化学反应中的热量sk
- 格式:docx
- 大小:100.27 KB
- 文档页数:6
备课资料1.对反应热ΔH的单位kJ·mol-1的教学处置教材对“反应热ΔH的单位用kJ·mol-1”未作任何解释。
北京师大五院校合编的《无机化学》(高等教育出版社1996版)第253页上的解释是:这里的反应热ΔH就是摩尔焓变(298 K、101 kPa时,下同),表示某反应按给定的反应方程式进行1 mol反应,即ξ=1 mol时的焓变。
因反应进度ξ的量纲是mol,故ΔH的单位是kJ·mol-1。
与新版教科书配套的人教社版教师教学参考书(第三册)第40页上的解释:ΔH的单位用kJ·mol-1。
焓是容量性质,ΔH的大小与物质的量成正比。
在书写反应化学方程式时须注意焓变值应该与一定的反应式相对应(如在298 K)。
H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l);ΔH=-286 kJ·mol-1而2H2(g)+O2(g) ====2H2O(l);ΔH=-572 kJ·mol-1在此mol-1已不是指1 mol H2或1 mol O2,而是指“1 mol反应”。
所谓1 mol反应可以是1 mol H2和1/2 mol O2起反应,也可以是2 mol H2和1mol O2起反应,前者放热286 kJ,后者放热572 kJ。
这种单位表示方法是1977国际纯粹与应用化学(IUPAC)物理化学分会所推荐的。
所以ΔH应和化学方程式相对应,以使“1 mol反应”有明确的含义,笼统地说反应热是多少kJ·mol-1,容易引起误解。
新版教科书中还有“燃烧热”和“中和热”两种特殊反应热ΔH的概念,第42页上写道:燃烧热和中和热不同,燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,而中和热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来定义的。
因此在书写它们的热化学方程式时,应以燃烧1 mol物质或生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数。
化学物质的热化学参数与热量变化一、热化学参数1.标准摩尔燃烧热:在标准状态下,1摩尔可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量。
2.标准摩尔生成焓:在标准状态下,1摩尔物质由最稳定的元素状态形成时放出或吸收的热量。
3.标准摩尔反应焓:在标准状态下,1摩尔反应物参与反应生成1摩尔产物放出或吸收的热量。
4.熵:系统混乱度的量度,表示系统无序程度的物理量。
5.自由能:系统在等温等压条件下进行非体积功的能力,是系统状态的宏观量。
二、热量变化1.放热反应:在反应过程中,系统向外界放出热量的化学反应。
2.吸热反应:在反应过程中,系统从外界吸收热量的化学反应。
3.热效应:化学反应过程中放出或吸收的热量,分为放热效应和吸热效应。
4.能量守恒定律:在一个封闭系统中,能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
5.热力学第一定律:系统内能的变化等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量。
6.热力学第二定律:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
7.热力学第三定律:在温度趋近于绝对零度时,系统的熵趋近于零。
三、热化学方程式的表示1.反应物和产物的摩尔数用化学式表示。
2.反应物和产物的状态(固态、液态、气态)用下标表示。
3.反应热、生成热、燃烧热等在方程式上方用“ΔH”表示,放热为负值,吸热为正值。
4.熵变在方程式上方用“ΔS”表示,熵增为正值,熵减为负值。
5.自由能变在方程式上方用“ΔG”表示,自由能减为正值,自由能增为负值。
6.化学反应的能量变化:判断反应是放热还是吸热,分析反应自发性。
7.热能转换:如燃料燃烧、太阳能电池等。
8.化学热机:如内燃机、燃料电池等。
9.材料设计:如超导材料、储氢材料等。
10.生物化学:如酶催化反应、生物体内能量代谢等。
11.环境科学:如全球气候变化、酸雨成因等。
五、注意事项1.注意区分标准状态与非标准状态下的热化学参数。
2.注意热化学方程式中物质的状态。
3.理解热力学定律在实际应用中的意义。
第二单元化学反应中的热量【学习目标】1、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,了解化学反应中热量变化的实质。
