第一章化学反应与能量
第一节化学反应与能量的变化
第1课时焓变反应热
[目标要求] 1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道反应热与化学键的关系。
3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。
焓变反应热
在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。
1．焓和焓变
焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJ·mol－1，符号：H。
焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJ·mol－1，符号：ΔH。
2．化学反应中能量变化的原因
化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。
任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。
ΔH＝反应物分子的总键能－生成物分子的总键能。
3．放热反应与吸热反应
当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。
(1)当ΔH为“－”或ΔH<0时，为放热反应，反应体系能量降低。
(2)当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应，反应体系能量升高。
4．反应热思维模型
(1)放热反应和吸热反应
放热反应吸热反应
(2)反应热的本质
(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－186 kJ·mol－1为例)
E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl)
E2：2E(H—Cl)
ΔH ＝E 1－E 2
知识点一 有关反应热的概念
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 ．放热反应在常温下一定很容易发生
C ．吸热反应在一定的条件下也能发生
D ．焓变的符号是ΔH ，单位是kJ·mol －1，反应热的单位是kJ
答案 C
2．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是( )
A ．电解熔融的Al 2O 3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应
B ．水分解产生氢气和氧气时放出能量
C ．相同状况下，反应2SO 2＋O 2===2SO 3是一个放热反应，则反应2SO 3===2SO 2＋O 2是一个吸热反应
D ．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量
答案 C
解析 由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C 正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al 2O 3的分解都应该是吸收能量的反应，故
A 、
B 、D 错误。
知识点二 反应热与化学键键能的关系
3．通常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)化学键 H —H Cl —Cl Cl —H
键能/(kJ·mol －1) 436 243 431
请计算H 2(g)2A ．＋862 kJ·mol －1 B ．＋679 kJ·mol －1
C ．－183 kJ·mol －1
D ．＋183 kJ·mo l －1
答案 C
解析 拆开 1 mol H 2和 1 mol Cl 2中的化学键所吸收的能量是436 kJ·mol －1＋243
kJ·mol －1＝679 kJ·mol －1；形成2 mol HCl 所放出的能量是431 kJ·mol －1×2＝862 kJ·mol －1，所以该反应的反应热是679 kJ·mol －1－862 kJ·mol －1＝－183 kJ·mol －1。4.
白磷的化学式为P 4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P 4O 10)，在十氧化四磷分子里只存在P —O 和P===O 两种共价键。
已知几种共价键的键能：P —O 360 kJ·mol －1；
P===O 585 kJ·mol －1；P —P 198 kJ·mol －1；
O===O 498 kJ·mol －1。
请问：在P 4(s)＋5O 2(g)===P 4O 10(s)中，ΔH ＝______________。
答案 －2 982 kJ·mol －1
解析 由P 4的分子结构和P 4＋5O 2=====点燃P 4O 10的物质变化，在P 4O 10分子中只存在P —O 和
P===O 两种共价键，P 4O 10中P 显＋5价、O 显－2价等事实可知，在P 4分子结构的基础上，每2个P 原子之间插入1个O 原子形成2个P —O 键，每个P 原子再结合1个O 原子形成P===O 键，就构成了P 4O 10的分子结构。这样，在1个P 4O 10分子中共有12个P —O 键、4个P===O
键。
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝6×198 kJ·mol－1＋5×498 kJ·mol－1－(12×360 kJ·mol－1＋4×585 kJ·mol－1)＝－2 982 kJ·mol－1。
知识点三反应热与反应物、生成物总能量的关系
5．对放热反应：A＋B===C＋D，以下说法一定正确的是(E A、E B、E C、E D分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)( )
A．E A>E B B．E A>E B＋E C
C．E A＋E B>E C＋E D D．E A＋E B 答案 C 解析反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时，有一部分能量会转变成热能释放出来，这类反应即为放热反应。 6. 由上图分析，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 答案 D 解析本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。 练基础落实 1．下列说法不正确的是( ) A．任何化学反应都伴随着能量变化 B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应 D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应 答案 B 解析任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定表现为热量变化，还可能以光能等其他形式的能量放出；E(反应物)>E(生成物)，反应放热，E(反应物) 2．已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。则 N≡N键的键能是( ) A．431 kJ·mol－1 B．945.6 kJ·mol－1 C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－1 答案 B 解析ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和 ΔH＝3×E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)＝3×436 kJ·mol－1＋E(N≡N)－6×391 kJ·mol－1＝－92.4 kJ·mol－1，所以E(N≡N)＝－92.4 kJ·mol－1＋6×391 kJ·mol－1－3×436 kJ·mol－1＝945.6 kJ·mol－1。 3．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Q 1 kJ ，破坏1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为Q 2 kJ ，形成1 mol 氯化氢中的化学键释放的能量为Q 3 kJ ，下列关系式正确的是( ) A ．Q 1＋Q 2>Q 3 B ．Q 1＋Q 2>2Q 3 C ．Q 1＋Q 2 D ．