2020版高考化学复习第1部分专题6第1单元化学反应的热效应教案苏教版
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第一单元化学反应中的热效应[考试标准]考点一化学反应中的热量1.化学反应中能量转化的主要形式化学反应都伴随着能量变化,有的吸收能量,有的放出能量。
化学反应中的能量变化有多种形式,通常表现为热能、光能、电能等,但主要表现为热量变化。
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。
2.从两个角度理解放热反应和吸热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化等。
吸热反应:①大多数分解反应;②盐类的水解和弱电解质的电离;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl 反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
1.下列说法正确的是( )A.放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应B.物质发生化学变化都伴有能量的变化C.伴有能量变化的物质变化都是化学变化D.吸热反应在任何条件都不能发生答案 B2.对于反应中的能量变化,下列表述正确的是( )A.放热反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量B.断开化学键的过程会放出能量C.加热才能发生的反应一定是吸热反应D.氧化还原反应均为吸热反应答案 A解析反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,A项正确;断开化学键需要吸收能量,B项错误;很多放热反应也需要加热,如铝热反应是放热反应,它需要加热到高温,反应才能发生,故C项错误;氧化还原反应中,有的是吸热的,有的是放热的,例如,加热高锰酸钾制取氧气的反应是吸热反应,氢气燃烧的反应是放热反应,D项错误。
3.下列反应中,属于吸热反应的是( )A.食物的腐败B.铝与稀盐酸反应C.二氧化碳与碳反应生成一氧化碳D.甲烷在氧气中的燃烧答案 C解析食物的腐败、铝与稀盐酸反应、甲烷在氧气中的燃烧均属于放热反应,故A、B、D均错误;二氧化碳与碳反应生成一氧化碳属于吸热反应,故C项正确。
专题1 化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变本节教材分析(1)三维目标知识与技能目标1.知道化学变化过程同时包括物质变化和能量变化两个过程。
2.知道化学反应热效应,知道反应热,理解焓变的含义。
3.理解化学反应的热效应与物质内能的关系,并会判断反应物和生成物之间的能量变化。
4.理解化学反应中化学键的断裂与形成是造成能量变化的本质原因。
过程与方法目标通过对N2+ O2=2NO反应本质的探讨,理解造成化学反应中物质变化和能量变化的本质原因是化学键的断裂与形成情感态度价值观目标通过对化学反应过程的辩证分析,充分认识到质量守恒和能量守恒定律的应用价值,养成科学的思维习惯。
(2)教学重点从微观变化分析化学反应能量变化的原因。
(3)教学难点理解反应热、焓变的涵义。
(4)教学建议化学反应过程中往往伴随着能量的变化,学生大都有初步的认识,在必修课本中学生接触到的化学反应中能量的变化主要就是热量的变化。
但是,弄清楚化学反应的实质与能量转化之间的关系对于化学的学习有着至关重要的作用。
化学反应的实质是“原子”的重新组合,即旧键的断裂和新键的形成。
如何从化学键的角度认识化学变化中的能量变化,使化学反应能够密切联系实际、联系生活,学生还没有更深刻的了解。
因此化学反应中的焓变这一课时的主要目标在于帮助学生实现化学反应中热效应从现象到本质、从宏观到微观、从定性到定量的认识。
这节课教学程序应该从热效应入手(吸热反应和放热反应),然后引出反应热的概念。
再过渡到焓和焓变,讲明在一定条件下(一定温度和一定压强下)焓变等于反应热。
然后强调从化学反应的本质——化学键的断裂与生成的视角来看待化学反应、从化学键键能大小的角度定量认识化学反应中热效应的大小。
新课导入设计导入一【创设情景】我们来看两则消息:1、在2009哥本哈根气候大会上,中国宣布到2020年,CO2排放将比2005年下降40%—45%,这意味着将减排几十亿吨CO2。
课时1 化学反应的热效应[2018备考·最新考纲]1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化。
了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。
4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。
了解化学在解决能源危机中的重要作用。
5.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
考点一焓变与反应热(考点层次A→自学、识记、辨析)1.化学反应的实质与特征2.焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH)ΔH=H(生成物)—H(反应物)。
单位kJ·mol-1。
(3)反应热指当化学反应在一定温度下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号Q表示,单位kJ·mol-1。
(4)焓变与反应热的关系对于等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有如下关系:ΔH=Q p。
3.吸热反应与放热反应E(反应物)<E(生成物) E(反应物)>E(生成物)<0提醒:①任何化学反应都是旧键断裂,新键形成的过程,都伴随着能量的变化。
其中断裂旧化学键吸收能量,形成新化学键放出能量。
②有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热但不属于放热反应。
③化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。
如吸热反应NH 4Cl 与Ba(OH)2·8H 2O 在常温常压下即可进行。