2、反应中能量变化并不等同于化学反应中热量的释放与吸收。
3、区分吸热反应与需要加热引发的化学反应。
4、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;5、了解化学反应中热量变化的实质;通过生产生活中的实例,了解化学能和热能的相互转化;【学习重、难点】化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。
【学习过程】【实验1】向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,加入5mL2mol/L的盐酸,用手触摸试管外壁,有什么感觉?【实验2】在100mL小烧杯中加入约20g经过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。
用手触摸烧杯外壁,反应混合物的温度有什么变化?结论:研究发现,化学反应伴随着能量的变化。
许多化学反应的能量变化主要表现为热量的放出或吸收。
一、吸热反应和放热反应1、定义:①放热反应:把的化学反应叫做放热反应②吸热反应:把的化学反应叫做吸热反应P35交流与讨论:判断下列反应时吸热反应还是放热反应⑴高温下煅烧石灰石()⑵镁条的燃烧()⑶氧化钙与水反应()⑷盐酸和氢氧化钠溶液反应()2.常见的放热、吸热反应⑴放热反应:①所有的燃烧反应;②酸碱中和反应;③活泼金属与水和酸的反应;④大多数化合反应。
⑵吸热反应:②C、CO、H2做还原剂,还原某些氧化物的反应,C(s) +CO2(g) H2+CuO CO + Fe2O3③铵盐晶体与固体碱的反应:Ba(OH)2·8H2O(s) + 2NH4Cl(s) = BaCl2(aq) +2NH3(g) + 10H2O(l)④大多数的分解反应反应3.原因:∑E(反应物)>∑E(生成物)此反应为反应∑E(反应物)<∑E(生成物) 此反应为反应练习: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,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,发生放热反应二、反应热1.定义:2.符号:________ ,对放热反应,△H为,即△H 0;对吸热反应,△H为,即△H 0 。
化学反应过程中的热量变化计算一、热量变化的概念1.放热反应:在化学反应过程中,系统向周围环境释放热量的现象。
2.吸热反应:在化学反应过程中,系统从周围环境吸收热量的现象。
3.热量变化:反应物和生成物之间的能量差,用ΔH表示。
二、热量变化的计算方法1.标准生成焓:在标准状态下,1mol物质生成时的热量变化,用ΔH°表示。
2.反应焓变:反应物和生成物焓变的差值,ΔH = ΣΔH°(生成物) -ΣΔH°(反应物)。
3.热量变化计算公式:ΔH = q(products) - q(reactants),其中q表示反应物和生成物的热量。
三、热量变化的单位1.焦耳(J):国际单位制中能量和热量的单位。
2.千卡(kcal):常用单位,1kcal = 4184J。
3.兆焦(MJ):大型能源单位,1MJ = 10^6J。
四、热量变化的实际应用1.燃烧反应:燃料燃烧时,放出的热量可用于发电、供暖等。
2.化学动力学:反应速率与温度、浓度等条件有关,热量变化是影响因素之一。
3.热力学循环:如卡诺循环、布伦塔诺循环等,热量变化是循环效率的关键因素。
五、注意事项1.热量变化与反应物和生成物的状态有关,要考虑温度、压力等因素。
2.在计算热量变化时,要注意反应物和生成物的化学计量数。
3.热量变化具有方向性,放热反应不能转化为吸热反应,反之亦然。
化学反应过程中的热量变化计算是化学热力学的基本内容,掌握热量变化的概念、计算方法和实际应用对于中学生来说至关重要。
通过学习热量变化,我们可以更好地理解化学反应的本质,以及能量在化学反应中的转换和传递。
习题及方法:1.习题:某放热反应的热量变化为-5.4kJ/mol,若2.8g的该反应物完全反应,释放出多少热量?解题思路:首先计算反应物的物质的量,然后根据热量变化和物质的量关系计算释放的热量。
n(反应物) = m/M = 2.8g / (反应物的摩尔质量)释放的热量 = n(反应物) × ΔH = 2.8g / (反应物的摩尔质量) × (-5.4kJ/mol)2.习题:在标准状态下,1mol氧气生成时放热285.8kJ,求1mol臭氧在标准状态下生成时的热量变化。
化学反应中的热量各位老师,大家好,我是今天的××号考生,我说课的题目是《化学反应中的热量》第1课时的内容。
接下来我将以教什么、怎么教、为什么这么教为思路,结合本节课的内容特点和学生的年龄特征,从以下几个方面开始我的说课。
