1.1《化学反应的热效应》(第2课时)
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第一节 化学反应的热效应(第2课时)学案编撰人:董玉红 审核人:陈修峰 孙宝玲教学目标1、理解反应热、焓变的含义及其表示方法。
2.通过学习焓变的定义以及热化学方程式,使学生初步感受到热力学的严谨性及其意义。
自主学习1.什么是反应的“焓”?反应的“焓变”的意义又是怎样?其表达式是什么?⑴反应的“焓”是描述__________________________________________________,符号是“_____”,单位是“__________”。
物质所聚集的状态不同,所具有的能量也不同,“焓”也不同,一般来说, _______>________> _______。
⑵热化学研究表明,对于等压条件下进行的化学反应,除去伴随着反应体系体积的改变做功所消耗的能量,如果反应中物质的能量变化全部转化为 能,而没有转化为电能、光能等其它形式的能,则反应前后物质的________的改变(反应的“焓变”)就等于该反应的反应热。
⑶其表达式是:△H = ______________________________________________________[要点强化指导]:反应“焓变”与反应热的关系怎样?反应“焓变” 与反应热的关系为:如果△H > 0 ,即反应产物的焓______反应物的焓,说明反应是_____能量的,为__ __热反应。
如果△H < 0 ,即反应产物的焓______反应物的焓,说明反应是______能量的,为_____热反应。
我们可以借助于反应焓变示意图来理解反应焓变与反应热之间的关系。
化学反应中的焓变示意图△H = ∑E(反应产物) —∑E(反应物)2.在热化学中,我们应如何定量的描述一个化学反应释放或吸收热量呢?并举例说明。
在热化学中,常用热化学方程式把一个化学反应中________的变化和反应的焓变同时表示出来。
如:H +(aq )+ OH -(aq )= H 2O (l ) △H = -57.3 kJ/ mol ,H 2(g )+ 1/2O 2(g )= H 2O (l );△H = -285.8kJ•mol -1 。
第一节化学反应的热效应第二课时化学反应的焓变【教学目标】1. 理解焓、反应焓变的概念,及反应焓变与反应热的关系。
2. 通过键能的变化求算反应焓变,了解物质的结构与其能量变化的关系3 通过热化学方程式的学习,了解热化学方程式的书写与意义。
【教学重点】热化学方程式的正确书写以及反应焓变的计算【教学过程】环节教师活动学生活动设计意图复习回顾1.反应热的定义、表示方法、反应热符号的规定。
2.中和反应热的测量方法和过程,计算方法,及注意事项。
学生积极回顾思考回答(找个别回答)复习回顾上节课的内容,检查掌握学情.新课过渡化学反应的反应热是由于反应前后物质所具有的能量不同而产生的。
正如质量是物质所具有的固有的性质一样,物质所具有的能量也是物质固有的性质,可以用一个物理量来描述。
科学家定义了一个称为“焓”的物理量,符号为H,用它的变化来描述化学反应的反应热。
聆听指导阅读请学生们先看书P5关于化学反应的焓变的内容。
我们来讨论焓变及其与反应热的关系。
学生看书,不懂的可以提问。
指导学生看书,有利于学生成自学的习惯2、化学反应的焓变1.焓的定义:方法引导物理量的变化------ ΔX化学中经常用-ΔX代表体系经过一个物理变化或化学变化过程后,某物理量X的变化。
通常规定,物理量的变化用变化后的该物理量减去变化后的物理量来表示。
例如,若一定量的气体在一定的压强下受热膨胀,气体体积的变化可表示为:ΔV = V2 — V1V1 V2 分别表示气体初态的体积和终态的体积。
聆听、理解物理量的变化的表示方法过渡我们都知道了化学反应不光有物质的变化,还伴随着能量的变化,那么我们怎样用一种方法统一表示出这些变化呢?聆听指导阅读请学生们阅读P6 -- P7 内容,理解热化学方程式的表示方法,及表示的意义,还有书写热化学方程式时注意的事项。
认真阅读,记录自认为重要的知识,标记不明白的地方板书二、热化学方程式1.定义:2.表示:3.书写注意事项:讲述热化学方程式是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。
第1节化学反应的热效应第2课时化学反应的内能变化◆学习目标1.从能量转化的角度分析吸热和放热反应的原因。
2.理解反应热和焓变的含义、符号及单位。
3.通过ΔH判断吸、放热反应。
◆学习过程【自主预习】1.化学反应与能量变化的关系任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是(填“不相等”或“相等”)的,在产生新物质的同时总是伴随着的变化。
即在一个化学反应中,同时遵守守恒和守恒两个基本定律。
