化学反应中的
能量变化
第二课时
基本概念
一、反应热
1.定义
在化学反应中吸收或放出的能量
2.焓变
①符号 △H
②单位 kJ/mol
③△H>0为吸热反应,△H<0为放热反应
二、热化学方程式
1.定义:表明反应放出或吸收的热量的化学方程式
点燃
2H2 + O2 == 2H2O
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ;△H =-571.6 kJ /mol
化学方程式和热化学方程式的区别
物质变化
能量变化
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H= - 393.6kJ/mol
2、热化学方程式表示的意义
1mol 固体碳与1mol 氧气完全反应生成1mol二氧化碳气体,放出393.6kJ的热量
CaCO3(s)=CaO(s) + CO2(g) △H= 178.5kJ/mol
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H =-571.6 kJ /mol
【说一说】下列热化学方程式的意义
书写热化学方程式注意事项:
(1)反应物和生成物要标明其聚集状态,用g、l、s分别代表气态、液态、固态。*
(2)用△H标明恒压条件下反应放出或吸收的热量,放热为负,吸热为正。
△H为“-”,表示放热; △H为“+”,表示吸热.
(3)反应温度、压强不同其△H 也不同,中学阶段指的是25℃,101KPa
(4)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,只表示物质的量,因此可以是整数或分数。
(5)对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其△H 也不同,即△H 的值与计量数成正比。*
观察以下热化学反应方程式,你发现了什么?
2H2(g) + O2(g)==2H2O(g) △H=- 483.6 kJ/mol
2H2(g) + O2(g)==2H2O(l) △H=- 571.6 kJ/mol
结论:同种物质聚集状态不同,能量不同
2H2(g) + O2(g)== 2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
H2(g) +1/2O2(g)== H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol
结论:
△H 的值与化学计量数成正比
化学计量数只表示物质的量,可用分数
①2SO2 + O2 = 2SO3 △H = -196 . 6kJ ? mol-1
1.判断下列热化学反应方程式书写是否正确?
×
×
×
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H= 393.6kJ/mol
2. 已知每1 mol 碳完全燃烧生成二氧化碳时将放出393.6kJ热量,写出该反应的热化学方程式。
C(s)+O2(g)=CO2(g);△H= -393.6kJ/mol
3. 已知每1 mol 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时将放出889.6kJ热量,写出该反应的热化学方程式。
CH4(g) +2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l);△H = -889.6kJ/mol
4、C金刚石(S)+O2(g) = CO2(g) △H=- 395.5 KJ ?mol-1 (1)
C石墨(S) + O2(g) = CO2(g) △H=- 393.4 KJ ?mol-1 (2)
写出石墨转化为金刚石方程式,并判断哪一种物质更稳
定。
石墨能量更低,更稳定。
C石墨(S) = C金刚石(S) △H= +2.1 KJ ?mol-1
B
D
化学反应中的热量变化——第一课时
一、学习目标
1.了解吸热反应和放热反应,认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;
2.了解化学反应中热量变化的实质;
3.通过生产生活中的实例,了解化学能和热能的相互转化;
4.从微观结构理解化学反应中能量的变化,建立起科学的能量变化观
二、教学重点及难点
教学重点:放热反应和吸热反应的区分。
教学难点:从微观结构理解化学反应中能量的变化。
【导入】物理当中学过能量守恒定律,说的是在一个封闭体系当中总能量保持不变。也就是说,能量不会凭空产生,也不会突然消失。那么在我们化学中,任何反应都是伴随着能量的转化,我们来看一下这样几张图片,这几张图片都涉及到能量的转化,那他们都是如何转化的呢?