(过渡:教材是连接教师和学生的纽带,在整个教学过程中起着至关重要的作用,所以,先谈谈我对教材的理解。
)一、教材分析《化学反应中的热量》苏教版高中化学必修2专题2第二单元的内容,第1课时主要介绍了化学能与热能的相互转化,分析了化学能转化为热能的本质原因,并结合化学键内容了解了化学反应中吸收或放出热量的计算方法及表示方法。
同时在课堂内容设置上,让学生在实验探究中认识和感受化学能与热能之间相互转化及其研究过程,学会定性地研究化学反应中热量变化的科学方法。
(过渡:教师不仅要对教材进行分析,还要对学生的情况有清晰明了的掌握,这样才能做到因材施教,有的放矢,接下来我将对学情进行分析。
)二、学情分析关于化学反应与能量之间的关系,学生在初中化学中已经有所了解,在他们的生活经验中也有丰富的感性认识。
本节教学内容就是让学生在学习物质结构初步知识之后,从本质上认识化学反应与能量的关系。
(过渡:根据新课程标准、教材特点和学生实际,我确定了如下教学目标:)三、教学目标【知识与技能】1.通过生产和生活中的一些实例,了解化学能可以转化为热能、电能、光能等。
2.通过实验得出吸热反应和放热反应的概念。
3.能够正确书写热化学方程式,能够从化学键的角度说出化学反应中有能量变化的原因。
【过程与方法】1.通过实验探究培养实验能力、观察能力和分析、归纳的能力。
2.通过活动与探究方式,小组合作交流意识得到提高。
【情感态度与价值观】在进行化学实验的过程中感受化学实验带来的乐趣,提高学习化学的兴趣。
(过渡:根据新课标要求与教学目标,我确定了如下的重难点:)四、教学重难点【重点】热化学方程式的书写【难点】化学反应吸、放热与化学键之间的关系(过渡:科学合理的教学方法能使教学效果事半功倍,达到教与学的和谐完美统一。
基于此,我准备采用的教学方法是:)五、教学方法讲授法、小组合作教学法、随堂实验教学法(过渡:我认为,钻研教材,研究教法学法是上好一门课的前提和基础,而合理安排教学程序则是最关键的一环,为了使学生学有所获,我将从四方面展开我的教学过程。
)六、教学过程(一)导入新课良好的开端是成功的一半,这句话可以很好的诠释导入课在教学中的作用。
一个良好的导入可以很好的促使学生情绪高涨,提升教师的讲课效果,保证整堂课教学的成功。
为了更好的把学生的注意力吸引到课堂中来,使学生更快的进入到学习的状态。
我采用了如下的导入方法:通过PPT投影的方式出示“你知道吗”中的几幅图片,请学生思考:化学反应中能量转化的方式是怎样的?还知道哪些应用能量转化的实例。
通过这一环节的设置学生就会明白发生化学变化的同时还伴随着能量的变化,其通常以热能或光能的形式表现出来,也就是说化学能可以转化为光能、热能,电能也能转化为化学能。
接着我会提出化学反应伴随着能量的变化,许多化学反应的能量变化主要表现为热量的变化或者吸收,引入本节课的课题“化学反应中的热量”。
(二)探究新知1.化学反应中的热量变化在这一部分的知识中需要让学生真切的感受一下什么是吸热反应,什么是放热反应。
我设置了课堂活动,采用了随堂实验的形式,让学生自主实验来感受化学反应中的热量变化,增加化学课堂的情感体验。
实验1是镁条与盐酸的反应,实验2是氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。
请学生根据自己的感受,回忆并联系生活实际和所学化学知识,谈一谈对化学反应中能量变化的看法。
在学生已经对放热反应和吸热反应有了感受的基础上,我会提出根据化学反应中能量变化的情况可以把化学反应分为吸热反应和放热反应:化学上把有热量放出的化学反应称为放热反应,把吸收热量的化学反应称为吸热反应,并且与学生刚刚做的两个实验相对应。
接着请学生根据已有的生活经验和已学的知识,举出一些放热反应和吸热反应的例子,并通过多媒体出示几个化学反应,由学生判断是放热反应还是吸热反应,比如:镁条的燃烧、高温煅烧石灰石等。
我这样设计这一部分的教学,是因为化学课堂一般是以实验创设问题,培养学生的探究问题意识,以问题来激发学生的学习兴趣,学生以探究问题为学习动力,在教师的引导启发下进行分析问题、揭示问题、解决问题,学生通过对实验现象和事实的分析、比较、抽象、概括,从而发现和形成概念,明确什么是吸热反应什么是放热反应。
2.热化学方程式在学生明白了什么是吸热反应、放热反应之后,我会提问一个问题:对不同的化学反应,其反应完成后的热量变化不同(即反应热各不相同),有的放热,有的吸热,那么,我们怎样用反应热来表示一个反应是放热反应还是吸热呢?在这里我会讲述△H的意义:对于放热反应,规定其△H为“-”;对于吸热反应,规定其△H为“+”。
可以在化学方程式中表明反应所放出或吸收的热量,即热化学方程式。
