2017_2018学年高中化学第1章化学反应与能量(课件教案)(打包6套)新人教版选修4

文档属性

名称 2017_2018学年高中化学第1章化学反应与能量(课件教案)(打包6套)新人教版选修4
格式 zip
文件大小 2.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2017-10-21 09:54:06

文档简介

一、2
燃烧热
能源
【教学目标】
一、知识与技能:
1.了解燃烧热概念,并能进行简单的计算;
2.了解能源是人类生存和发展的重要基础,知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义;
3.了解化学在解决能源危机中的重要作用。
二、过程与方法:
1.燃烧热的教学重点突出其限定条件,先给出概念再通过实例练习巩固;
2.能源的教学采用多种现代教学手段给学生提供素材,通过资助探究、讨论交流、分析评价等多种方法,培养学生的阅读能力、调查研究能力、交流与合作的能力、综合分析能力等。
三、情感态度与价值观:
1.培养学生综合考虑问题的能力;
2.结合有关能源的教学,渗透资源、能源和环保的意识,激发学生学习化学的兴趣,教育学生关心能源、环境等与现代社会有关的化学问题,以培养学生的社会责任感、使命感。
【教学重点】燃烧热概念及相关计算。
【教学难点】燃烧热概念及相关计算。
【教学方法】探究式、讨论交流、分析评价
【教学用品】多媒体
【教学课时】1课时
【教学过程】
〖教学流程〗旧课复习

阅读课本了解概念

讨论分析概念要点

练习巩固

总结计算

多媒体展示素材

阅读了解能源

思考交流

总结

教学评价。
(复习)反应热的概念及热化学方程式的书写
(导入)由于反应情况的不同,反应热可以分为多种,例如燃烧热、中和热、熔解热等,其中燃烧热的实际应用较广。
〖板书〗第一节
燃烧热
能源
(阅读)阅读课本P7了解燃烧热的概念并分析概念要点。
〖板书〗一、燃烧热
1.定义:在101
kPa时,lmol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。单位:kJ/mol
(1)要点:①研究条件:101
kPa;②可燃物的量为1mol;③完全燃烧;④生成稳定的氧化物C

CO2(g)、H

H2O(l)、S

SO2(g);⑤△H<0。
(练习1)分析以下几个热化学方程式,哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的?为什么?
A.
C(s)+O2(g)==
CO(g)
ΔH=
+110.5
kJ/mol
B.
C(s)+O2(g)==
CO2(g)
ΔH=-393.5
kJ/mol
C.
2H2(g)+O2(g)==
2H2O(l)
ΔH=-571.6
kJ/mol
D.
H2(g)+1/2O2(g)==
H2O(g)
ΔH=-241.8
kJ/mol
(练习2)对于上题B选项中如何叙述其燃烧热?
〖板书〗(2)几点注意:①文字叙述燃烧热,如甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol,或甲烷的燃烧热ΔH=-890.3
kJ/mol;②燃烧热通常由实验测得,可燃物以lmol作为标准进行测量;③热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的计量数为“1”。
〖思考与交流〗应根据什么标准来选择燃料?
(总结)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、甲醇等。
〖板书〗2.有关燃烧热的计算
〖例题1〗在101
kPa时,1
mol
CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890.3
kJ的热量,CH4的燃烧热为多少?1000
L
CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?
〖例题2〗10
g硫磺在O2中完全燃烧生成气态SO2,放出的热量能使500g
H2O温度由18℃升至62.4℃,则硫磺的燃烧热为
,热化学方程式为

(讨论)结合燃烧热的概念,分析中和热的概念。
(总结)①条件:稀溶液;②生成H2O的量为1mol;③△H<0;④文字叙述中和热;⑤热化学方程式表示中和热。
(展示)展示能源有关知识,并阅读课本了解能源。
〖板书〗二、能源
1.能源:就是能提供能量的自然资源,包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
2.当今世界上重要的能源是化石燃料:煤、石油、天然气。
3.解决能源枯竭的办法:开源节流;即开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。节约能源的重要措施:科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的利用率。
4.新能源:太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。优点:资源丰富,可以再生,对环境没有污染或污染少。H2作为能源优点:来源丰富,产热量高,产物无污染。
5.提高煤燃烧效率的措施:①尽可能使燃料充分燃烧,提高燃料的转化率;②尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能的利用率。
提高煤燃烧效率的意义:节约能源、节省资源、减少污染。
6.燃料充分燃烧的条件:①燃料与空气或氧气要尽可能充分接触;②空气要适当过量。
7.煤的利用:(1)直接作燃料:产生CO、SO2等有毒气体和烟尘,对环境造成严重污染;燃烧反应速率小,热利用率低,运输不方便。(2)将煤气化和液化
优点有三:一是减少SO2和烟尘对环境的污染,二是提高煤的燃烧效率,三是便于运输。
8.能源的分类:
(1)一次能源:从自然界直接取得的天然能源;二次能源:一次能源经加工转换后得到的能源。(2)可再生能源;不可再生能源:煤、石油、天然气。(3)常规能源:煤、石油、天然气;新能源。
(教学评价)已知H+(aq)
+OH―(aq)
=
H2O
(l)

H=
—57.3kJ/mol,求下列中和反应中放出的热量。
(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出________kJ的热量。
(2)用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应,放出______kJ的热量。
【作业设计】P10
2
3
5(共26张PPT)
1.理解燃烧热的概念,掌握有关燃烧热的计算。
2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。
3.了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。
4.了解化学在解决能源危机中的重要作用。
第二节 燃烧热 能源
1.煤的不完全燃烧会带来哪些污染?
提示 CO和粉尘。
2.你知道哪些能源可以在未来替代化石能源?
提示 核能、氢能、太阳能和生物质能等。
笃学一
燃烧热1.概念
时,
纯物质
燃烧生成
的氧化物时所放出的热量。
2.表达形式
(1)符号:ΔH为
(填“+”或“-”)或ΔH
0。
(2)单位:

