH<0时为放热反应;反之,为吸热反应,这时“ΔH”为“+”,即ΔH>0。
1.油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g)57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出热量为3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为( )
A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1 C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1
答案 D
解析 燃烧热指的是燃烧1 mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104 kJ,则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104 kJ,则得油酸甘油酯的燃烧热ΔH=-3.4×104 kJ·mol-1。
2.已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4 kJ的能量,断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量,生成H2O(g)中的1 mol H—O键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是( )
A.断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-480.4 kJ·mol-1
C.2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=471.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-240.2 kJ·mol-1
答案 B
解析 本题易错选A。1 mol H2O中2 mol H—O,断裂1 mol H2O(g)吸收热量为2×462.8 kJ,A选项未说明H2O状态,故不正确;C、D中都为H2O(l),根据题意,错误;经计算,B方程式中ΔH=2×436.4 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-4×462.8 kJ·mol-1=-480.4 kJ·mol-1,故B正确。
3.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH1=571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2=131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1 kJ·mol-1
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,ΔH3减小
D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1
答案 D
解析 A项,反应①中是光能转化为化学能,错误;B项,反应②的ΔH>0,属于吸热反应,错误;C项,催化剂不会改变反应的ΔH,错误;D项,根据盖斯定律,用“反应③-反应②”得所求反应的ΔH=206.1 kJ·mol-1-131.3 kJ·mol-1=+74.8 kJ·mol-1,正确。
4.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
答案 C
解析 A项,反应①生成CO(g)和H2(g),生成的CO(g)继续发生反应②生成CO2(g)和H2(g),反应③的原料为CO2(g)和H2(g),正确;B项,反应③可将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,正确;C项,反应④中生成的H2O为气体,选项所给反应中生成的H2O为液体,故选项中反应的ΔH≠ kJ·mol-1,错误;D项,依据盖斯定律:反应②×2+反应③×2+反应④,可得热化学方程式2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1,正确。
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