【多媒体展示】
【教师活动】由此可见,化学反应所释放的能量与人们的生活、社会的发展息息相关。可以说,化学反应释放的能量是当今世界最重要的能源。因此,研究化学反应中的能量变化具有重大的意义。化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化,让我们来做两个小实验来感受一下热量是如何变化的。
【演示实验】
①向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,加入5mL 2mol*L-1的盐酸,用手触碰试管外壁。
②在100mL小烧杯中加入约20g经研磨的氢氧化钡晶体,然后加入约10g氯化铵晶体,用玻璃棒搅拌,使之充分混合,用手触碰外壁。
【教师活动】根据这两个实验可以知道化学反应有些是放热的,而有的化学反应是吸热的。我们把放出热量的化学反应叫放热反应,吸收热量的化学反应吸热反应。
【板书】 1.放热反应和吸热反应
【教师活动】那么在我们之前的学习基础上,请同学们完成书本P35的“交流与讨论”。
【多媒体展示】
(1)镁条的燃烧;放热
(2)高温下木炭与二氧化碳分生成一氧化碳;吸热
(3)氧化钙与水反应。放热
(4)盐酸和氢氧化钠溶液反应。放热
【教师活动】根据这些题目和我们的经验,有哪些化学反应属于放热反应,哪些是吸热反应?
【多媒体展示】
放热反应: 吸热反应
所有燃烧 Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl
酸碱中和 大多数的分解反应
金属与酸或与水 大部分高温反应
大多数化合反应 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
铝热反应 C(s)+CO2(g) 2CO(g)
【教师活动】老师现在有个小问题想问大家:需要加热进行的反应就是吸热反应?常温发生的反应就是放热反应?
【教师活动】知道了哪些反应是放热和吸热之后,我们来学习一下化学反应为什么会有热量转化的原因。我们主要从两个方面来解释。首先是宏观方面,会有这种现象是因为反应物和生成物的能量不一样。根据能量守恒,当反应物的能量高于生成物的能量时,发生反应的过程中就会伴随着能量的释放,当反应物能量低于生成物能量时,发生反应的过程就会吸收能量。
【多媒体展示】
【教师活动】那么从微观上来看,又是什么原因呢?我们知道化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。物质发生化学反应时,需要断开反应物中的化学键,并形成生成物中的化学键。断开化学键需要吸收能量,形成化学键则会放出能量。一个化学反应是吸收能量还是放出能量,取决于断开化学键所需要吸收的能量与形成化学键所放出能量的相对大小。若反应过程中断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量,则反应过程中放出能量;若反应过程中断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量,则反应过程中吸收能量。
【多媒体展示】水分子形成的微观示意图
【教师活动】解释形成过程。
化学反应中的
能量变化
第一课时
镁条的燃烧
石油气的燃烧
高温冶炼铁
电池放电
光合作用
电解水
演示实验
实验方案 实验现象 结论
实验一:镁条与盐酸反应,用手触摸试管,感受温度。
实验二:氢氧化钡固体与氯化铵固体反应,用手触摸烧杯壁,感受温度。
试管外壁
发热
镁与盐酸反应
有热量放出
烧杯壁温
度降低
氢氧化钡固体与
氯化铵固体反应
需要吸收热量
吸热反应:吸收热量的化学反应。
放热反应与吸热反应
放热反应:放出热量的化学反应。
判断下列反应是放热反应还是吸热反应:
(1)镁条的燃烧;
(2)高温下木炭与二氧化碳分生成一氧化碳;
(3)氧化钙与水反应。
(4)盐酸和氢氧化钠溶液反应
放热反应
吸热反应
放热反应
放热反应
分类
常见的吸热反应
常见的放热反应
铝热反应
所有燃烧
酸碱中和
金属与酸或与水
大多数化合反应
Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl
大多数分解反应
大部分高温反应
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
C(s)+CO2(g) 2CO(g)
能量变化的原因
宏观
生成物和反应物的总能量不同
放热反应
吸热反应
反应物
生成物
能量
反应过程
能量
反应过程
反应物
生成物
能量
反应物能量
生成物能量
反应物能量
生成物能量
能量
放热反应:
吸热反应:
反应物
生成物
旧化学键断裂,吸收能量E1
新化学键形成,放出能量E2
E1>E2
吸热
E1放热
化学反应放热与吸热的原因(微观)
反应
反应
O2
H2O
H2
微观
能量
能量
1
下列说法正确的是( )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.凡是有能量变化的过程都是化学变化
C.反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了放热还是吸热
C
判断: 中热量变化?
化学键角度(微观)