3.解释
完全燃烧生成稳定的氧化物是指:C→
,H2→
,S→

4.意义
例如:C的燃烧热为393.5
kJ·mol-1,表示在
时,
C完全燃烧生成
时放出393.5
kJ的热量。
101
kPa
1
mol
完全
稳定


kJ/mol(或kJ·mol-1)
CO2
H2O(l)
SO2
101
kPa
1
mol
CO2
笃学二
能源
答案 D
【慎思2】
“能源分类相关图”如图所示,四组选项中全部符合图中阴影部分的能源是(  )。
A.煤炭、石油、潮汐能
B.水能、生物能、天然气
C.太阳能、风能、沼气
D.地热能、海洋能、核能
解析 阴影部分表示的能源是新能源、可再生能源,还有来自太阳的能源。
答案 C
(1)燃烧热是反应热的一种,其ΔH的符号为“-”或ΔH<0。
(2)25
℃、101
kPa时,可燃物完全燃烧,生成稳定的氧化物。如C完全燃烧应生成CO2(g),而生成CO(g)属于不完全燃烧。又如H2燃烧生成液态H2O,而不是水蒸气。
(3)燃烧热通常是由实验测得的。可燃物以1
mol纯物质作为标准进行测量。
(5)热量=可燃物的物质的量×燃烧热。
【例1】已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566
kJ·mol-1,下列说法正确的是(  )。
A.CO的燃烧热为-283
kJ·mol-1
B.CO的燃烧热为566
kJ·mol-1
C.CO的燃烧热ΔH=-283
kJ·mol-1
D.下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
解析 CO的燃烧热为283
kJ·mol-1,D项图中的量标示错误,应标为2
mol
CO和2
mol
CO2。
答案 C
燃烧热的叙述有两种形式:一是用文字表示,此时只能用相应的数值和单位,不能用“-”号。如乙炔的燃烧热为1
300
kJ·mol-1;二是用ΔH表示,此时需用负号表示,如乙炔的燃烧热ΔH=-1
300
kJ·mol-1。
由此判断,正丁烷的燃烧热ΔH是(  )。
A.-
2
878
kJ·mol-1
B.-
2
658
kJ·mol-1
C.-
1
746
kJ·mol-1
D.-
1
526
kJ·mol-1
解析 燃烧热是指在25
℃、101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l),所以正丁烷的燃烧热为ΔH=-
2
878
kJ·mol-1。
答案 A
1.能源的分类
凡是能提供某种形式能量的资源,统称为能源。它是人类取得能量的来源,包括已开采出来的可供使用的自然资源与经过加工或转移的能源。
分类依据
种 类
举 例
转换过程
一次能源
太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等
二次能源
电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等
使用历史
常规能源
化石燃料
新能源
太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等
性质
可再生能源
太阳能、风能、氢能、生物质能等
不可再生能源
化石燃料、核能
2.化石燃料的利弊
(1)煤是重要的化工原料,把煤作为燃料简单烧掉太可惜,应该综合利用。
(2)煤直接燃烧时产生的CO、SO2等有毒气体及烟尘会对环境造成严重污染。
(3)煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用率低且运输不方便。
(4)可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化,以及烟气净化脱硫等,大大减轻燃煤对环境的污染,提高煤的利用率。
【例2】(1)木炭在火炉中燃烧很旺时,在往炉膛底内的热木炭上喷洒少量水的瞬间,炉子内火会更旺,这是因为______________________________________________。
(2)如果燃烧相同量的木炭,喷洒过水的木炭和没有喷洒过水的木炭相比较,它们放出的总热量________(填“相同”或“不相同”),这是因为_________________________________。
(3)如果欲使炉内的木炭燃烧更充分,下列措施可行的是(  )。
A.向炉内吹入空气
B.把块状木炭碾碎
C.使用H2O作催化剂
D.提高炉膛内的温度
答案 (1)木炭与水反应生成CO和H2,燃烧更快,火焰更旺
(2)相同 相同量的木炭,耗用等量的空气,最终生成的CO2也相同,所以放热相同 (3)AB
(1)科学的控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的利用率是节约能源的重要措施。
(2)燃料充分燃烧的条件:要有足够的空气;要有足够大的接触面积。
【体验2】关于能源,以下说法中不正确的是(  )。
A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能
B.柴草燃烧时释放的能量是生物能
C.核能和地热能来自地球自身
D.潮汐能来源于天体的引力
   潮汐能
解析 B项中,柴草燃烧是剧烈的氧化反应,燃烧时化学能转变为热能,而柴草具有的化学能的最初来源也可追溯到太阳能,因为绿色植物的生长过程必须依靠阳光,通过光合作用,将H2O和CO2转化为淀粉,在此过程中,太阳能转化成化学能储存在植物中,通过燃烧,又释放出来。
答案 B
实验探究二 硝酸钾的溶解热的测定
【实验目的】
测定1
mol
KNO3在一定量水中溶解时的热效应。
【实验用品】
仪器:铁架台、保温瓶、温度计、电磁搅拌器、分析天平;
药品:硝酸钾。
【实验步骤】
①组装简单绝热式量热计,装置如右图所示。
②准确称量5.62
g
KNO3(备用)。
③用容量瓶量取200
mL室温下的蒸馏水(密度ρ=1
g·cm-3),倒入广口保温瓶中。
④开动电磁搅拌器,保持一定的搅拌速率,观察温度计的变化,待温度变化基本稳定(即单位时间内温度的变化值基本相同)后,每隔1
min记录一次温度,连续记录三次,作为溶解的前期温度。
⑤打开量热计盖子,将称好的5.62
g
KNO3迅速倒入量热计并盖好盖子,保持与溶解前相同的搅拌速率,继续每1
min记录一次温度,直到温度不再变化时,记录三个温度变化率稳定的点,此三点作为溶解的后期温度。
【案例】
思考并回答下列问题:
(1)你认为该测量实验成败的关键是什么?
(2)用电磁搅拌器比用环形玻璃搅拌棒有何优点?_____________________________________________________。
但为何要保持一定的速率,过快对所得结果有何影响?________(填“偏大”“偏小”或“无影响”),原因是________,要缩短溶解时间,还可采取哪些措施?________。
(3)若已知KNO3溶液的比热容为c
kJ·(kg·℃)-1,起始溶解温度为18
℃,最终平衡温度为t
℃,非溶液部分吸收的热量为Q
kJ,那么KNO3的溶解热的数学表达式为ΔH=____________。
(4)即使整个操作都规范,你认为测得溶解热比实际溶解热________(填“偏大”“偏小”或“相等”),原因是_______________________________.
解析 此题是溶解热的测定,与所学的中和热测定方法是相似的,因此分析时应根据中和热的测定方法及注意事项进行迁移。(共28张PPT)
1.什么是化学键?
提示 使离子相结合或原子相结合的作用力通称为化学键。
2.如何用化学键的观点解释H2与Cl2反应的过程?
提示 如果用化学键的观点来解释H2与Cl2反应的过程,可以想象为两个步骤:H2与Cl2中的化学键断裂(旧化学键),生成H和Cl;H和Cl结合成HCl,形成了H和Cl之间的化学键(新化学键)。
第一节 化学反应与能量的变化
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.认识化学反应过程中物质和能量的变化。
3.了解反应热和焓变的含义。
4.认识热化学方程式的意义,并能正确书写热化学方程式。
笃学一
焓变 反应热
1.反应热
(1)定义
化学反应在一定条件下反应时所
的热量。
(2)特殊值——焓变