Q 1＋Q 2<2Q 3 答案 D 解析 根据能量守恒原理：破坏化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量＝反应热。对于该放热反应：ΔH <0，则Q 1＋Q 2－2Q 3<0，故Q 1＋Q 2<2Q 3。 练方法技巧 思维模型的运用 4. 已知H 2(g)＋12 O 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？ 答案 a 代表旧键断裂吸收的能量，b 代表新键生成释放的能量，c 代表反应热；该反应为放热反应，ΔH <0。 解析 H 2(g)和12O 2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H 2(g)―→2H(g)和12 O 2(g)―→O(g)过程中断开H —H 键和O===O 键吸收的能量，故a 代表旧键断裂吸收的能量，b 代表2H(g)＋O(g)结合成H 2O(g)过程中化学键所放出的能量，c 代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之差；由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应，ΔH <0。 练综合拓展 5物质 Cl 2 Br 2 I 2 HCl HBr HI H 2 能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436 (1)下列物质本身具有的能量最低的是( ) A ．H 2 B ．Cl 2 C ．Br 2 D ．I 2 (2)下列氢化物中，最稳定的是( ) A ．HCl B ．HBr C ．HI (3)X 2＋H 2===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，X 2(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__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)A (2)A (3)放热反应 (4)Cl 2 (5)能 元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的热量就越多 解析 破坏1 mol 物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 mol 该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。 (1)生成1 mol H 2时放出的能量最多，为436 kJ ；(2)在氢化物中，生成1 mol HCl 时放出的能量最多，为432 kJ ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185 kJ 、103 kJ 和9 kJ 。 6．已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，且氧气中1 mol O===O 键完全断裂时吸收热量496 kJ ，水蒸气中1 mol H —O 键形成时放出热量463 kJ ，则氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收热量是________。 答案 436 kJ 解析 因为1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，所以1 mol H 2与12 mol O 2 完全燃烧生成1 mol 水蒸气时放出热量242 kJ 。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为 在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形 成需要放出能量。发生上述反应H 2(g)＋12 O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－242 kJ·mol －1时所发生键的变化为断裂1 mol H —H 键和12 mol O===O 键、形成2 mol O —H 键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为12 ×496 kJ＋E (H —H)，形成新键释放的能量为2×463 kJ＝926 kJ ，此反应为放热反应，所以有926 kJ －12 ×496 k J －E (H —H)＝242 kJ ，解得E (H —H)＝436 kJ 。 小课堂：如何培养中学生的自主学习能力？ 自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。在中学阶段，至关重要！！以学生作为学习的主体，学生自己做主，不受别人支配，不受外界干扰通过阅读、听讲、研究、观察、实践等手段使个体可以得到持续变化（知识与技能，方法与过程，情感与价值的改善和升华）的行为方式。如何培养中学生的自主学习能力？ 01学习内容的自主性 1、以一个成绩比自己好的同学作为目标，努力超过他。 2、有一个关于以后的人生设想。 3、每学期开学时，都根据自己的学习情况设立一个学期目标。 4、如果没有达到自己的目标，会分析原因，再加把劲。 5、学习目标设定之后，会自己思考或让别人帮助分析是否符合自己的情况。 6、会针对自己的弱项设定学习目标。 7、常常看一些有意义的课外书或自己找(课外题)习题做。 8、自习课上，不必老师要求，自己知道该学什么。 9、总是能很快选择好对自己有用的学习资料。 10、自己不感兴趣的学科也好好学。 11、课堂上很在意老师提出的重点、难点问题。 12、会花很多时间专攻自己的学习弱项。 02时间管理 13、常常为自己制定学习计划。 14、为准备考试，会制定一个详细的计划。 15、会给假期作业制定一个完成计划，而不会临近开学才做。 16、常自己寻找没有干扰的地方学习。 17、课堂上会把精力集中到老师讲的重点内容上面。 18、做作业时，先选重要的和难一点的来完成。 19、作业总是在自己规定的时间内完成。 20、作业少时，会多自学一些课本上的知识。 03 学习策略 21、预习时，先从头到尾大致浏览一遍抓住要点。 22、根据课后习题来预习，以求抓住重点。 23、预习时，发现前面知识没有掌握的，回过头去补上来。 24、常常归纳学习内容的要点并想办法记住。 25、阅读时，常做标注，并多问几个为什么。 26、读完一篇文章，会想一想它主要讲了哪几个问题。 27、常寻找同一道题的几种解法。 28、采用一些巧妙的记忆方法，帮助自己记住学习内容。 29、阅读时遇到不懂的问题，常常标记下来以便问老师。 30、常对学过的知识进行分类、比较。 31、常回忆当天学过的东西。 32、有时和同学一起“一问一答”式地复习。 33、原来的学习方法不管用时，马上改变方法。 34、注意学习别人的解题方法。 35、一门课的成绩下降了，考虑自己的学习方法是否合适。 36、留意别人好的学习方法，学来用用。 37、抓住一天学习的重点内容做题或思考。 38、不断试用学习方法，然后找出最适合自己的。 04学习过程的自主性 39、解题遇到困难时，仍能保持心平气和。 40、在学习时很少烦躁不安。 41、做作业时，恰好有自己喜欢的电视节目，仍会坚持做作业。 42、学习时有朋友约我外出，会想办法拒绝。 43、写作文或解题时，会时刻注意不跑题。 44、解决问题时，要检验每一步的合理性。 45、时时调整学习进度，以保证自己在既定时间内完成任务。05学习结果的评价与强化 46、做完作业后，自己认真检查一遍。 47、常让同学提问自己学过的知识。 48、经常反省自己一段时间的学习进步与否。 49、常常对一天的学习内容进行回顾。 50、考试或作业出现错误时，仔细分析错误原因。 51、每当取得好成绩时，总要找一找进步的原因。 52、如果没有按时完成作业，心里就过意不去。 53、如果因贪玩而导致成绩下降，就心里责怪自己。 54、考试成绩不好的时候，鼓励自己加倍努力。 06学习环境的控制 55、总给自己树立一个学习的榜样。 56、常和别人一起讨论问题。 57、遇到问题自己先想一想，想不出来就问老师或同学。 58、自己到书店选择适合自己的参考书。 59、常到图书馆借阅与学习有关的书籍。 60、经常查阅书籍或上网查找有关课外学习的资料。 小课堂：如何培养中学生的自主学习能力？ 自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。在中学阶段，至关重要！！