2.化学反应中能量变化形式化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一,一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换,通常表现为的变化。
【课堂探究】1.定义:,又叫。
2.表示符号:。
3.单位:(或)。
4.放热反应:即的化学反应,其反应物的总能量生成物的总能量。
如金属与水或酸的反应、中和反应、燃料的燃烧、生石灰与水化合、铝热反应。
5.吸热反应:即的化学反应,其反应物的总能量生成物的总能量。
如H2还原CuO的反应、C与CO2反应、CaCO3高温分解、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。
【注意】吸热反应特征是大多数反应过程需要持续加热,但有的不需要加热。
如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl固体反应,放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。
即反应的吸、放热与反应条件无关。
6.计算方法:(1)ΔH=(2)ΔH=生成物的总能量—反应物的总能量ΔH<0时,为热反应;ΔH>0时,为热反应。
7.注意:在应用焓变时,应注意ΔH的符号。
当ΔH>0时,其“+”号不能省略。
◆随堂测验1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是()A.铝片和稀盐酸反应B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C.碳与二氧化碳的反应D.甲烷在氧气中的燃烧2.已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。
在反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ,下列关系式正确的是()A.Q1+Q2>Q3B.Q1+Q2>2Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2<2Q33.下列反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量的是()A.氢气在氧气中燃烧B.铁丝在氧气中燃烧C.硫在氧气中燃烧D.焦炭在高温下与水蒸气反应4.下列变化一定为放热的化学反应的是()A.水由气态变为固态B.ΔH>0的化学反应C.形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应D.能量变化如图所示的化学反应5.关于化学反应的本质的说法正确的是()A.化学反应都有新物质生成B.化学反应都有能量变化C.化学反应是旧键断裂新键形成的过程D.化学反应的发生都需要在一定条件下6.下列反应中,生成物的总焓大于反应物总焓的是()A.锌与稀硫酸反应制氢气B.铁丝在氯气中燃烧C.氧化钙与水反应D.碳酸氢铵分解7.下列说法中正确的是()A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化B.反应放热时,ΔH>0;反应吸热时,ΔH<0C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓总是高于生成物的总焓8.某学习小组设计以下实验,探究化学反应中的热效应,把试管放入盛有25 ℃的澄清石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管往其中滴加5 mL稀盐酸。
1.1.2热化学方程式与反应焓变的计算【练概念】1.能源是现代社会正常运转的基础。
下列有关能源的认识错误的是( ) A.煤的气化、液化可提高能源的利用效率 B.天然气的主要成分是4CH ,属于可再生能源C.开源节流、提高能源的利用效率是解决能源危机的措施D.核能、风能、太阳能均属于新能源2.以下几个热化学方程式能表示相应物质的摩尔燃烧焓的是( ) A.121C(s)O (g)CO(g)110.5kJ mol 2H -+∆=-⋅B.122C(s)O (g)CO (g)393.5kJ mol H -+∆=-⋅C.12222H (g)O (g)2H O(l)571.6kJ mol H -+∆=-⋅D.132221CH OH(1)O (g)CO (g)2H (g)193.0kJ mol 2H -++∆=-⋅3.下列叙述错误的是( )A.化学反应的反应焓变不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关B.盖斯定律遵守能量守恒定律C.利用盖斯定律可间接计算难以通过实验测定的反应的反应焓变D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应焓变4.“世界环境日”主题之一是促进物质的循环利用。