条件下进行的化学反应的
即为焓变。
(3)符号及单位
符号:
,单位,


释放或吸收
恒压
热效应
ΔH
kJ/mol
kJ·mol-1
2.化学反应过程中能量变化的原因
(1)微观角度
①化学反应的本质及特点
②举例(以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例)
(2)宏观角度
化学键
反应中能量变化
1
mol
A—B化学键
反应中能量变化
H—H
吸收
kJ
共吸收
kJ
Cl—Cl
吸收
kJ
H—Cl
放出
kJ
共放出
kJ
结论
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热
ΔH=-183
kJ·mol-1
436
243
431
679
862
3.化学反应过程中能量变化的表示
(2)举例
1
mol
C
和1
mol
H2O(g)反应生成1
mol
CO和1
mol
H2,需吸收131.5
kJ的热量,则该反应的反应热ΔH=

+131.5_kJ·mol-1

<
+
>
笃学二
热化学方程式
1.热化学方程式
能表示参加反应

关系的化学方程式。
2.热化学方程式的意义
热化学方程式不仅表示
的变化,还表明了
的变化。
例如:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.5
kJ·mol-1,表示在

的条件下,
C(s)和
H2O(g)完全反应生成1
mol
CO(g)和1
mol
H2(g)时
的热量为131.5
kJ。
物质的量
反应热的
物质
能量
25

101
kPa
1
mol
1
mol
吸收
【慎思1】
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,当反应吸热时ΔH<0
C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应
D.在一个化学反应中,当反应物能量大于生成物能量时,反应放热,ΔH为“-”
解析 反应在恒压条件下吸收或放出的热量为反应热,因此A错误。反应热与反应物所具有的能量有关,与反应条件没有直接关系,所以C错误。在反应中物质所具有的总能量减少,即ΔH<0,反应放热,反之就吸热,因此B错误,D正确。
答案 D
【慎思2】
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具有的焓总和
D.A―→B+C ΔH>0,则B+C―→A ΔH<0
解析 由图可看出,B+C的焓高于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,ΔH>0,根据能量守恒定律,两反应吸收和放出的热量一定相等。
答案 D
【慎思3】
如右图汽油燃烧是个放热反应,请举出我们常见的吸热反应和放热反应?
提示 (1)常见的吸热反应
多数分解反应,如石灰石分解。
铵盐与碱反应,如:NH4Cl与Ba(OH)2反应。
以C、H2、CO作还原剂的氧化还原反应,如:制水煤气。
(2)常见的放热反应
多数化合反应,如:CaO与水反应。
活泼金属与酸反应,如:Mg与稀H2SO4反应。
酸碱中和反应,如:NaOH与稀盐酸反应。
燃烧反应,如:C、CO、H2的燃烧。
【慎思4】
请用表格的形式比较热化学方程式与普通化学方程式的差别。
提示 
化学方程式
热化学方程式
系数
是整数,既表示物质的物质的量又表示该物质的分子数
是整数也可以是分数,只表示物质的物质的量
物质的聚
集状态
不要求注明
必须在化学式后注明
ΔH正负号
及单位
不要求标注
放热:ΔH<0;
吸热:ΔH>0;
单位:kJ·mol-1
意义
表明了化学反应中的物质变化
不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化
类型
比较  
放热反应
吸热反应
定义
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
形成原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键强弱的关系
生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量
【例1】CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示,有关两者反应的说法正确的是(  )。
A.该反应为吸热反应
B.CO(g)和H2O(g)具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量
C.该反应不需要加热就能进行
D.1
mol
CO2(g)和1
mol
H2(g)反应生成1
mol
CO(g)和1
mol
H2O(g)要放出41
kJ热量
解析 由能量变化可知,反应产物的总能量比反应物的总能量低,反应为放热反应,但并不是不需要加热;当1
mol
CO2(g)和1
mol
H2(g)反应生成1
mol
CO(g)和1
mol
H2O(g)时,要吸收41
kJ热量。
答案 B
反应物总能量大于反应产物总能量的反应为放热反应,其逆过程为吸热反应,与反应条件无必然的联系。
【体验1】下列说法中正确的是(  )。
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化,有能量变化的都是化学反应
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓总是高于反应产物的总焓
解析 物质发生化学反应时都伴随着能量的变化,伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,当物质发生物理变化时也伴有能量变化,在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓(设为x)与反应产物的总焓(设为y)之间的关系为①x>y,化学反应为放热反应;②x答案 C
1.热化学方程式书写的基本步骤
第一步写出化学反应方程式;第二步依据题目信息注明物质状态;第三步计算焓变数值;第四步确定焓变的符号(即正负号);最后写出热化学方程式。
2.书写热化学方程式应注意的问题
(1)必须注明物质的聚集状态
因为反应物和生成物的聚集状态不同,焓变ΔH不同。因此,只有注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义和特点。一般用英文字母g、l、s表示物质分别为气态、液态、固态,稀溶液中的溶质则用aq来表示。
(2)ΔH只能写在热化学方程式的右边且中间有空格。若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热反应,ΔH为“+”。ΔH的单位一般为kJ·mol-1,该单位是表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中各物质的化学式的系数相对应,并不是指1
mol物质发生反应。
(3)注明反应条件
焓变(ΔH)与测定条件(温度、压强等)有关,如同一反应在不同温度下进行时的焓变是不同的。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25
℃、101
325
Pa下测定的,此时可不注明温度和压强。
(4)热化学方程式中ΔH的数值必须与化学式前面的系数相对应。
解析 1
g甲醇燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放热22.68
kJ,则1
mol甲醇(32
g)燃烧放热:22.68
kJ×32=725.76
kJ,2
mol甲醇燃烧放热1
451.52
kJ。A、D中ΔH的符号不正确,C中ΔH的数值不正确。
答案 B
热化学方程式正误判断的“四看”
“一看”化学原理是否正确;
“二看”状态是否标明;
“三看”反应热符号及单位是否正确;
“四看”反应热数值是否与系数和状态相对应。
解析 A中未注明各物质的聚集状态,C中ΔH的单位错,应为kJ·mol-1,D中反应是放热反应,ΔH<0。
答案 B
实验探究一 测定中和反应的反应热
【实验目的】
测定强酸与强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应。
【实验用品】
仪器:烧杯(250
mL)、量热计、量筒、温度计。
药品:盐酸(1.0
mol·L-1)、氢氧化钠溶液(1.0
mol·L-1)。
【实验步骤】
(1)制作简易的量热计
(2)向量热计内筒中加入1.0
mol·L-1的盐酸100
mL,盖上杯盖,插入温度计,匀速搅拌后,记录初始温度T1;
(3)向250
mL的烧杯中加入1.0
mol·L-1的NaOH溶液100
mL,调节其温度,使之与量热计中的温度相同;
(4)快速将烧杯中的碱液倒入量热计中盖好杯盖,均匀搅拌,记录体系达到的最高温度为T2;
(5)重复以上操作,取平均值计算并准确测量温度(精确到0.1
K)。
实验
次数
起始温度T1/K
终止温度T2/K
温度差(T2-T1)/K
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
2
3
(6)若上述HCl、NaOH溶液的密度都近似为1
g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18
kJ·K-1·kg-1,起始温度的平均值为T1,终止温度的平均值为T2,则该中和反应放出热量为_________________kJ(填表达式)。
0.836(T2-T1)一、3
化学反应热的计算
【教学目标】
一、知识与技能:
1.能利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算;
2.了解盖斯定律的涵义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
二、过程与方法:
1.通过对盖斯定律的涵义的分析和论证,培养学生分析问题的能力;
2.通过热化学方程式的计算和盖斯定律的有关计算,培养学生的计算能力。
三、情感态度与价值观:
1.通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习,感受化学科学对人类生活和社会发展的贡献。激发参与化学科技活动的热情。
2.树立辩证唯物主义的世界观,帮助学生养成务实、求真、严谨的科学态度。
【教学重点】
1.盖斯定律的涵义和根据盖斯定律进行反应热的计算;
2.根据热化学方程式进行反应热的计算。
【教学难点】盖斯定律的应用
【教学方法】比喻、交流、练习巩固
【教学用品】多媒体
【教学课时】2课时
【教学过程】
第一课时
盖斯定律
〖教学流程〗情景设疑