我会通过PPT投影碳燃烧的热化学方程式,请学生比较热化学方程式与我们学过的化学方程式有何不同。
学生会发现,热化学方程式标明了反应物和生成物的状态,也标注了反应的热效应。
由此可知这一热化学方程式的意义:1 mol C固体与1 mol O2气体完全反应,生成1 mol CO2气体,放出393.6 kJ热量。
并且说明△H的单位是kJ/mol,反应热的温度和压强不同时,其△H也不同,由于中学阶段所用△H一般是指298 K和101 kPa时的数据,所以大多数不特别注明。
接着我会投影另外一个热化学方程式:碳酸钙的分解,提问学生这一热化学方程式的意义是什么,以此来加深学生对热化学方程式的认识。
在这里我采用了“讲练结合”的方式来进行教学,学生即时学习和巩固,有助于对于知识的掌握和对接下来知识的开展。
有关热化学方程式的书写是本节课的重点内容,我会这样来处理。
首先通过PPT投影两个热化学方程式:请学生观察这两个热化学方程式:思考为什么都是生成1 mol水,反应的热效应却不同,由此判断书写热化学方程式需要注意什么?请学生以学习小组为单位进行讨论。
学生经过讨论就会发现:液态水要变成气态水,需要加热,因此生成水的状态不同,热效应不同。
由此也就明白了:在热化学方程式中,同一化学反应,即使化学计量数相同,当反应物和生成物状态不同时,△H也不同。
书写热化学方程式需要注明反应物和生成物的状态。
这也是在书写热化学方程式的时候需要注意的第一点。
这样通过对比发现的方式来学习,对于学生来说印象更加深刻,变老师的讲解为学生的发现,也提升了课堂的趣味。
我会提问学生下一个问题:观察热化学方程式的系数,结合热化学方程式的意义,思考系数代表了什么?在学生已经明白了热化学方程式的意义基础上,很容易就可以判断出系数代表的是参加反应的物质的物质的量。
那么我会提出这样一个问题:对于下面的热化学方程式,如果把反应物、生成物的系数变为最简整数比,那么热化学方程式应该如何书写?学生通过思考会发现,系数发生改变的话,热效应也会随之改变,由此也就明白了热化学方程式中系数仅代表物质的量,可使用分数或小数,并且系数和反应热成正比。
接着我会提问学生:已知1 mol H2与0.5 mol O2反应生成1 mol液态水,放出热量为571.6 kJ,那么1 mol液态水分解生成1 mol H2与0.5 mol O2,热效应又是多少呢,写出热化学方程式。
学生思考之后即可知道,水分解应该是吸收热量的,由此写出热化学方程式:从这里学生就明白了:若将反应物和生成物互换,则△H的数值不变,符号相反。
3.化学键与化学反应中的能量变化学生已经清楚了热化学方程式代表的意义和书写热化学方程式的注意事项,我会提出问题:为什么化学反应总伴随着能量的变化?引发学生思考。
我会建议学生从化学键的角度来思考。
学生就会想到化学键的断裂是要吸收能量的,形成是释放能量的,化学反应中的能量的变化与化学键的断裂和形成是有关系的。
在此基础上,我会结合下图进行讲解: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为E1,形成化学键则会放出能量E2。
若反应过程中断开化学键所吸收的能量E1大于形成化学键所放出的能量E2,则反应过程中吸收能量;若反应过程中断开化学键所吸收的能量E1小于形成化学键所放出的能量E2,则反应过程中放出能量。
当学生写出具体的热化学方程式之后,我会请学生阅读课本P36资料卡有关键能的内容,使学生认识到键能与本节课知识的联系。
(三)巩固提升临近课程结束的时候,我会通过多媒体出示几道有关热化学方程式的书写的练习题。
如:已知常温常压下,1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体与液态水,放出热量为890.31 kJ,写出甲烷燃烧的热化学方程式。
通过这样的方式针对本节课重难点的知识进行巩固,还可以检查学生对本节课知识的掌握程度。
(四)小结作业最后我会针对本节课布置作业:学习热化学方程式在我们的生产生活中有什么用处,请学生课下查找资料,下节课一起进行讨论。
这一作业的设置是请学生认识到化学与生产生活之间的联系,也是符合“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力”这一课程理念的。
七、板书设计好的板书能够体现教学重难点,方便学习梳理课堂中学到的知识,我的板书直观而简明,请各位老师看我的板书:从我的板书设计上就可以看出,本节课的教学内容包括2个方面:化学反应中的热量变化、热化学反应方程式。
我采用了提纲式的板书,板书内容经过授课过程中的分析和综合,按顺序归纳出要点,提纲挈领地反映在板书里,便于学生抓住要领。