以学生作为学习的主体，学生自己做主，不受别人支配，不受外界干扰通过阅读、听讲、研究、观察、实践等手段使个体可以得到持续变化（知识与技能，方法与过程，情感与价值的改善和升华）的行为方式。如何培养中学生的自主学习能力？ 01学习内容的自主性 1、以一个成绩比自己好的同学作为目标，努力超过他。 2、有一个关于以后的人生设想。 3、每学期开学时，都根据自己的学习情况设立一个学期目标。 4、如果没有达到自己的目标，会分析原因，再加把劲。 5、学习目标设定之后，会自己思考或让别人帮助分析是否符合自己的情况。 6、会针对自己的弱项设定学习目标。 7、常常看一些有意义的课外书或自己找(课外题)习题做。 8、自习课上，不必老师要求，自己知道该学什么。 9、总是能很快选择好对自己有用的学习资料。 10、自己不感兴趣的学科也好好学。 11、课堂上很在意老师提出的重点、难点问题。 12、会花很多时间专攻自己的学习弱项。 02时间管理 13、常常为自己制定学习计划。 14、为准备考试，会制定一个详细的计划。 15、会给假期作业制定一个完成计划，而不会临近开学才做。 16、常自己寻找没有干扰的地方学习。 17、课堂上会把精力集中到老师讲的重点内容上面。 18、做作业时，先选重要的和难一点的来完成。 19、作业总是在自己规定的时间内完成。 20、作业少时，会多自学一些课本上的知识。 03 学习策略 21、预习时，先从头到尾大致浏览一遍抓住要点。 22、根据课后习题来预习，以求抓住重点。 23、预习时，发现前面知识没有掌握的，回过头去补上来。 24、常常归纳学习内容的要点并想办法记住。 25、阅读时，常做标注，并多问几个为什么。 26、读完一篇文章，会想一想它主要讲了哪几个问题。 27、常寻找同一道题的几种解法。 28、采用一些巧妙的记忆方法，帮助自己记住学习内容。 29、阅读时遇到不懂的问题，常常标记下来以便问老师。 30、常对学过的知识进行分类、比较。 31、常回忆当天学过的东西。 32、有时和同学一起“一问一答”式地复习。 33、原来的学习方法不管用时，马上改变方法。 34、注意学习别人的解题方法。 35、一门课的成绩下降了，考虑自己的学习方法是否合适。 36、留意别人好的学习方法，学来用用。 37、抓住一天学习的重点内容做题或思考。 38、不断试用学习方法，然后找出最适合自己的。 04学习过程的自主性 39、解题遇到困难时，仍能保持心平气和。 40、在学习时很少烦躁不安。 41、做作业时，恰好有自己喜欢的电视节目，仍会坚持做作业。 42、学习时有朋友约我外出，会想办法拒绝。 43、写作文或解题时，会时刻注意不跑题。 44、解决问题时，要检验每一步的合理性。 45、时时调整学习进度，以保证自己在既定时间内完成任务。05学习结果的评价与强化 46、做完作业后，自己认真检查一遍。 47、常让同学提问自己学过的知识。 48、经常反省自己一段时间的学习进步与否。 49、常常对一天的学习内容进行回顾。 50、考试或作业出现错误时，仔细分析错误原因。 51、每当取得好成绩时，总要找一找进步的原因。 52、如果没有按时完成作业，心里就过意不去。 53、如果因贪玩而导致成绩下降，就心里责怪自己。 54、考试成绩不好的时候，鼓励自己加倍努力。 06学习环境的控制 55、总给自己树立一个学习的榜样。 56、常和别人一起讨论问题。 57、遇到问题自己先想一想，想不出来就问老师或同学。 58、自己到书店选择适合自己的参考书。 59、常到图书馆借阅与学习有关的书籍。 60、经常查阅书籍或上网查找有关课外学习的资料。 化学反应与能量说课稿 一、教材分析 化学反应与能量的相关内容主要出现在必修2第二章第一节化学能与热能和选修4第一章化学反应与能量，通过认真分析教材的这部分内容，发现主要考点有宏观、微观分析化学反应中能量变化的原因，吸热反应、放热反应的判断，反应热、焓变、燃烧热，中和热等概念的理解，热化学反应方程式的书写和判断，盖斯定律和反应热的计算，以及能源等。 统观整个高中化学教材，除了以物质结构知识统帅整个化学教材外，还以化学变化中的能量变化来组织教材。其原因是化学反应过程的能量变化对人类十分重要。能源是人类生存和发展的重要物质条件。 本部分内容与后面电化学基础形成了一个能量转化的体系，使学生对化学反应中能量的变化有了整体认识。本节通过对化学能与热能相互转化的探讨，使学生感悟到化学反应在人类利用能源的历史过程中充当的关键角色，初步树立起科学的能源观，形成将化学能与热能相互转化的化学知识应用于生产、生活实践的意识，并引导学生形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的概念。 考情分析：反应热已成为近几年高考全国卷的必考内容，主要在全国卷非选择题部分某一问中结合化学反应速率、化学平衡及工艺流程进行考查，考查内容常与盖斯定律的应用和反应热的计算有关。随着能源问题的日益突出，与新能源问题相关的考点也引起了关注。 命题趋向：预计在2019年高考中，反应热的考查内容将不断拓宽，对热化学方程式的书写及盖斯定律的应用要求会有所提高，另外试题会更加关注能源问题，以期引导考生形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的概念。 三、学情分析 化学反应与能量在必修2和选修4中都有，学生在学习这部分内容时已经基本掌握了化学反应中能量变化的有关概念，能书写和判断简单的热化学方程式，并且可以根据公式计算 第一节课时1反应热与焓变 一、单项选择题 1．下列过程一定释放出能量的是() A．化合反应B．分解反应 C．分子拆成原子D．原子组成分子 2．下列说法正确的是() A．焓变是指物质参加反应时的能量变化 B．当反应放热时ΔH＞0，吸热时ΔH＜0 C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应 D．一个化学反应中当反应物能量大于生成物能量时，反应放热，ΔH为“－” 3．下列物质加入水中，显著放热的是() A．固体NaCl B．生石灰 C．无水乙醇D．固体NH4NO3 4．下列说法正确的是() A．凡有能量变化的过程都是化学变化 B．吸热反应只能在加热条件下才能进行 C．放热反应可能需要加热才能进行 D．天然气在空气中燃烧时，其化学能将全部转化为热能 5．由图分析，下列叙述正确的是() 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，B＋C―→A是放热反应 6．(2011·临沂高二检测)下列说法中正确的是() A．干冰蒸发要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应 B．酒精常被用作酒精灯和内燃机中的燃料，说明酒精燃烧是放热反应 C．木炭常温下不燃烧，加热才燃烧，说明木炭燃烧是吸热反应 D．人们用氢氧焰焊接或切割金属，主要是利用了氢气和氧气化合时所吸收的能量7．已知化学反应：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法中不正确的是() A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量 B．56 g CO和32 gO2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量 《化学反应与能量变化》教案 一、教学目标： 知识与技能 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关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法 2、通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点： 重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 难点：焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写 三、教学方法： 教学中充分利用多媒体演示实验、实物感知、图表数据分析和多媒体计算机辅助教学等手段，充分调动学生的参与意识，注意利用图示的方式将抽象的内容形象化。师生共同创设一种民主、和谐、生动活泼的教学氛围，使学生敢于参与教学过程，敢于提出问题，敢于真正成为课堂的主人。 四、教学程序： 五、板书设计 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化 一、反应热焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H ＜0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和–生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。