引出课题

阅读了解概念

自主探究加深对概念的理解

练习巩固

归纳总结
(问题情景)在化学科研中,经常要测量化学反应的反应热,但有些反应的反应热不能直接测量,只能通过计算间接获得。例如我们可以让碳全部氧化成CO2,却很难控制碳的氧化只生成CO而不继续生成CO2,C(s)+1/2
O2
(g)
=
CO(g)的反应热确定呢?
〖板书〗第三节
化学反应热的计算
(阅读)1840年,盖斯(G.H.Hess,瑞士化学家)从大量的实验事实中总结出一条规律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。也就是说,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,这就是盖斯定律。
〖板书〗一、盖斯定律
1.内容:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
(探究)如何正确理解盖斯定律。
〖板书〗2.盖斯定律的理解
(1)反应热取决于始态和终态物质的能量的高低,与途径无关。例如登山:登山的高度与上山的途径无关,只与起点和终点的相对高度有关,即高度是一样的。
(2)反应热总值一定:若一个反应可以分几步进行,则各步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同。
则:△H
=
△H1+△H2
=
△H3+△H4+△H5
途径I的
途径II的
途径III的
热效应
热效应
热效应
(3)能量守恒的角度
从S
L,△H1<0,体系放热;
从L
S,△H2>0,体系吸热;
而且△H1+△H2
=
0
(探究)已知C(s)+O2(g)═
CO2(g)
ΔH═-393.5kJ/mol
CO(g)+
O2(g)═
CO2(g)
ΔH═-283.0
kJ/mol。
请同学们根据盖斯定律设计一个方案求反应C(s)+
O2(g)═
CO(g)的ΔH。
(分析)根据盖斯定律,可以设计下列过程:
∵ΔH1

ΔH2
+
ΔH3
∴ΔH2

ΔH1-ΔH3

-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5
kJ/mol
即:C(s)+
O2(g)═
CO(g)的ΔH

-110.5kJ/mol
(教学评价)已知:H2(g)+
O2(g)═
H2O(g)
△H1=-241.8kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)
△H2=-44.0kJ/mol。通过计算求氢气的燃烧热。
(解析)H2(g)+
O2(g)═
H2O(l)
可以通过右图两种途径来完成
根据盖斯定律,则
△H=△H1+△H2
=-241.8kJ/mol+(-44.0kJ/mol)=-285.8kJ/mol
所以氢气的燃烧热为285.8kJ/mol。
【作业设计】P14
1
2
3
4
5
6
【教学感悟】
第二课时
反应热的计算
〖教学流程〗旧知复习

