《化学反应的热效应第二课时》教案
教学目标
1.知识与技能
盖斯定律及其应用。
2.过程与方法
(1)通过“联想.质疑”等活动,训练学生的思维能力;
(2)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;
(3)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;
(4)
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。
3.情感态度与价值观
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。
教学重点
盖斯定律及其应用。
教学难点
盖斯定律及其应用。
教学用品
多媒体教学课件,学案。
教学过程
【新课导入】讨论:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)
ΔH1=?
上述反应在氧气供应充足时,可燃烧生成CO2,氧气供应不充分时,虽可生成CO,但同时生成部分CO2,因此该反应的ΔH1无法直接测得。参考P8图1-1-8,思考如何间接计算该反应的反应热?
【探究结果】
①C(s)+1/2O2(g)=CO(g)
ΔH1=?
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)
ΔH2=-283.0kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH3=-393.5kJ/mol
①+②=③,则ΔH1+ΔH2=ΔH3
所以,ΔH1=ΔH3-ΔH2,ΔH1=-393.5kJ/mol+
283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol
【讲述】不管化学反应是分一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。这就是盖斯定律。
如何理解盖斯定律?
(1)请用自己的话描述一下盖斯定律。
①某人从山下A到达山顶B,无论是翻山越岭攀登而上,还是坐缆车直奔山顶,其所处的海拔都高了300m。即山的高度与A、B点的海拔有关,而与由A点到达B点的途径无关。
②这里的A相当于反应体系的始态,B相当于反应体系的终态,山的高度相当于化学反应的反应热。
③如图理解
反应焓变的计算方法:由盖斯定律可知,若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。因此可利用已知化学反应的热效应,通过代数的加减来求得某一反应的热效应。但运算时必须注意,欲消去的物质的种类、状态均应该相同。
同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”。已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)
ΔH
=-2983.2
kJ/mol
P(s、红磷)+
+5O2(g)=P4O10(s)
ΔH
=-738.5
kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_________________________________。
【例1】(08山东卷)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。已知:
C3H8(g)─→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)
ΔH1=+156.6kJ/mol
CH3CH=CH2(g)─→CH4(g)+HC≡CH(g)
ΔH2=+32.4kJ/mol
则相同条件下,以下反应C3H8(g)==CH3CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH1=
KJ/mol。
【答案】+124.2
盖斯定律在科学研究中的重要意义:
有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生)。这些都给测量反应热造成了困难,利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来。《化学反应的热效应第一课时》教案
教学目标
1.知识与技能
(1)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;
(2)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;
(3)通过反应焓变定义的学习,了解反应热和反应焓变的关系;
(4)掌握热化学方程式的书写和意义。
2.过程与方法
(1)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;
(2)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;
(3)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;
(4)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。
3.情感态度与价值观
(1)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;
(2)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。
教学重点
反应热、焓变概念的含义、热化学方程式的正确书写。
教学难点
热化学方程式的正确书写。
教学用品
实验:量热计(环形玻璃搅拌棒、温度计、烧杯),多媒体教学课件。
教学过程
【新课导入】从物质结构的角度看,化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成,因此几乎所有的化学反应都伴随着能量的释放或吸收。通过过去对化学的学习,我们知道在化学反应中,化学能可以与多种形式的能量发生转化,其中最普遍的能量转化是化学能与热能之间的转化。因此可以将化学反应分为放热反应和吸热反应。
【讲述】所有的化学反应都有能量的变化,其中大部分都是热量的变化,为了更准确的描述反应,我们讲述了反应热的定义。
一、反应热
定义:
表示符号:Q
Q>0
反应吸热
Q<0
反应放热
【介绍】在物理学上采用什么方法测量物质的热能变化?为了测定反应热,专门设计了测量的仪器:量热计出示量热计实物,讲解构造及各部分作用。
【实验探究】
1.在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,如上图所示。
2.用一个量筒最取50
mL
0.50
mol/L盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
3.用另一个量筒量取50
mL
0.55
mol/L
NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入下表。
4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,记入表中。
【实验中可能出现的问题】
1.用保温性能好的仪器测量。
2.混合好后,迅速盖好装置盖子,减少热量的损失。
3.所用药品浓度的配制须准确,用强酸和强碱溶液,而且要是稀溶液。
4.宜用有0.1分刻度的温度计,读数尽可能准确,且估读至小数点后二位。同时应注意水银球部位要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测的精度。
5.记录最高温度。
如何求得反应热?根据初中物理所知识,可得:Q=-C·m·Δt
在此可用:Q=-C·(T2-T1)来表示。其中C表示热容,T为热力学温度。
(1)热力学温度:七个基本物理量之一,数值为T(K)=t(℃)+273.15
(2)在表示时一般用ΔT表示,故本公式课表示为:Q=-C·ΔT
【实验总结与讲述】反应热实质上是由于化学反应前后物质能量的不同而产生的,物质本身具有能量,其所具有的能量可用一个物理量表示:焓
二、焓
定义:
表示符号:H
思考:需要什么条件才能使焓变等于反应热?
为了描述与反应热有关的能量变化,引入了一个叫做“焓”的物理量,产物的总焓与反应物的总焓之差,称为化学反应的焓变。用焓变来描述与反应热有关的能量变化。
表达式:ΔH=H(产物)-H(反应物)
焓变与反应热的关系:如果化学反应过程中发生的是等压反应,而且没有电能、光能等其他形式能量转化,则反应热等于反应焓变,即Q任何一个化学反应均有两种变化,即物质和能量变化。
一个化学反应的物质变化和能量变化可用热化学方程式同时表示出来。
如:H2(g)+1/2O2
(g)=H2O(l)
ΔH(298K)=-285.8KJ·mol-1
其含义为:在298
K时,1molH2(g)和O2(g)反应生成1mol液态水,同时放热285.8KJ。Qp=ΔH。
从上面的关系式可以看出:当ΔH>0时,产物总焓大于反应物总焓,反应是吸收能量的,为吸热反应;相反ΔH<0时,为放热反应。
概念:能够把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式叫做热化学方程式。
举例说明:
(1)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
ΔH(298K)=-184.6kJ/mol
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH(298K)=-890.3kJ/mol
(3)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH(298K)=-57.3kJ/mol
从写出上述中的化学方程式,体会热化学方程式的含义,同时讨论热化学方程式书写应注意的问题。小组自主讨论,学生总结,多个学生补充。总结如下:
(1)在物质后面注明参加反应的物质的聚集状态。
(2)ΔH后要注明反应温度,因为温度不同时,焓变不同。
(3)ΔH的单位是J·mol-1
或KJ·mol-1
(4)根据焓的性质,若化学方程式中各物质的系数加倍,则ΔH的数值加倍;若反应逆向进行,则ΔH符号改变,绝对值不变。