教材VS高考1.(SJ 选修4·P 123改编)(1)H 2(g )+Cl 2(g )===2HCl (l )① H 2(g )+Cl 2(g )===2HCl (g )②反应①放出的热量为Q 1,反应②放出的热量为Q 2,则Q 1>Q 2(填“>”“=”或“<”),原因是HCl (g )形成HCl (l )时,要放出热量。
第一单元 化学反应的热效应 第1课时 化学反应的焓变[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质,正确认识和判断放热反应和吸热反应。
2.变化观念与平衡思想:能辨识化学反应中的能量转化形式,形成能量可以相互转化的观念,正确理解反应热和焓变的概念。
3.模型认知:建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,会正确书写热化学方程式。
一、焓变 反应热1.体系与环境被研究的物质系统称为体系,体系以外的其他部分称为环境或外界。
2.内能与焓 (1)内能体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。
内能的变化可以通过变化过程中体系吸收(或放出)的热和对内(或对外)所做的功的形式表现出来。
(2)焓:与内能有关的物理量,用符号“H ”表示。
3.化学反应的两大基本特征化学反应⎩⎨⎧物质变化:获得新物质能量变化⎩⎪⎨⎪⎧主要表现形式是吸收或释放的热,能量的转换以发生化学变化的物质为基础,遵循能量守恒定律4.焓变和反应热的概念 (1)反应热在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,吸收或释放的热称为化学反应的热效应,也称反应热。
(2)焓变(3)反应热和焓变的关系恒压条件下进行的化学反应的反应热等于该反应的焓变。
5.焓变与吸热反应和放热反应的关系(1)用图示理解反应过程中物质的总能量与反应热的关系(2)化学反应的分类(以反应过程中能量变化为依据)(1)相同质量的同种物质,在不同状态下其焓是相同的()(2)化学反应的反应热就是该反应的焓变()(3)化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化()(4)化学反应的焓变和反应物及生成物的内能有关,和反应条件无关()(5)一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,ΔH>0()(6)放热反应的ΔH<0;而吸热反应的ΔH>0()(7)吸热反应一定需要加热或点燃()(8)放热反应在常温下一定可以发生()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×(8)×1.常见化学反应的能量变化如图a、b所示:某些常见的热效应:①浓硫酸溶于水;②CaO溶于水;③水高温分解;④硝酸铵溶于水;⑤NaOH溶于水。
基于“教学评”一体化的“化学反应中的焓变”教学设计1教学思路概念是人们对事物本质属性的认识,是逻辑思维的最基本单元。
这一特点决定了概念不是教师“讲”出来的,而是学生自己通过对具体事实的体会并加以逻辑思考建构出来的,教师的作用只能是也必须是设计认识概念的教学过程,而这一过程的特点:一是从表象入手,二是与思维联系。
学生能否科学地、准确地在大脑中建立起化学反应中的热量变化关系,是理解和运用热化学方程式解决生活生产问题的关键,更是化学学习中理性思维发展的要求。
在教学中让学生动手实验一一观察现象一一科学推理一一建构、内化、升华概念,将微观世界的粒子之间的解离与结合通过宏观的实验现象展现出来,既是化学研究中微粒观思想的体现,又是物质转化观思想的表达。
2课堂实录2.1实验感知概念【问题1】化学研究化学反应,化学反应有哪些变化?【追问】通常转化为哪种能量?是不是真的这样?我们来见证一下。
【小组实验】分组实验,观察实验现象,并得出结论。
实验一:向试管中放入一段用砂纸打磨过的镁条,加入约3 ml (2滴管)2 mol ·L-1稀盐酸,用手感知试管外壁温度的变化。
实验二:打开密封夹,将保鲜袋中的Ba(OH)2和NH4Cl固体用手混合均匀,感知保鲜袋外部温度变化。
(友情提醒:实验过程中不要打开保鲜袋)【生1】镁和盐酸反应,试管外壁很热,Ba(OH)2和NH4Cl反应,试管外壁很凉。
【小结】化学反应分为吸热反应和放热反应(设计意图:源于学生已有经验的问题作为新知识学习的起点,学习的热情易被激发。
从真实感知中获得结论;学生基于比较分析中的“求异思想”树立,为化学反应中能量变化的不同分类奠定基础,也成为课时学习的“核心要素”。
)2.2宏观表征概念【问题2】生活中我们经历过一些吸热和放热反应,也学过一些吸热和放热反应,根据经验,哪些反应属于吸热反应,哪些属于放热反应?【生2】燃烧反应,酸碱中和反应,金属与酸或水反应,大多数化合反应属于放热;强碱和铵盐反应,碳和二氧化碳,碳和水蒸气反应,大多数分解反应属于吸热反应。
江苏专用高考化学专题四第1讲化学反应的热效应学案第1讲化学反应的热效应【2020·备考】最新考纲:1.能说明化学反应中能量转化的主要原因,知道化学变化中常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化及其应用。
了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。
3.能正确书写热化学方程式,能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
新课标要求:能说明化学变化中的能量转化,能分析化学变化中能量吸收或释放的原因。
能定量分析化学变化的热效应。
能依据化学变化中能量转化的原理,提出利用化学变化实现能量储存和释放的有实用价值的建议。
最新考情:化学反应的热效应的考查,一是在选择题中单独设题,考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算,如2017年、2016年、2014年高考;二是在选择题中某一选项出现,多与图像分析相结合,如2016年T10A,2015年T3B,2011年T10A;三是在填空题中考查,考查盖斯定律的计算或结合盖斯定律的热化学方程式的书写,如2015年、2013年高考。
预测2020年高考延续这一命题特点,一是在选择题某一选项中出现,二是考查有关盖斯定律的热化学方程式的书写。
考点一焓变与反应热[知识梳理]1.反应热和焓变(1)反应热:化学反应中吸收或放出的热量。