有专家指出,可利用太阳能对燃烧产物222CO H O N 、、等进行处理,使它们重新组合,实现如图所示的转化。
在此循环中太阳能最终转化为( )A.化学能B.热能C.生物质能D.电能【练能力】5.已知2442Zn(s)H SO (aq)ZnSO (aq)H (g)0H ++∆<,则下列叙述错误的是( )A.反应过程中没有能量变化B.热化学方程式中H ∆的值与热化学方程式中物质的化学计量数有关C.该反应为放热反应D.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量6.已知:①22211H (g)O (g)H O(g)2H +=∆,②22221N (g)O (g)NO (g)2H +∆,③223313N (g)H (g)NH (g)22H +∆。
第二课时【复习提问】1、什么是反应热?2、什么是中和热?如何测定中和热?【引入新课】化学反应的反应热是由于反应前后物质所具有的能量不同而产生的。
能量正如质量一样,也是物质固有的性质。
物质具有的这个能量可以用一个物理量来描述,为此,科学家们定义了一个称之为“焓”的物理量,下面我们来看看这个物理量。
【板书】二、化学反应的焓变(一)焓与焓变【阅读预习】1、焓和焓变分别是用来描述什么的物理量?2、反应焓变与反应热有什么关系?在什么条件下,该关系成立?【板书】1、焓(H ):用来描述物质所具有的能量的物理量。
【注意】① 焓是一个物理量;②焓是物质固有的性质,与密度相似【板书】2、焓变(△H ):反应产物的总焓与反应物的总焓之差,称为反应焓变。
是用来描述反应热的物理量。
(1)单位:J•mol —1或kJ•mol —1 (2)表达式: △H=H (反应产物) — H (反应物)【学生分析】从能量角度分析焓变与吸热反应、放热反应的关系:吸热反应:△H>0,即产物的焓(产物具有的总能量)大于反应物的焓(反应物具有的总能量 ),当由反应物生成产物时,需吸收能量。
放热反应:△H<0,即产物的焓(产物具有的总能量)小于反应物的焓(反应物具有的总能量 ),当由反应物生成产物时,需释放能量。
【板书】△H>0 或“+”反应放热(3)△H△H<0 或“—”反应吸热(4)对于等压条件下的化学反应,若只存在化学能与热能之间的相互转化,则该反应的反应热等于焓变,表示为:Q p =△H (Q p 为等压反应热)【投影】我们可以借助于反应焓变示意图来理解反应焓变与反应热之间的关系。
化学反应中的焓变示意图△H = ∑E(反应产物) —∑E(反应物)焓【过渡】我们以前讲的化学反应方程式仅表示物质的变化,没有将反应过程中的能量表示出来。
如果既要将物质变化表示出来,也要将能量变化表示出来的话我们就要借助于热化学方程式了。
专题1.1《化学反应的热效应》教学设计化学反应的焓变(2课时)一、教学内容:化学选修四——《化学反应原理》第一章第一节化学反应的热效应二、教材分析:本节内容是在必修二第二章对化学反应中能量的变化有初步介绍的基础上的进一步深化和再认识。
本节以能量变化的一部分——热效应为主线索,首先定义了反应热的概念,并大体介绍了定量测定反应热的实验方法,使学生对反应热有个初步概念。
然后重点介绍了一种在一定条件(等压、等温)下的反应热——焓变的概念。
其中出于描述一个反应的反应热的需要,本节还对热化学方程式做了详细说明。
在本节学完之后是学生不但对化学反应中能量变化的实质过程有了更充分的认识,而且打下了化学热力学的初步基础,为以后的进一步深入研究提供了巨大的方便。
三、教学目标:知识与技能目标:1.了解反应热和焓变的含义,知道放热反应和吸热反应的概念。
2.理解能量变化实质,键能的含义。
3. 知道热化学方程式的概念,正确书写热化学方程式。
过程与方法目标:从微观和宏观不同角度研究化学反应的热效应,运用比较的方法学习热化学方程式。
情感态度价值观目标通过学习,能从能量角度比较深刻的了解化学科学对人类的贡献,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。
四、教学重、难点:重点:初步理解焓变的概念,会书写热化学方程式。
难点:从微观的角度讨论能量变化实质。
五、教学过程:第一课时【自主梳理】学点1 化学反应的焓变1.反应热当生成物与反应物的温度相同时,化学反应过程中叫做化学反应的热效应,化学反应的热效应一般被称为。
记做,单位用。
△H=∑E(生成物)∑E(反应物)∑E(反应物)>∑E(生成物),反应,△H0为“”值;∑E(反应物)<∑E(生成物),反应,△H0为“”值;2.放热反应和吸热反应热量的化学反应称为吸热反应;热量的化学反应称为放热反应。
