第一节 化学反应与能量的变化 教学案

第一节化学反应与能量的变化【教学目标】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变化，而且能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，能量的多少取决于反应物和生成物的质量。

3．了解反应热和焓变的涵义。

4．认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。

【教学重难点】1．反应热的理解2.吸热反应与放热反应的比较【情景导入】化学键具有一定的键能，形成1 mol化学键释放的能量，跟破坏1 mol同种化学键所需要吸收的能量有什么关系？物质是具有内能的，物质所具有的能量越大越不稳定；而形成物质的化学键越强，物质越稳定。

想一想：物质的内能与化学键的键能有什么关系？物质所具有的能量及其能量的变化如何表示？它与化学反应释放或吸收的能量有何关系？【学导结合】一.反应热焓变1、反应热与焓变：（1）焓与焓变A、焓：描述物质所具有的能量，符号为H，B、焓变：生成物的总焓与反应物的总焓之差，用“△H”表示，单位“KJ/mol”当ΔH 0时，生成物的总焓﹤反应物的总焓，为放热反应；当ΔH_ __0时，生成物的总焓﹥反应物的总焓，为吸热反应。

C、影响焓变的主要因素：物质的量：其他条件一定时，焓变量与物质的量成正比温度、压强：焓变与生成物、反应物的温度压强有关，在298K、101kPa条件下的焓变为标准焓变物质的聚集状态：由于物质在固态、液体、气态之间相互转换时也伴随着能量的变化，所以焓变与物质的聚集状态有关（2）反应热化学反应的本质是。

在任何化学反应过程中，当反应物分子间的化学键___时，需要_的相互作用，这需要能量；当，即新化学键时，又要能量。

A 、 定义：一定温度下，化学反应所释放或吸收的总能量叫做反应热。

在恒定条件在反应热与焓变相同。

B 、 反应热与焓变的关系：C 、 放热反应与吸热反应比较：【例1】 下列说法中正确的是( )A ．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B ．放热的反应在常温下一定很易发生C ．反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D ．吸热反应在一定的条件下也能发生不同化学反应发生的条件不同，有的常温下就可以发生，有的则需要加热，通常情况下把加热条件下进行的反应认为是吸热反应，而在常温下进行的反应认为是放热反应。

其实，二者之间无必然联系，常温下进行的反应有的是吸热反应，如NH 4Cl 晶体与Ba(OH)2晶体反应；有的则是放热反应，如：酸碱中和反应。

加热条件下进行的反应有的是吸热反应，如：C ＋CO 2=====△2CO ；有的则是放热反应，如：C ＋O 2=====点燃CO 2。

例2 白磷与氧可发生如下反应：P 4＋5O 2===P 4O 10。

已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P －P a kJ/mol 、P —O b kJ/mol 、P===O c kJ/mol 、 O===O d kJ/mol 。

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH ，其中正确的是( ) A ．(6a ＋5d －4c －12b ) kJ/mol B ．(4c ＋12b －6a －5d ) kJ/mol C ．(4c ＋12b －4a －5d ) kJ/mol D ．(4a ＋5d －4c －12b ) kJ/mol反应热(ΔH )的计算方法 ΔH 三种表达式为：①ΔH ＝吸收的能量－释放的能量；②ΔH ＝生成物的总能量－反应物的总能量； ③ΔH ＝反应物的键能之和－生成物的键能之和。

三者的内在含义都是一样的，均为反应体系与外界环境之间能量交换的差值。

【当堂检测】1．已知H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)反应过程中能量变化如图，问：a 、b 、c 分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，ΔH 大于零还是小于零？2．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℃的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管往其中滴加5 mL盐酸。

试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是_________________________________________________________(2)产生上述现象的原因是_________________________________________________________。

(3)写出有关反应的离子方程式______________________________________________________。

(4)由实验推知，MgCl2和H2的总能量(填“大于、小于或等于”)镁片和盐酸的总能量。

(5)如果将本题中“25℃的饱和石灰水”换成“20℃碳酸饮料”进行实验探究，实验中观察到的另一现象是____________________________________________________其原因是_________________________________________________________。

3根据上述数据回答(1)～(5)题。

(1)下列物质本身具有的能量最低的是()A．H2B．Cl2C．Br2D．I2(2)下列氢化物中，最稳定的是()A．HCl B．HBr C．HI(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？答：_________________。

(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是__________________________________________________________________。

(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？答：________，你的根据是______________________________ ___________________________。

【课后巩固】1．下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是()A．化石能源物质内部蕴含着大量的能量B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来C．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用D．吸热反应没有利用价值2．当两个原子形成共价键时，原子的能量将()A．升高B．降低C．保持不变D．一个升高，一个降低3．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。

吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。

该化学物质是()A．氯化钠B．固体硝酸铵C．生石灰D．蔗糖4．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<2Q35．由下图分析，有关叙述正确的是()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是放热反应C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和D．A―→B＋C是吸热反应，则B＋C―→A必然是放热反应6．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．灼热的碳与二氧化碳的反应D．甲烷在氧气中的燃烧7．石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。

已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是()A．石墨不如金刚石稳定B．金刚石不如石墨稳定C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多8．下图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。

请根据装置回答下列问题：(1)将铝片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，有关反应的离子方程式是_________________________，试管中看到的现象________________________。

(2)导管中液面A__________(填“上升”或“下降”)，原因是____________________；说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。

9．在研究化学反应中的能量变化时，我们通常做如图所示的实验：在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片(或三合板)上，然后再加入约10 g NH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。

试回答下列问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么？(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是什么？(回答出三个以上的原因)(3)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(回答出两种方案)(4)实验中即使不“结冰”，将烧杯提起的时候，发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”，原因是什么？试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因“结冰”而黏在一起的。

10．已知在一定条件下，断开1 mol H—H键需要吸收436 kJ的能量，断开1 mol Cl—Cl键需要吸收243 kJ的能量，断开1 mol H—Cl键需要吸收431 kJ的能量。

问：H2＋Cl2===2HCl是放热反应还是吸热反应？生成2 mol HCl时的能量变化是多少？二、 热化学方程式（1）定义：能表示参加反应的物质的量与反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式（2）意义：热化学方程式不仅表明了物质的变化也表明了能量的变化。

因此，热化学方程式必须同时符合质量守恒定律和能量守恒定律。

书写热化学方程式应注意以下五点：（3）注意事项：1．注意ΔH 的符号ΔH 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，且中间留字空。

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 。

2．注意测定条件注意反应热ΔH 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意ΔH 的测定条件。

绝大多数ΔH 是在25℃、101 325Pa 下测定的，可不注明温度和压强。

3．注意物质的聚集状态注意反应物和生成物的聚集状态不同，反应热ΔH 也不同。

因此，必须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。

气体用“g ”，液体用“l ”，固体用“s ”，溶液用“aq ”。

热化学方程式中不用“↑”和“↓”。

4．注意化学计量数注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。

由于ΔH 与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH 相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH 也要加倍。