2．书写热化学方程式的注意事项： 4．热化学方程式的应用 六、教学反思： 本节课采用教师提问或学生互相交流的方式创设问题情境，学生以小组为单位进行讨论。这种方式既调动了学生的积极性又增加了内容的趣味性，激发了学生的集体荣誉感，培养了学生交流与合作的能力。学生们主动、积极地参与到活动中来，自由地表达着自己的观点，由此获得了成功的快乐和合作的愉悦。既符合化学学科的特点,也符合学生的心理和思维发展的特点。我认为本节最大的亮点是通过恰当的设计和引导，让学生在实验探究中提高学习兴趣，并轻松的获得知识，还启迪了学生的思维、培养了学生的动手能力和创新能力。让学生在实践中学会交流，学会合作，并认识到合作是学习的有效途径。更重要的是，给学生提供了充分展示自己的机会，实现了课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现了学生的主体地位，大大激发学生学习的积极性。 《选修四第一章第一节焓变反应热》导学案（第1课时） 高二班第组姓名组内评价教师评价 【课标要求】 1、了解化学反应中能量变化的原因和能量转化形式。 2、了解化学能与热能的相互转化，反应热和焓变的含义。 3、理解吸热反应、放热反应的实质； 【难点重点】 1、焓变、反应热的概念； 2、从化学键角度认识化学反应能量变化的原因 【新课导学】 （自主学习教材独立思考问题）P2-3 1．焓变 (1)焓变 ①概念：焓(H)是与有关的物理量。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的即焓变(ΔH)决定。 ②常用单位： (或 )。 (2)焓变与反应热的关系 恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此，我们常用表示反应热。 2．1 mol H 2分子中的化学键断裂吸收436 kJ的能量，1 mol Cl 2 分子中的化学键断裂吸收243 kJ的 能量，2 mol HCl分子中的化学键形成释放862 kJ的能量，则H 2(g)＋Cl 2 (g)===2HCl(g)的反应放出 的热量为。 3．【资料】体系与环境 体系：环境： 例如：研究物质在水溶液中的反应，就是体系，而便是环境。 4．浓硫酸溶于水放出热量，是放热反应吗？ 5．下列反应属于放热反应的是( ) A．Al与稀盐酸反应 B．C＋CO 2 ===== △ 2CO C．KClO 3 受热分解 D．NaOH溶于水 课堂活动区（合作探究重点互动撞击思维） 一、放热反应与吸热反应的比较 【典例1】已知H 2 (g)＋ 2 O 2 (g)===H 2 O(g)反应过程中能量变化如图所示，请问： （1）a、b、c分别代表什么意义？ （2）该反应是放热反应还是吸热反应？ （3）ΔH大于零还是小于零？ 第一节化学反应与能量的变化 第1课时焓变反应热 ●课标要求 1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2．能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义。 ●课标解读 1.由能量转化的原因分析吸热和放热反应。 2．了解反应热和焓变的涵义。 3．由化学键理论分析能量转化的原因。 ●教学地位 本课时介绍的是热化学的一些初步知识，以启发学生从能量角度考虑化学反应问题，有利于学生较全面地认识化学反应的本质。再联系化学反应的本质，即反应物分子的旧化学键的断裂所需要的能量和生成物分子新化学键的形成所放出的能量，定量讨论反应的能量变化，说明了宏观的反应热和微观的化学键断裂和形成所吸收和放出的总能 量之间的关系。是学习本章的基础。 ●新课导入建议 摇冰饮料摇热饮料 “迪尔摇”系列摇冷摇热饮料是由北京世纪通投资集团下属的全资 子公司北京迪乐创新科技有限公司开发生产的独家专利产品。产品只需轻轻一摇就会在瞬间变冰或变热，操作简单快捷。这种摇冷、摇热 饮料是在饮料罐的夹层中分别装有某种物质，摇动混合后产生热效应引起的。 同学们，你估计摇冰、摇热饮料罐的夹层中各装了哪些物质？ 【提示】摇冰饮料：硝酸铵和水 摇热饮料：生石灰和水。 ●教学流程设计 课前预习安排：看教材P2～3填写【课前自主导学】中的内容，并完成【思考交流】。?步骤1：导入新课、本课时的教材地位分析。?步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。?步骤3：师生互动完成“探究1，反应热与自身能量、化学键的关系及计算”可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行。 ? 步骤6：师生互动完成【探究2】吸热反应与放热反应的比较，可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行，建议教师除【例2】外，再变换一下命题角度，可采用【教师备课资源】中的例题，拓展学生的思路。?步骤5：在老师指导下学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、4两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。?步骤4：教师通过【例1】和教材P2页的讲解研析，对【探究1】的内容进行概括总结。 步骤7：教师通过例2和P3页讲解研析，对“吸热和放热反应”进行总结。?步骤8：在老师指导下由学生自主完成【当堂双基达标】 课时作业1反应热和焓变 一、选择题(每小题4分，共48分) 1．下列说法中，正确的是() A．在化学反应中发生物质变化的同时，不一定发生能量变化 B．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应 C．放热反应，使体系的温度升高；吸热反应，使体系的温度降低 D．生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时，ΔH<0 2．在一化学反应中，其产物的总能量为60kJ，如果该反应是放热反应，那么反应物的总能量应当是() A．50kJ B．20kJ C．30kJ D．80kJ 3．反应热是() A．专指化学反应过程中吸收的热量 B．特指1mol反应物燃烧时放出的热量 C．不论多少物质反应放出的热量都是反应热 D．热化学方程式中标注的“±××kJ/mol” 4．下列说法正确的是() A．反应热就是反应中放出的能量 B．在任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热 C．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多 5．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法中正确的是() A．石墨不如金刚石稳定 B．金刚石不如石墨稳定 C．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多 D．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多 6．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是() A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应 B．水分解产生氢气和氧气时放出能量 C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2 化学反应热与焓变 Prepared on 22 November 2020 化学反应热与焓变 1．(2010·江苏扬州3月模拟)一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NO x )的污染。已知： ①CH 4(g)＋4NO 2(g)===4NO(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)； ΔH ＝－574 kJ ·mol －1 ②CH 4(g)＋4NO(g)===2N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)； ΔH ＝－1 160 kJ ·mol －1 下列正确的选项是( ) A ．CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝－867 kJ ·mol －1 B ．CH 4催化还原NO x 为N 2的过程中，若x ＝，则转移的电子总数为 mol C ．