典型的放热反应和吸热反应:放热反应:吸热反应:〖课堂练习1〗关于吸热反应和放热反应,下列说法中错误的是()A.需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应B.化学反应中能量变化,除了热量外,还可以是光能、电能等C.化学反应过程中的能量变化,也服从能量守恒定律D.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应3.化学键与化学反应中的能量变化物质发生化学反应的实质是。
选修4第1章第1节《化学反应的热效应》第二课时教材分析:出于定量描述一个化学反应的反应热的需要,本节介绍了热力学规定的描述方法——-—-热化学方程式。
为了定量计算反应的焓变,尤其是为了通过理论方法获得无法实验测得的反应焓变,本节介绍了重要的盖斯定律,本节教学的目的是让学生对化学热力学的本质和研究方法的特点有所了解,并了解在实际研究或生产中计算反应热的一种重要方法,使他们对化学热力学产生兴趣.一、设计思路本节课内容是鲁科版选修4第1章第1节《化学反应的热效应》第2课时。
本课时教学的目的是让学生对化学热力学的本质和研究方法的特点有所了解,并了解在实际研究或生产中计算反应热的一种重要方法,使他们对化学热力学产生兴趣。
第2课时在学生学习热化学方程式的书写时,让学生先自己分析在书写热化学方程式时遇到的问题,从而再归纳、扩展出书写热化学方程式时的注意事项,避免填鸭式教学,给学生更多的启迪.进行盖斯定律的教学时,要抓住盖斯定律的本质,掌握盖斯定律的应用,能利用盖斯定律对热化学方程式进行计算。
本着“抓住重点、突破难点、释化疑点"的基本原则,牢牢抓住本课时教材的知识线、情景线、问题线、活动线和学生认知发展线进行教材分析,准确进行教学定位,灵活使用多媒体辅助教学,充分依据新课程所倡导的“自主、合作、探究"等学习方式,注重发挥学生的主体作用,立足于概念教学的“建构性”要求,引导学生参与概念建构的全过程,以“知识、情景、问题、活动"四者与学生认知规律的结合为突破口,以“建立概念、巩固概念和提升概念”为教学主要线索,多层次、多角度、多环节的设置教学台阶,力图实现学生认知水平和学习能力的螺旋式提升。
基于以上思考,本课时大致确立了以下目标:知识与技能:1.通过学习反应焓变的定义及热化学方程式,使学生初步感受到热力学的严谨性及其意义。
2.以质量守恒定律和能量守恒定律为基础使学生对盖斯定律的学习从直觉认识上升为理性认识;3.掌握运用盖斯定律进行化学反应热的计算;4.提高对热化学方程式内涵的认识,理解热量与物质的量的紧密联系。
第二课时
【复习提问】1、什么是反应热?
2、什么是中和热?如何测定中和热?
【引入新课】化学反应的反应热是由于反应前后物质所具有的能量不同而产生的。
能量正如质量一样,也是物质固有的性质。
物质具有的这个能量可以用一个物理量来描述,为此,科学家们定义了一个称之为“焓”的物理量,下面我们来看看这个物理量。
【板书】二、化学反应的焓变
(一)焓与焓变
【阅读预习】1、焓和焓变分别是用来描述什么的物理量?
2、反应焓变与反应热有什么关系?在什么条件下,该关系成立?
【板书】1、焓(H ):用来描述物质所具有的能量的物理量。
【注意】① 焓是一个物理量;②焓是物质固有的性质,与密度相似
【板书】2、焓变(△H ):反应产物的总焓与反应物的总焓之差,称为反应焓变。
是用来描述反应热的物理量。
(1)单位:J•mol —1或kJ•mol —1 (2)表达式: △H=H (反应产物) — H (反应物)
【学生分析】从能量角度分析焓变与吸热反应、放热反应的关系:
吸热反应:△H>0,即产物的焓(产物具有的总能量)大于反应物的焓(反应物具有的总能量 ),当由反应物生成产物时,需吸收能量。
放热反应:△H<0,即产物的焓(产物具有的总能量)小于反应物的焓(反应物具有的总能量 ),当由反应物生成产物时,需释放能量。
【板书】
△H>0 或“+”反应放热
(3)△H
△H<0 或“—”反应吸热
(4)对于等压条件下的化学反应,若只存在化学能与热能之间的相互转化,则该反应的反应热等于焓变,表示为:Q p =△H (Q p 为等压反应热)
【投影】我们可以借助于反应焓变示意图来理解反应焓变与反应热之间的关系。
化学反应中的焓变示意图
△H = ∑E(反应产物) —∑E(反应物)
焓
【过渡】我们以前讲的化学反应方程式仅表示物质的变化,没有将反应过程中的能量表示出来。
如果既要将物质变化表示出来,也要将能量变化表示出来的话我们就要借助于热化学方程式了。
【板书】(二)热化学方程式
1、定义:表明反应所放出或吸收热量的化学方程式。
2、含义: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。
【举例】H 2(g)+12O 2(g)=H 2O(l) △H (298K)=—285.8kJ•mol —1的意义:1molH 2和12
molO 2反应生成1mol 液态H 2O 时放出285.8kJ 的热量。
【交流与讨论】观察上述热化学方程式与普通的化学方程式有什么不同?