例题探究

归纳总结

教学评价。
(提问)反应热、燃烧热的概念?盖斯定律?
〖板书〗二、化学反应热的计算
1.已知一定量的物质参加反应放出的热量,计算反应热。
〖例题1〗课本例1和例2
〖板书〗2.利用盖斯定律求反应热:方法一是设计反应过程;方法二是方程式加合法
〖例题2〗已知P4(s、白磷)+5O2(g)=
P4O10(s)
ΔH

—2983.2
kJ/mol
P(s、红磷)+
5/4O2(g)=
1/4
P4O10(s)
ΔH

—738.5
kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。
(解析)根据盖斯定律,
可设计如图转化过程:
ΔH

—2983.2
kJ/mol—(—4×738.5
kJ/mol)

—29.2
kJ/mol
所以白磷转化为红磷的热化学方程式为
P4(s、白磷)═
4P(s、红磷)
ΔH

—29.2
kJ/mol。
〖例题3〗课本例3
(总结)热化学方程式变形时应注意:①ΔH与计量数成正比;②热化学方程式加减、移项合并同类项、倍数;③正逆反应ΔH的符号相反;④反应热的数值为字母时,最后ΔH正负号的处理。
〖板书〗3.反应热大小比较
〖例题4〗在同温同压下,下列各组热化学方程式中,Q2>Q1的是

AC

A.
2H2(g)+O2(g)═
2H2O(g)
ΔH═
—Q1kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═
2H2O(l)
ΔH═
—Q2kJ/mol
B.
S(g)+O2(g)═
SO2(g)
ΔH═
—Q1kJ/mol
S(s)+O2(g)═
SO2(g)
ΔH═
—Q2kJ/mol
C.
C(s)+1/2O2(g)═
CO(g)
ΔH═
—Q1kJ/mol
C(s)+O2(g)═
CO2(g)
ΔH═
—Q2kJ/mol
D.
H2(g)+Cl2(g)═
2HCl(g)
ΔH═
—Q1kJ/mol
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)═
HCl(g)
ΔH═
—Q2kJ/mol
〖板书〗4.利用键能计算反应热
〖例题5〗拆开1mol
H─H键、1mol
N─H键、1mol
N≡N键分别需要吸收的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol
N2完全反应生成NH3时的反应热为△H
=
—92
kJ/mol
;1mol
H2完全反应生成NH3时的反应热为△H
=
—30.6
kJ/mol

(教学评价)1.将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,该反应的热化学方程式为_____________。又已知:H2O(g)=H2O(l);△H2=-44.0kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。
2.已知下列两个热化学方程式2H2(g)
+
O2(g)
=
2H2O(l);△H
=-571.6kJ/mol
C3H8(g)
+5O2(g)
=
3CO2(g)
+
4H2O(l);△H
=-2220.0kJ/mol
实验测得氢气和丙烷的混和气体共5mol完全燃烧时放热3847kJ,则混和气体中氢气与丙烷的体积比是
3︰1。
3.把煤作为燃料可以通过下列两种途径:
途径一:C
(s)
+
O2
(g)
=
CO2(g)
(放热Q1kJ)
途径二:先制成水煤气:C
(s)
+
H2O(g)
=
CO(g)
+
H2
(g)
(吸热Q2
kJ)再燃烧水煤气:2CO(g)
+
O2
(g)
=
2CO2(g) 2H2
(g)
+
O2
(g)
=
2H2O(g)
(共放热Q3
kJ)
试回答下列问题:
(1)判断两种途径放热:途径一(填<,>,=)
途径二。
(2)Q1、Q2、Q3的数学关系是

(3)由于制取水煤气的反应里。反应物所具有的总能量(填<,>,=)
生成物所具有的总能量,那么发生化学反应时,反应物就需要
能量才能转化为生成物,因此其反应条件为

(4)简述煤通过途径II作为燃料的意义。
【课堂小结】反应热是化学方程式中的一部分,因此有关化学方程式计算的方法和技巧在反应热的计算中均适用,如十字交叉法、列方程组法、极限分析法、平均值法等。
【作业设计】P14
7
8
9
10
【教学感悟】
△H5
a
△H1
△H2
始态
终态
(I)
△H
(II)
b
c
(III)
△H4
△H3
A
海拔100m
海拔400m
B
路径I
II
(始态)S
△H2>0
L(终态)
△H1<0
H2(g)+O2(g)
H2O(l)
H2O(g)
△H
△H1
△H2
P4(s、白磷)
4P(s、红磷)
P4O10(s)
ΔH


ΔH

—2983.2
kJ/mol
ΔH

—4×738.5
kJ/mol(共26张PPT)
1.同一化学反应的反应热受哪些因素的影响?
提示 同一化学反应的反应热与参加反应的物质的物质的量、物质的聚集状态、反应条件有关。
2.你是怎样理解化学反应中的能量变化的?
提示 化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,而能量的变化通常表现为热量的变化。许多化学反应有放热现象,如可燃物的燃烧、铝与盐酸的反应等;也有的化学反应有吸热现象,如CaCO3、KMnO4等的分解。
第三节 化学反应热的计算
1.知道盖斯定律的内容,了解其在科学研究中的意义。
2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
3.通过有关反应热计算的学习过程,掌握有关反应热计算的方法和技巧,以进一步提高计算能力。
笃学一
盖斯定律
1.内容
不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是
的。
或者说,化学反应的反应热只与反应体系的
有关,而与反应的
无关。
相同
始态和终态
途径
2.理解
途径角度
笃学二
反应焓变的计算计算依据
反应热计算的主要依据是