(2)焓变:在恒压条件下化学反应的热效应,其符号为ΔH,单位是kJ·mol-1或kJ/mol。
2.吸热反应与放热反应表示方法ΔH>0 ΔH<0形成原因∑E(反应物)<∑E(生成物) ∑E(反应物)>∑E(生成物) 形成实质图示图示E1——活化能(反应物分子变成活化分子所需的能量)E2——活化能(生成物分子变成活化分子所需的能量)①ΔH=E1-E2②使用催化剂,E1减小,E2减小,ΔH不变①ΔH=E1-E2②使用催化剂,E1减小,E2减小,ΔH不变反应类型或实例①所有的水解反应②大多数的分解反应③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C+H2O(g)=====高温CO+H2⑤C+CO2=====高温2CO①所有的中和反应②所有的燃烧反应③大多数的化合反应④活泼金属与水、较活泼金属与酸的反应⑤铝热反应名师助学:①有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热但不属于放热反应。
化学反应的热效应1.化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化。
(2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式 ①吸热反应:热能―→化学能。
②放热反应:化学能―→热能。
③光合作用:光能―→化学能。
④燃烧反应:化学能―→热能,化学能―→光能。
⑤原电池反应:化学能―→电能。
⑥电解池反应:电能―→化学能。
(4)化学反应的实质与特征2.焓变、反应热 (1)焓(H )用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH)ΔH=H(生成物)-H(反应物)。
单位kJ·mol-1或kJ/mol。
(3)反应热指当化学反应在一定温度下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号Q表示,单位kJ·mol-1。
(4)焓变与反应热的关系对于恒温恒压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有如下关系:ΔH=Q p。
3.吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析提醒:常见的放热反应和吸热反应放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟水或酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化;⑥铝热反应。
吸热反应:①大多数分解反应;②盐类的水解反应;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应。
4.活化能与焓变的关系(1)E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,ΔH=E1-E2;(2)催化剂能降低正、逆反应的活化能,能提高反应物活化分子百分含量,但不影响焓变的大小。
5.热化学方程式(1)定义:表示参加反应物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)意义: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。
如2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol -1表示在25 ℃、101 kPa 条件下,2_mol_H 2和1_mol__O 2反应生成2_mol 液态水时放出571.6_kJ 的热量。
[深度归纳] 书写热化学方程式注意事项(1)注明反应条件:反应热与测定条件(温度、压强等)有关。
绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa 下进行的,可不注明。
(2)注明物质状态:常用s 、l 、g 、aq 分别表示固体、液体、气体、水溶液。
(3)注意符号、单位:ΔH 应包括“+”或“-”、数值和单位(kJ·mol -1)。
(4)区别于普通方程式:一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。
(5)注意热化学方程式的化学计量数: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,可以是整数,也可以是分数。
且化学计量数必须与ΔH 相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH 也要加倍。
(6)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外,还要注明名称。
[应用体验]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)所有的燃烧反应都是放热反应,所以不需要加热就能进行。
( ) (2)反应物的总能量低于生成物的总能量时,一定不能发生反应。
( ) (3)一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改变。
( ) (4)可逆反应的ΔH 表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关。
( ) (5)正反应的活化能越高,反应越难进行,焓变越大。
( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×2.常温常压下,1 g H 2完全燃烧,放出a kJ 的热量,则H 2燃烧的热化学方程式为_______________________________________________。
答案:H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH =-2a kJ·mol -1考法1 化学反应中的能量变化 1.根据下列图象的叙述不正确的是( )A .图(1)表示的热化学方程式为CO(g)+H 2O(g)===CO 2(g)+H 2(g) ΔH =-41 kJ·mol -1B .图(2)表示的热化学方程式为CO(g)+H 2O(g)===CO 2(g)+H 2(g) ΔH =+41 kJ·mol -1C .由图可知正逆反应的热效应的数值相同D .两个图象表示的含义不同B [图(2)表示的反应物为CO 2(g)和H 2(g),B 项错误。