若 mol CH 4还原NO 2至N 2，在上述条件下放出的热量为 kJ D ．若用标准状况下4.48L CH 4还原NO 2至N 2，整个过程中转移的电子总数为 mol 2．已知下列热化学方程式： Fe 2O 3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO 2(g)； ΔH ＝－ kJ/mol Fe 2O 3(s)＋13CO(g)===23Fe 3O 4(s)＋1 3CO 2(g)； ΔH ＝－ kJ/mol Fe 3O 4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO 2(g)； ΔH ＝＋ kJ/mol 则14 g CO 气体还原足量FeO 固体得到Fe 固体和CO 2气体时对应的ΔH 约为( ) A ．－218 kJ/mol B ．－109 kJ/mol C ．＋218 kJ/mol D ．＋109 kJ/mol 3．下列反应中，其反应放热的是( ) ①NaOH 溶液中加入盐酸 ②由乙醇制C 2H 4 ③铝热反应 ④由氯酸钾制O 2 A ．①② B ．②③ C ．①③ D ．①④ 4．已知：Fe 2O 3(s)＋32C(s)===3 2 CO 2(g)＋2Fe(s) ΔH ＝－ kJ ·mol －1 C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－ kJ ·mol －1 则2Fe(s)＋3 2O 2(g)===Fe 2O 3(s)的ΔH 是( ) A ．－ kJ ·mol －1 B ．－ kJ ·mol －1 C ．－ kJ ·mol －1 D ．－ kJ ·mol －1 5．将V 1 mL mol ·L －1 HCl 溶液和V 2 mL 未知浓度的NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中 始终保持V 1＋V 2＝ 50 mL)。下列叙述正确的是( ) A ．做该实验时环境温度为22℃ B ．该实验表明化学能可以转化为热能 C ．NaOH 溶液的浓度约为 mol ·L －1 第一章 化学反应与能量变化（1） 第二节反应热与焓变 一、绪言 1、 有效碰撞： 2、活化分子： 。 3、活化能： 。 二、反应热 1、定义：化学反应在 下反应时所释放或吸收的热量。 2、吸收或释放的热量称为热效应 当一定条件为恒压条件时，此时化学反应吸收或释放的热量称为焓变 三、焓变 1、定义：化学反应在 下的热效应。 2、单位：KJ /mol 3、表示符号：ΔH 4、表达式：ΔH=反应物总键能—生成物总键能 【思考】：化学反应怎么会有能量变化呢？ 微观上： H2 + Cl2 =====点燃 2HCl 键能（KJ /mol ） 436 243 断键（吸收能量）=（426+243）KJ /mol H + Cl H + Cl 形成键（释放能量）=（2*431）KJ /mol ΔH=反应物总键能—生成物总键能=（426+243）+（2*431）= —184.6 KJ /mol 【思考】：“—184.6”中的负号代表什么意思？ 说明整个反应体系放出的能量比收吸的能量多，总的看来，整个反应是一个放热反应，所以 ΔH<0 为放热反应 规定： 当ΔH 为“—“或ΔH <0 为放热反应 当ΔH 为“+”或ΔH>0 为吸热反应 四、宏观上的能量变化图 从能量图可知，反应物的总能量 生成物的总能量，这个化学反应为 反应， ΔH 。 【思考】：吸热反应的能量变化图是怎样的呢？在右边的图中 画出 从图上可知，反应物的总能量 生成物的总能量， ΔH 。 五、常见的放热反应 1、多数化和反应 如：Na 2O ＋H 2O===2NaOH CaO ＋H 2O===Ca(OH)2 2、活泼金属与算或H2O 反应 如：2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑ Mg +H2SO4=MgSO4+H2 3、酸碱中和反应： 如：2KOH ＋H 2SO 4===K 2SO 4＋2H 2O NaOH+HCl=NaCl+H2O 4、燃烧反应（C 、CO 、H2、有机物等的燃烧反应） 如：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2 CH 3CH 2OH ＋3O 2=====点燃 2CO 2＋3H 2O 六、常见的放热反应 1、多数的分解反应 如：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑ CuSO 4·5H 2O=====△ CuSO 4＋5H 2O 2、铵盐与碱的反应 如：2NH 4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H 2O(s)===BaCl 2＋2NH 3↑＋10H 2O 3、以C 、H2、CO 作还原剂的氧化反应 C(s)＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2 ④CO 2＋C=====△2CO 4、盐的水解反应 七、ΔH 与ΔE 的比较 ΔH=反应物总键能—生成物总键能 ΔE=生成物的总键能—反应物的总键能 ΔH 与ΔE 数值的绝对值相等 ΔH = —ΔE 【例题与练习】：1、下列说法正确的是（ ） A 反应热是1 mol 物质参加反应时的能量变化 B 、当反应烦热时ΔH>0，当反应吸热时ΔH <0 C 在加热条件下发生的反应均为吸热反应 D 在一个化学反应中，当反应物能量大于生产物能量时，反应放热，ΔH 为“—” 2、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 【练习】：1、CO(g)+与H 2O(g)反应的能量变化如图所示，有关两者反 应的说法正确的是（ ） A 、该反应为吸热反应 B 、该反应不需要加热就能进行 C 、CO(g)和H 2O(g)具有的总能量大于CO 2(g)和H 2(g)具有的总能量 D 、1mol CO 2(g) 和1 mol H 2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H 2O(g)要 放出41KJ 热量 2、下列说法中正确的是（ ） A 、物质发生化学反应都伴随着能量的变化，有能量变化的都 是化学反应 B 、伴有能量变化的物质变化都是化学变化 【教学目标】二课时 ①知识与技能 ⑴了解化学反应中能量变化的实质，理解反应热、放热反应、吸热反应、焓及焓变等概念。 ⑵明确测定反应热的要点，测定反应热的基本原理和方法。 ⑶能熟练书写热化学方程式，能利用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 ②过程与方法 ⑴通过化学反应中的能量变化，理解放热反应和吸热反应的实质。且会利用量热计测定反应热。 ⑵能从能量的角度说明“焓”及“焓变”的意义，能熟练书写热化学方程式。 ③情感态度与价值观 通过常见的化学反应的热效应，结合物质的结构，体会化学反应的实质，感受化学反应中的能量变化及能源危机，培养学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，感受化学世界的奇妙，培养创新精神和实践能力。 【学习重难点】 重点：１．理解放热反应和吸热反应的实质。 ２．熟练书写热化学方程式。 难点：能量变化实质，键能的含义 【教学过程】 引言；在化学必修２中我们已经学习了化学反应中的能量变化，我们说化学反应中不仅是物质的转变，同时还伴随着能量变化。这个能量就是反应热。那什么是反应热呢？ 回顾：一、反应热 １、反应热：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同的温度时，所吸收或放出的热量叫反应热。 讲述：在化工生产和科学实验中，化学反应通常是在敞口容器中进行的，反应体系的压强与外界压强相等，即反应是在恒压下进行的。 ２、焓变：在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为焓变。 符号；△H 单位：kJ/mol 两者的关系：焓变与“等压”反应且“能量全部转化为热能”时的反应热相等。一般没特别指明时，两者的数值相等。 问：一个化学反应，根据反应过程是吸收热量还是放出热量，可把反应分为什么？ ３、放热反应和吸热反应 放出热量的反应称为放热反应。△H（焓变）<0表示放热 吸收热量的反应称为吸热反应，△H（焓变）>0表示吸热反应 ４、常见的放热反应和吸热反应 放热反应：燃料的燃烧、酸碱中和反应、金属与酸的反应、大多数的化合反应。 