等相关数据。
热化学方程式
盖斯定律
提示 ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
【慎思2】
相同质量的H2分别与O2完全反应时生成液态水和气态水,哪一个放出的热量多?
提示 设H2O(g)===H2O(l)放出的热量为ΔQ,比较两者放出热量多少时可根据盖斯定律设计成如图过程:
因为Q1=Q2+ΔQ,所以Q1>Q2。因此,生成液态水放出的热量多。
解析 本题考查盖斯定律的应用。根据盖斯定律将题给①、②式作如下处理:①-②×4得到新的热化学方程式:
P4(白磷,s)===4P(红磷,s) ΔH=-29.2
kJ·mol-1
答案 P4(白磷,s)===4P(红磷,s) ΔH=-29.2
kJ·mol-1
1.虚拟路径法:如C(s)+O2(g)===CO2(g),可设置如下:ΔH1=ΔH2+ΔH3
2.加合法:即运用所给方程式通过加减的方法得到新化学方程式。
(1)热化学方程式同乘以某一个数时,反应热数值也必须乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”或“-”号必须随之改变。
(4)解题步骤一般是:首先确定待求的方程式,然后观察待求方程式中的各物质在已知方程式中的位置,最后根据未知方程式中各物质的化学计量数和位置的需要对已知方程式进行处理(包括调整化学计量数或调整反应方向,然后把各方程式叠加并检验)。
【例1】在298
K、100
kPa时,已知:
2H2O(g)===O2(g)+2H2
(g)  ΔH1
Cl2
(g)+H2
(g)===2HCl(g)  ΔH2
2Cl2
(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g)  ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(  )。
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
解析 第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到,由盖斯定律可知ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
答案 A
应用盖斯定律进行热化学方程式相加(或减)时,做到:
(1)左侧(即反应物)加(或减)左侧;
(2)右侧(即生成物)加(或减)右侧;
(3)在此过程中已知化学方程式要扩大或缩小相应的倍数以消去中间产物;
(4)据化学方程式的变化确定反应热的变化。
【体验1】已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-395.41
kJ·mol-1;C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.51
kJ·mol-1,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为____________________。由此看来更稳定的碳的同素异形体为________。
解析 由盖斯定律知,要得到金刚石和石墨的转化关系,可将两个热化学方程式相减:C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH=ΔH1-ΔH2=-395.41
kJ·mol-1+393.51
kJ·mol-1=-1.90
kJ·mol-1,即C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH=-1.90
kJ·mol-1。
可见金刚石转化为石墨放出热量,说明石墨的能量更低,比金刚石稳定。
答案 C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH=-1.90
kJ·mol-1 石墨
答案 A
本题易错选C项,原因是误把C项当成C的燃烧热的热化学方程式:从而简单地认为反应热ΔH=-393.5
kJ·mol-1,认为C项错误,实际上C项需应用盖斯定律将石墨及CO的燃烧热的热化学方程式相减而得。
答案 C
实验探究三 盖斯定律在解决实际问题中的应用
请回答:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式:________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知,1
mol
CO(g)和1
mol
H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1
mol
C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图:
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析:甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”);判断的理由是_______________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点:__________________________________________________________________________。
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成:①甲醇 ②甲醛 ③甲酸 ④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应,合成上述________(填序号)物质时,理论上可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放。
解析 根据盖斯定律将方程式合并即可得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5
kJ·mol-1,由此可知煤转化成水煤气是吸热反应,而甲正是忽略了这个问题,才误认为“煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。CO和H2按1∶1反应合成物质时,可达到零排放,符合“绿色化学”的要求,则合成的物质的最简式应满足CH2O,则②、④符合。
答案 (1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.5
kJ·mol-1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0)
(3)①减少污染 ②燃烧充分 ③方便运输(任选两个作答)
(4)②④一、1
化学反应与能量的变化
【教学目标】
一、知识与技能:
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.认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系。
3.了解反应热和焓变的含义。
4.认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
二、过程与方法:
1.通过化学反应的实质的回顾,逐步探究引起反应热的内在原因的方法,引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法。
2.通过讨论、分析、对比的方法,培养学生的分析能力和主动探究能力。
三、情感态度与价值观:激发学生的学习兴趣,培养学生从微观的角度理解化学反应,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点。
【教学重点】化学反应中的能量变化;热化学方程式的书写。
【教学难点】焓变,△H的“+”与“—”,热化学方程式的书写。
【教学方法】视频引入、逐步抽象、揭示实质、清晰脉络关系、结合练习
【教学用品】大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板、环形玻璃搅拌棒、多媒体
0.50mol/L盐酸、0.55mol/L氢氧化钠溶液
【教学课时】4课时
【教学过程】
第一课时
旧知识的温习(化学能与热能的转化)
〖教学流程〗温习课本

总结知识点

数据分析

习题强化

归纳方法

练习巩固。
(温习)化学能与热能的转化
(总结)一、化学反应的本质和特征
二、化学反应中的能量变化
1.化学反应中发生能量变化的主要原因:化学键的断裂和形成。断键吸热,成键放热。(微观)
(1)旧化学键断裂时需要吸收能量来克服原子间的相互作用,形成新化学键时由于原子间的相互作用而放出能量。即化学反应的热效应来源于反应过程中化学键断裂和形成时的能量变化。
(2)形成和断裂相同数量的某种化学键,放出和吸收的能量相等。
(3)键能越大,物质储存的能量就越低,物质越稳定。
(4)同一类型反应中(如卤素单质和氢气反应),在相同状况下,生成一定量的某种物质时放出的能量越多,生成的物质就越稳定。
(5)元素的非金属性越强,得到电子放出的能量越多。
2.化学反应吸收能量还是放出能量取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。(宏观)
3.判断吸热反应和放热反应的方法(化学反应中的能量变化,主要表现为热量的变化)
(1)反应物的总能量和生成物的总能量的大小比较
反应物的总能量>生成物的总能量,反应放热;
反应物的总能量<生成物的总能量,反应吸热。
(2)根据断键和成键时吸收和放出能量的大小
断键吸收的总能量>成键放出的总能量,反应吸热;
断键吸收的总能量<成键放出的总能量,反应放热。
反应物的键能总和>生成物的键能总和,反应吸热;
反应物的键能总和<生成物的键能总和,反应放热。
a表示活化能(旧键断裂吸收的能量);b表示活化分子变成生成物分子放出的能量(生成新键放出的能量);c表示生成2molH2O(g)放出的能量。
(3)常见的放热反应:①金属和水或酸的反应;②酸碱中和反应;③物质燃烧;④多数的化合反应;⑤铝热反应。
常见的吸热反应:①多数的分解反应;②氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应;③C与H2O、CO2的反应;④电离;⑤水解。
(4)根据热化学方程式中的△H的正负:△H>0为吸热,△H<0为放热。
〖相关习题〗
1.拆开1mol
H─H键、1mol
N─H键、1mol
N≡N键分别需要吸收的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol
N2完全反应生成NH3时
(吸收或放出)
能量。
2.H2
+
I2