]2.(2019·河南十校模拟)研究表明N 2O 与CO 在Fe +作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,下列说法错误的是( )A .反应总过程ΔH <0B .Fe +使反应的活化能减小 C .FeO +也是该反应的催化剂D .Fe ++N 2O ―→FeO ++N 2、FeO ++CO ―→Fe ++CO 2两步反应均为放热反应C [A 项,反应总过程为N 2O +CO===N 2+CO 2,根据图示可知,反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,ΔH <0,正确;B 项,根据反应历程,Fe +为催化剂,能够降低反应的活化能,正确;C 项,FeO +为中间产物,而不是催化剂,错误;D 项,根据图示,Fe ++N 2O ―→FeO++N 2、FeO ++CO ―→Fe ++CO 2两反应中反应物总能量均高于生成物总能量,均为放热反应,正确。
]考法2 活化能3.(2019·三晋名校联考)在苯中,HA 发生二聚:2HA(HA)2,反应在较低温度下自发进行,则ΔH ________(填“>”“<”或“=”)0。
已知该二聚反应的反应热数值约为活化能的59。
下列能量关系图最合理的是________(填字母序号)。
A B C D解析:反应在较低温度下自发进行, 说明ΔH <0,故HA 的能量比(HA)2的能量高,又因为该二聚反应的反应热数值约为活化能的59,故选B 。
答案:< B4.已知:2SO2(g)+O 22SO 3(g) ΔH =-a kJ·mol -1,该反应的正反应活化能为bkJ·mol -1,则该反应的逆反应活化能为________ kJ·mol -1。
答案:a +b考法3 化学键(或键能)变化与ΔH 的互算5.(2019·山西大学附中模拟)根据键能数据估算CH 4(g)+4F 2(g)===CF 4(g)+4HF(g)的反应热ΔH 为( )A C .+1 940 kJ·mol -1D .-1 940 kJ·mol -1D [ΔH =反应物的键能总和-生成物的键能总和=414 kJ·mol -1×4+155 kJ·mol-1×4-489 kJ·mol -1×4-565 kJ·mol -1×4=-1 940 kJ·mol -1。
]6.用Cl 2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl 。
利用如下反应,可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O 2(g)2Cl 2(g)+2H 2O(g) ΔH =-115.6 kJ·mol -1。
下列说法正确的是( )A .该反应的活化能为115.6 kJ·mol -1B .使用催化剂能使该反应的焓变增大C .该反应的正反应活化能比逆反应活化能大D .断裂H 2O(g)中1 mol H —O 键比断裂HCl(g)中1 mol H —Cl 键所需能量多 D [A 项,活化能不等于反应热,错误。
B 项,催化剂对反应焓变的大小无影响,错误。
C 项,考生易因不清楚反应热与活化能的关系而出错,ΔH =正反应活化能-逆反应活化能<0,故正反应活化能比逆反应活化能小,错误。
D项,考生利用键能计算时,易因忽视1 mol H2O中含有2 mol H—O键而出错,4×E(H—Cl)+498 kJ·mol-1-[2×243 kJ·mol-1+4×E(H-O)]=-115.6 kJ·mol-1,整理得E(H—O)-E(H—Cl)=31.9 kJ·mol-1,故断开1 mol H—O键比断开1 mol H—Cl键所需能量多,正确。
][思维建模] ΔH的三种基本计算公式(1)ΔH=反应物总键能之和-生成物总键能之和。
(2)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=H(生成物)-H(反应物)。
(3)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。
注意:常见物质(1 mol)中化学键数目7.根据信息书写热化学方程式(1)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。
回答下列问题:已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。
室温时AX3与气体X2反应生成 1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。
该反应的热化学方程式为______________________________________________________________________________________________________。
(2)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为__________________________________________________________________________________________。
(3)在一定条件下,将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气,达到平衡时N2的转化率为25%,放出Q kJ的热量,写出N2与H2反应的热化学方程式为___________________________________。
(4)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式:__________。
(5)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气,在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是___________________________________________________________。
解析:(1)室温时AX3为液态(l),AX5为固态(s)。
(2)根据碳原子守恒有:C2H5OH~2CO2~2CaCO3。