吸热反应：Ba（OH）２.8H２O+NH４Cl、碳与H２O、CO２的反应、大多数分解反应、C（H２）+CuO、盐类水解等 思考：放热反应一定不需要加热或吸热反应一定需要加热，对吗？ 结论：化学反应的热效应与该反应是否需要加热没有必然的联系，放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生，开始反应时需加热的反应可能是放热反应也可能是吸热反应，但反应过程中需要持续加热的反应一定是吸热反应。 问：反应中为什么会有能量的变化？ 宏观：能量守恒作用 第一节反应热 第1课时反应热焓变 [核心素养发展目标] 1.科学探究：理解反应热测定的原理和方法，会分析产生误差的原因，不断完善和改进测定方法。2.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。3.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。 一、反应热及其测定 1．体系与环境 被研究的物质系统称为体系，与体系相互影响的其他部分称为环境。如：将试管中的盐酸、 NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系；盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。 2．反应热 在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 3．实验探究：中和反应反应热的测定 (1)测定原理：环境温度不变时，根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。即利用公式Q＝cmΔt进行计算。 (2)实验装置 ①将如图实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。 ②各部分仪器的作用 a．玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触。 b．隔热层的作用是减少热量的散失。 c．温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。 (3)实验步骤 ①反应物温度测量(t1)：测量混合前50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L－1氢氧化钠溶液的温度，取两温度平均值，记录为起始温度t1。 ②反应后体系温度测量(t2)：将酸碱溶液迅速混合，用玻璃搅拌器轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录为终止温度t2。 ③重复实验操作两次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 (4)实验数据处理 某实验小组测定数据如下，请填写表中空白 第1课时焓变反应热 学习目标核心素养 1.知道化学反应中能量转化的原因和常见的 能量转化形式。 2．记住常见的放热反应和吸热反应。 3．理解反应热和焓变的含义，会用反应热的表达式进行计算。 4．能结合能量变化图像分析放热反应和吸热反应。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。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，形成能量是可以相互转化的观念，体会引入焓变概念的价值。 一、焓变反应热 1．焓变 ①焓(H)：与内能有关的物理量。 ②焓变(ΔH)：生成物与反应物的焓值差，决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。 2．反应热 ①概念：化学反应过程中所放出或吸收的能量。 ②与焓变的关系：恒压条件下的反应热等于焓变，单位kJ·mol－1。 二、化学反应过程中能量变化的原因 1．微观角度 ①化学反应的本质及特点 ②举例(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例) 2.宏观角度 3．结论：ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝反应物键能总和－生成物键能总和三、化学反应过程中能量变化的表示 2．举例 1 mol C和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO和1 mol H2，需吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热ΔH ＝＋131.5_kJ·mol－1。 探究点一吸热反应和放热反应 1．放热反应与吸热反应的比较 放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应 形成原因反应物的总能量大于生成物的 总能量 反应物的总能量小于生成物的 总能量 与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能 量大于反应物分子断键时吸收 的总能量 生成物分子成键时释放的总能 量小于反应物分子断键时吸收 的总能量 表示方法ΔH<0 ΔH>0 图像表示 说明1.(1)对于放热反应，由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低，故ΔH<0，即ΔH为“－”。 (2)对于吸热反应，由于反应吸收来自环境的能量而使反应体系的能量升高，故ΔH>0，即ΔH为“＋”。 2．同一个反应向正逆两个方向进行时，一个方向释放能量，另一个方向必然吸收能量，但能量的绝对值相等。 (1)常见的放热反应 ①所有的燃烧反应：木炭、H2、CH4等在O2中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 教学目标： 1.能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热的概念。 2.知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。 教学重点、难点：化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。 探究建议：查阅资料、交流探究。 课时划分：一课时。 教学过程： [讨论]在我们学过的化学反应当中，有哪些反应伴随着能量（热量）变化？ [引言]通过讨论知道，在化学反应当中，常件有能量变化，现在我们来学习化学反应中的能量变化。 [板书] 化学反应的焓变 一、反应热焓变：在化学反应过程中放出或吸收的热量、通常叫做反应热。又 称焓变。 （1）符号：用△H表示。 （2）单位：一般采用kJ/mol。 （3）可直接测量，测量仪器叫量热计。 （4）研究对象：一定压强下，在敞口容器中发生的反应所放出或吸收的热量。 （5）反应热产生的原因： [设疑]例如：H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g) 实验测得lmol H2与lmol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量，从微观角度应如何解释？ [析疑] 化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ＋243kJ＝679 kJ， 化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝862 kJ， 反应热的计算：862kJ—679kJ=183kJ [讲述]任何化学反应都有反应热，这是由于反应物中旧化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用而吸收能量；当原子重新组成生成物、新化学键形成时，又要释放能量。新化学键形成时所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂时所吸收的总能量的差就是此反应的反应热。 [板书] （6）反应热表示方法： [学生阅读教材小结] 2020年高二化学人教选修4同步导学提分教程： ——焓变反应热 【自主导学】 一、焓变反应热 1．焓与焓变 (1)焓(H)：与□01内能有关的物理量。 (2)焓变(ΔH)：生成物与反应物的□02焓值差，决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。 2．反应热 (1)概念：化学反应过程中所□03放出或吸收的能量。 (2)与焓变的关系：□04恒压条件下的反应热等于焓变。 (3)单位：□05kJ·mol－1。 二、化学反应过程中能量变化的原因 1．微观角度 (1)化学反应的本质： (2)以H 2(g)＋Cl 2 (g)===2HCl(g)反应的能量变化为例： 2．宏观角度 1．化学反应都伴随能量变化吗？ 提示：所有化学反应都伴随着能量变化，因为旧化学键断裂所吸收的能量和新化学键形成所放出的能量不可能完全相同。 2．从微观和宏观两个角度怎样理解H 2(g)＋Cl 2 (g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·mol－1中的“183 kJ”？ 提示：从微观上看，断裂1 mol氢氢键和1 mol氯氯键所吸收的能量比形成 2 mol氢氯键释放的能量少18 3 kJ。从宏观上看1 mol H 2(g)和1 mol Cl 2 (g)所 具有的总能量比2 mol HCl(g)所具有的总能量多183 kJ。 3．H 2(g)和Cl 2 (g)在光照条件下也可以发生上述反应，那么该反应的ΔH是 否发生变化？ 提示：焓变不发生变化，ΔH仍为－183 kJ·mol－1；因为化学反应的焓变与反应条件无关。 二、化学反应过程中能量变化的原因 1．放热反应和吸热反应的比较 高中化学选修4第一章第一节化学反应与能量变化教案 【提问】推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢 【讲解】对，能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。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）。所以，研究化学反应中的能量变化，就显得极为重要。下面让我们一同进入选修4 化学反应原理的学习 【板书】第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量变 【回忆】通过必修二的学习，我们知道化学反应过程中不仅有物质的变化，还有能量的变化。那么常见的能量变化形式有哪些 【学生】阅读本章引言回答：热能、电能、光能等 【过渡】当能量以热的形式表现时，我们把化学反应分为放热反应和吸热反应，你能列举常见的放热反应和吸热反应吗 【回答】放热反应如燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应等；吸热反应如大多数分解反应、金属氧化物的还原反应等 【质疑】为什么化学反应过程中有的放热、有的吸热为什么说“化学反应过程中能量的变化是以物质的变化为基础的” 【回忆】我们知道化学反应的实质就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，那么化学键断裂的过程中能量是如何变化的 【提问】当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的能否从微观的角度解释能量变化的原因 【回答】水分子之间存在分子间作用力，当水从液态变成气态时，分子间距离增大，所以要吸收能量 【分析】虽然力的种类和大小不同，但是本质都一样，就是形成作用力时要放出能量；破坏作用力时要吸收能量，即物质的变化常常伴随能量的变化 【探究】给出具体实例，图例，请学生分析图中包含的信息 【引导】在化学反应H 2 +Cl 2 =2HCl的过程中能量变化如何 【投影】 【提问】为什么化学反应过程中会有能量的变化从两个角度来考虑：1、从化学键的角度看化学反应是怎样发生的与能量有什么关系2、反应物和生成物的相对能量的大小 【图像分析】1molH 2和1molCl 2 反应得到2molHCl要放出183kJ的能量；断开1molH-H 键需要吸收436kJ的能量；断开1molCl-Cl键需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl 键能放出431kJ的能量； 【讲解】1、从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要释放出能量，断开化学键吸收的能 第1课时焓变反应热 焓变反应热 在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。 1．焓和焓变 焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJ·mol－1，符号：H。 焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJ·mol－1，符号：ΔH。 2．化学反应中能量变化的原因 化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。 任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。 ΔH＝反应物分子的总键能－生成物分子的总键能。 3．放热反应与吸热反应 当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。 (1)当ΔH为“－”或ΔH<0时，为放热反应，反应体系能量降低。 (2)当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应，反应体系能量升高。 4．反应热思维模型 (1)放热反应和吸热反应 放热反应吸热反应 (2)反应热的本质 (以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－186 kJ·mol－1为例) E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl)E2：2E(H—Cl)ΔH＝E1－E2 知识点一有关反应热的概念 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．放热反应在常温下一定很容易发生 C．吸热反应在一定的条件下也能发生 D．焓变的符号是ΔH，单位是kJ·mol－1，反应热的单位是kJ 2．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是() A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应 B．水分解产生氢气和氧气时放出能量 C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应 D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 训练1焓变反应热 [基础过关] 一、放热反应和吸热反应 1．下列说法不正确的是( ) A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B．对于ΔH>0的反应，反应物的能量小于生成物的能量 C．放热反应都不需要加热就能发生 D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生 2．下列反应属于吸热反应的是( ) A．炭燃烧生成一氧化碳 B．中和反应 C．锌粒与稀硫酸反应制取H2 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 3．下列变化一定为放热的化学反应的是( ) A．H2O(g)===H2O(l)放出44 kJ热量 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 二、反应热、焓变 4．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<0 C．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 5．在相同条件下，下列两个反应放出的热量分别用ΔH1和ΔH2表示：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2 则( ) A．ΔH2>ΔH1B．ΔH1>ΔH2 C．ΔH1＝ΔH2D．无法确定 6．科学家已获得了极具理论研究意义的N 4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol N —N 键吸收193 kJ 热量，断裂1 mol N≡N 键吸收941 kJ 热量，则 ( ) A ．N 4的熔点比P 4高 B ．1 mol N 4气体转化为N 2时要吸收724 kJ 能量 C ．N 4是N 2的同系物 D ．1 mol N 4气体转化为N 2时要放出724 kJ 能量 三、热化学方程式 7．