2HI的反应过程可表示如下:第一步:H─H

2H
能量,
I─I

2I

能量;第二步:2H
+
2I

2H─I
能量。
又已知:反应物和生成物的能量关系如右图所示:
请完成下列问题:①完成上述空格;②化学反应不仅生成

,还伴随

变化;③化学反应过程遵循两个守恒:它们是

。④一个反应是吸热还是放热,决定与

。从整个反应看,该反应

能量。
3.对下列化学反应的热现象的说法不正确的是(
C

①放热反应发生时不必加热;②化学反应一定有能量变化;
③吸热反应需要加热后才能发生,放热反应不加热就会发生;
④化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的多少有关。
A.①②

B.②③

C.①③

D.②④
4.一种“即食即热快餐”适合外出旅游时使用,其内层是用铝箔包裹的并已加工好的真空包装食品,外层则是分别包装的两包化学物质,使用时拉动预留在外的拉线,使这两包化学物质反应,此时便可对食物进行加热,这两包化学物质最适合选择的是(
B

A.浓H2SO4与水
B.生石灰与水
C.熟石灰与水
D.氯化钠与水
【课堂小结】化学反应不仅生成新物质,而且伴随着能量变化。化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因,而化学反应是吸收能量还是放出能量决定于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小,我们从微观结构和宏观表现两方面对化学反应中的能量变化进行了探究。
【作业设计】预习课本内容。
【教学感悟】
第二课时
焓变
反应热
〖教学流程〗情景设疑

阅读了解电子的分层运动

分析教材表1—2数据

学生归纳1~20号元素的原子结构特点

思考与交流

得出原子核外电子排布的简单规律

练习巩固。
(导入)通过必修2的学习,我们知道化学反应伴随着能量变化,并从宏观和微观两方面进行了讨论。请结合下图完成习题。
〖练习〗计算H2和Cl2反应生成2molHCl时放出或吸收的能量。
断开化学键吸收的总能量为:436kJ
+
243kJ
=
679kJ,
形成化学键放出的总能量为:431kJ
+
431kJ
=
862kJ,整个反应过程表现为放热,放出的热量为862kJ—679kJ
=
183kJ。
与实验值184.6
kJ很接近。
(过渡)我们把像上述反应中放出或吸收的能量叫做反应热。
(阅读)P2,了解反应热的概念。
〖板书〗一、焓变
反应热
1.焓:与内能有关的物理量。用“H”表示。
焓变:生成物与反应物的焓值差。用“△H”表示。
△H
=
H(生成物)—H(反应物)
在一定条件下,某一化学反应是吸热还是放热由焓变决定。
2.反应热:化学反应过程中所释放或吸收的能量叫做反应热。在恒压条件下,反应热等于焓变。用“△H”表示,单位:kJ/mol。
可用量热计直接测量。
(分析)
放热反应
体系
能量
环境
将能量释放给环境,使反应体系的能量降低
规定△H<0
为“—”
吸热反应
体系
能量
环境
能量来自环境,使反应体系的能量升高
规定△H>0
为“+”
例如:上述反应的反应热为
△H
=
—184.6
kJ/mol
1molC与1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为
△H
=
+131.5
kJ/mol
〖板书〗3.反应热的表示方法
当△H为“—”或△H<0时,为放热反应
当△H为“+”或△H>0时,为吸热反应
(讨论)反应热与化学键的断裂和形成时的能量变化、反应物和生成物的总能量的大小、反应物和生成物的键能的大小之间的关系。
〖板书〗4.△H计算的三种表达式:
(1)△H
=
化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量
(2)△H
=
生成物的总能量—反应物的总能量
(3)△H
=
反应物的键能之和—生成物的键能之和
(教学评价)1.下列各图中,表示正反应是吸热反应的图是(
A

2.拆开1mol
H─H键、1mol
N─H键、1mol
N≡N键分别需要吸收的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol
N2完全反应生成NH3时的反应热为△H
=
—92
kJ/mol
;1mol
H2完全反应生成NH3时的反应热为△H
=
—30.6
kJ/mol

(评价)反应热有正负之分,在叙述反应热时用表达式并带上符号,如上述反应不能描述为1mol
N2完全反应生成NH3时的反应热为92
kJ/mol。
3.已知:2H2(g)
+O2(g)
=
2H2O(g),
反应过程中能量变化如图。问:
(1)a、b、c分别代表什么意义?
a、活化能(旧键断裂吸收的能量);b、活化分子变成生成物分子放出的能量(生成新键放出的能量);c、反应热。
(2)该反应是放热还是吸热?(放热)△H大于0还是小于0?(小于0)
【课堂小结】引导回顾本节主要内容
【作业设计】练习册相关习题
【板书设计】一、焓变
反应热
1.焓:与内能有关的物理量。用“H”表示。
焓变:生成物与反应物的焓值差。用“△H”表示。△H
=
H(生成物)—H(反应物)
在一定条件下,某一化学反应是吸热还是放热由焓变决定。
2.反应热:化学反应过程中所释放或吸收的能量叫做反应热。在恒压条件下,反应热等于焓变。用“△H”表示,单位:kJ/mol。可用量热计直接测量。
3.反应热的表示方法
当△H为“—”或△H<0时,为放热反应
当△H为“+”或△H>0时,为吸热反应
4.△H计算的三种表达式:
(1)△H
=
化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量
(2)△H
=
生成物的总能量—反应物的总能量
(3)△H
=
反应物的键能之和—生成物的键能之和
【教学感悟】
第三课时
热化学方程式
〖教学流程〗回顾导入引出课题