【学生】回答。
【交流与讨论】1、 △H 的单位中 mol —1的含义是什么?
2、 观察下面三个热化学方程式:
①H 2(g)+12
O 2(g)=H 2O(g) △H (298K)=—241.8kJ•mol —1 ② H 2(g)+12
O 2(g)=H 2O(l) △H (298K)=—285.8kJ•mol —1 ③ 2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l) △H (298K)=—571.6kJ•mol —1
试回答: 为什么① 中的△H 的值要比②中的 △H 值要大?
③中的△H 的值为什么是②中的 △H 值的2倍?
3、 298K ,101kPa 时,合成氨反应的热化学方程式N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)
△H= -92.38kJ/mol 。
在该温度下,取1 mol N 2(g)和3 mol H 2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在进行反应,测得反应放出的热量总是少于92.38kJ ,其原因是什么。
【板书】3、热化学方程式的书写要点
【投影】热化学方程式的书写要点:
① 注明各物质的聚集状态;气体用“g ”,液体用“l ”,固体用“s ”,溶液用“aq ”。
热化学方程式中不标反应条件,也不用↑和↓。
② 注意反应热△H 与测定条件(温度、压强等)有关。
因此书写热化学方程式时应注明△H 的测定条件。
绝大多数△H 是在298K 、101325Pa 下测定的,可不注明温度和压强。
③ △H 的单位J•mol —1或kJ•mol —1;
④ 注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数。
因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。
⑤△H 的的值与方程式中的物质前的系数成正比,若反应逆向进行,△H 的数值改变符号,但绝对值不变。
⑥△H 的的值指的是反应物完成转化为产物所放出的热量。
【练习】1、比较下列各组热化学方程式中△H 1与△H 2 的大小,并说明理由。
(1) 2H 2(g) + O 2(g) = 2H 2O (g) △H 1 2H 2(g) + O 2(g) = 2H 2O (l) △H 2
(2)S(g) + O2(g) = SO2 (g) △H1S(s) + O2(g) = SO2(g) △H2
(3)H2(g) + Cl2(g) = 2HCl (g) △H11
2H2(g) +
1
2Cl2(g) = HCl (g) △H2
(4)C(s) + 1
2O2(g) = CO (g) △H1C(s) + O2(g) = CO2 (g) △H2
2、在101325Pa和298K条件下,2molH2生成水蒸汽放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
A.2H2+O2=2H2O ,△H= -484kJ/mol
B.H2O(g)= H2(g)+ O2(g) △H= +242kJ/mol
C.2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l),△H= -484kJ/mol
D.H2(g)+ O2(g)= H2O(g) △H= +242kJ/mol
3、0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ 热量,乙硼烷燃烧的热化学方程式为:。
4、在101kPa时,0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O放出495.2kJ的热量,写出该反应的热化学方程式。
并计算1000L(标准状况)甲烷燃烧放出的热量为多少?480g呢?【小结】小结本节课的内容。
【作业】P9 1 P10 2
【板书设计】二、化学反应的焓变
(一)焓与焓变
1、焓(H):用来描述物质所具有的能量的物理量。
2、焓变(△H):反应产物的总焓与反应物的总焓之差,称为反应焓变。
是用来描述反应热的物理量。
(1)单位:J•mol—1或kJ•mol—1
(2)表达式:△H=H(反应产物) — H(反应物)
△H>0 或“+”反应放热
(3)△H
△H<0 或“—”反应吸热
(4)对于等压条件下的化学反应,若只存在化学能与热能之间的相互转化,则该反应的反应热等于焓变,表示为:Q p=△H (Q p为等压反应热)
(二)热化学方程式
1、定义:表明反应所放出或吸收热量的化学方程式。
2、含义: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。
3、热化学方程式的书写要点。