阅读课本内容

分析总结书写方法

练习巩固

思考与交流

教学评价。
(导入)知道反应热与化学键断裂和形成时吸收和放出的能量有关,即能量的变化是以发生变化的物质为基础的,如何更准确地表示一个化学反应的热效应呢?如何更直观地建立化学反应过程中的“质”“能”的关系呢?
〖板书〗二、热化学方程式
(阅读)课本P3~P4内容了解热化学方程式的书写
〖板书〗1.定义:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.书写:
(1)注明反应的温度和压强,如果在101kPa和25℃时可以不注明,一般不写反应条件;H2(g)+I2(g)
2HI(g)
△H=-14.9
kJ/mol
H2(g)+O2(g)
=
H2O(g)
△H=
─241.8
kJ/mol
(2)注明反应物和生成物的状态,s表示固体,l表示液体,g表示气体,aq表示溶液,不使用“↓”或“↑”;
(3)在方程式右边写出△H的正负、数值及单位,方程式和△H中间留有空格;
(4)热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不表示分子数或原子数,因此可以是整数或分数;
(5)△H与参加反应的物质的量有关,化学计量数必须与△H相对应,如果化学计量数加倍,△H也要加倍;H2(g)
+C12(g)
=
2HCl(g)
△H=-184.6
kJ/mol
H2(g)
+Cl2(g)
=
HCl(g)
△H=-92.3
kJ/mol
(练习)已知在25℃,101kPa下,1g(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是

BD

A.
△H=-48.40kJ/mol
B.
△H=-5518kJ/mol
C.
△H=+5518kJ/mol
D.
△H=-11036kJ/mol
(过渡)如何读热化学方程式呢,即热化学方程式表示的意义如何?
〖板书〗3.热化学方程式的意义:(1)表示物质的变化;(2)表示能量的变化。
例如:H2(g)+O2(g)
=
H2O(g)
△H=
—241.8
kJ/mol
表示lmol气态H2和mol气态O2反应生成lmol水蒸气,放出
241.8kJ的热量,或者读作lmol
H2(g)和mol
O2(g)反应生成lmol
H2O(g),放出
241.8kJ的热量。
4.反应热的几点理解:
(1)热化学方程式中△H的数值只与物质的状态和计量数有关;
(2)△H是热化学方程式中的一部分,两者是一个整体;
(3)△H的单位是kJ/mol,它并不是指1mol物质反应时吸收或放出的热量是多少千焦;例如2H2(g)+O2(g)
=
2H2O(g)
△H=
—571.6kJ/mol
是指2mol
H2(g)和1mol
O2(g)反应生成2mol
H2O(g)时放出571.6kJ的热量,而不是指1mol
H2(g)反应放出571.6kJ的热量(取决于计量数)。
(4)热化学方程式是表示反应已完成的量;例如
H2(g)+
I2(g)
2HI(g)
△H=
—12.84kJ/mol,并不代表将1mol
H2(g)和1mol
I2(g)放在一起就有12.84kJ的热量放出,而是只有反应1mol
H2(g)和1mol
I2(g)才有12.84kJ的热量放出。
〖思考与交流〗
化学方程式
热化学方程式
计量数
整数,表示个数或物质的量
整数或分数,只表示物质的量
状态
不要求注明
必须注明
△H及单位
必须注明
意义
只表示反应中的物质变化
表示反应中的物质变化和能量变化
遵循规律
原子守恒
原子守恒和能量守恒
(教学评价)若2.6
g
乙炔(C2H2,气态)完全燃烧生成液态水和CO2(g)时放热130
kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为

【课堂小结】正确书写热化学方程式时其应用的前提。
【作业设计】P6
3
4
【教学感悟】
第四课时
中和反应反应热的测定
(导入)通过前面的学习,我们知道可用实验的方法测定反应热,本节课我们就以中和反应反应热的测定为例来探究化学反应反应热的测定。
〖板书〗三、中和反应反应热的测定
(回顾)回顾必修2中中和热的概念。
(总结)中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1
mol
H2O时所释放出的热量。△H<0。在热化学方程式中体现中和热时,H2O的计量数应为1。
〖实验〗按课本实验步骤完成实验操作。
〖板书〗1.实验操作
2.实验原理及数据处理
(1)先分别测出盐酸和NaOH溶液的起始温度,求其平均值(t1)为反应前混和液的起始温度;
(2)将两溶液混合充分反应后读取混合液的最高温度(t2)为终止温度;
(3)将两溶液密度都近似认为1g/cm3,则两溶液质量都为50g,此时产生的热量Q
=
cm△t
=
c(m1+m2)(t2—t1)=
0.418(t2—t1)kJ;
(4)由盐酸(NaOH过量)的量计算出生成H2O的量为0.025mol,所以
△H
=

kJ/mol
3.注意事项
(1)保温隔热效果要好,热量损失会使t2变小,即△H偏小;
(2)要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干(将温度计上的盐酸冲洗到小烧杯中)。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间再记下读数。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能测量其温度。
(4)NaOH溶液稍稍过量目的使盐酸完全反应。
(5)将NaOH溶液一次性快速倒入小烧杯中,不能撒到外面。
(6)两溶液的浓度要小。
(7)用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌(或上下搅拌)溶液使其充分反应。
(8)操作时动作要快,尽量较少热量的损失。
(9)反应物的量改变后,反应放出的热量也改变,但所求的中和热不变。
(教学评价)50mL
0.50mol/L盐酸与50mL
0.55mol/L
NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是

(2)烧杯间填满碎纸条的作用是

(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)若上述HCl和NaOH溶液的密度都近似为1,则该中和反应放出热量为
KJ,△H
=
(均填表达式)。
(5)该实验NaOH的浓度大于HCl的浓度的作用是

(6)实验中改用60mL
0.50mol/L盐酸与50mL
0.55mol/L
NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热
(填“相等”或“不相等”),简述理由:

(7)用相同浓度和体积的浓硫酸代替盐酸溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【作业设计】练习册相关习题
【教学感悟】
化学
反应
化学键的断裂和形成
质量守恒定律
化学能与热能、电
能、光能等相互转化
能量守恒定律
发生
伴随
物质变化
能量变化
本质
遵循
遵循
能量
反应过程
a
b
c
4H
(g)
+2O
(g)
2H2(g)
+O2(g)
2H2O(g)
能量
反应过程
a
b
c
4H
(g)
+2O
(g)
2H2(g)
+O2(g)
2H2O(g)