沼气是一种能源，它的主要成分是CH 4。 mol CH 4完全燃烧生成CO 2和液态水时放出445 kJ 的热量，则下列热化学方程式中正确的是 ( ) A ．2CH 4(g)＋4O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝＋890 kJ·mol －1 B ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋890 kJ·mol －1 C ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890 kJ·mol －1 CH 4(g)＋O 2(g)===1 2 CO 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝－890 kJ·mol －1 8．由氢气和氧气反应生成1 mol 水蒸气放出 kJ 的热量，1 g 水蒸气转化为液态水放出 kJ 的热量，则下列热化学方程式书写正确的是 ( ) A ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－ kJ·mol －1 B ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－ kJ·mol －1 C ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝＋ kJ·mol －1 D ．H 2(g)＋1 2 O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝＋ kJ·mol －1 9．根据热化学方程式：S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝a kJ·mol －1 (a ＝－。分析下列说法，其中不正确的是 ( ) A ．S(s)在O 2(g)中燃烧的反应是放热反应 B ．S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝b kJ·mol －1 ，则a >b C ．1 mol SO 2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O 2(g)所具有的能量之和 D ．16 g 固体硫在空气中充分燃烧，可吸收 kJ 的热量 [能力提升] 10．白磷与氧气可发生如下反应：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 －1 、P —O ：b kJ·mol －1 、P===O ：c kJ·mol －1 、O===O ：d kJ·mol －1 。 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化 第1课时 焓变 反应热 [目标要求] 1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。 2.知道反应热与化学键的关系。 3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。 焓变 反应热 在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。 1．焓和焓变 焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJ·mol－1，符号：H。 焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJ·mol－1，符号：ΔH。 2．化学反应中能量变化的原因 化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。 任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。 ΔH＝反应物分子的总键能－生成物分子的总键能。 3．放热反应与吸热反应 当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。 (1)当ΔH为“－”或ΔH<0时，为放热反应，反应体系能量降低。 (2)当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应，反应体系能量升高。 4．反应热思维模型 (1)放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 (2)反应热的本质 (以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－186 kJ·mol－1为例) E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl) E 2：2E (H—Cl) ΔH ＝E 1－E 2 知识点一 有关反应热的概念 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 ．放热反应在常温下一定很容易发生 C ．吸热反应在一定的条件下也能发生 D ．焓变的符号是ΔH ，单位是kJ·mol －1，反应热的单位是kJ 答案 C 2．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是( ) A ．电解熔融的Al 2O 3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应 B ．水分解产生氢气和氧气时放出能量 C ．相同状况下，反应2SO 2＋O 2===2SO 3是一个放热反应，则反应2SO 3===2SO 2＋O 2是一个吸热反应 D ．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 答案 C 解析 由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C 正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al 2O 3的分解都应该是吸收能量的反应，故A 、B 、D 错误。 知识点二 反应热与化学键键能的关系 3．通常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)： 化学键H—H Cl—Cl Cl—H 键能/(kJ·mol －1)436243431 请计算H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)的反应热( ) A ．＋862 kJ·mol －1 B ．＋679 kJ·mol －1 C ．－183 kJ·mol －1 D ．＋183 kJ·mol －1 答案 C 解析 拆开1 mol H 2和1 mol Cl 2中的化学键所吸收的能量是436 kJ·mol －1＋243 kJ·mol －1＝679 kJ·mol －1；形成2 mol HCl 所放出的能量是431 kJ·mol －1×2＝862 kJ·mol －1，所以该反应的反应热是679 kJ·mol －1－862 kJ·mol －1＝－183 kJ·mol －1。4. 白磷的化学式为P 4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P 4O 10)，在十氧化四磷分子里只存在P—O 和P===O 两种共价键。 已知几种共价键的键能：P—O 360 kJ·mol －1； P===O 585 kJ·mol －1；P—P 198 kJ·mol －1； O===O 498 kJ·mol －1。 请问：在P 4(s)＋5O 2(g)===P 4O 10(s)中，ΔH ＝______________。 答案 －2 982 kJ·mol －1 解析 由P 4的分子结构和P 4＋5O 2P 4O 10的物质变化，在P 4O 10分子中 =====点燃 只存在P—O 和P===O 两种共价键，P 4O 10中P 显＋5价、O 显－2价等事实可知，在P 4分子 化学反应的焓变 教学目标：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。 教学重点：使学生初步理解焓变的概念，会书写热化学方程式。 教学难点：从微观的角度讨论能量变化实质。 教学模式：自学探究讲练结合 教学过程： 一、自学探究 1．叫反应热。2．定义：称为反应的焓变。 用符号表示，单位一般采用。 3．称为放热反应。 称为吸热反应。4．为什么有些反应是放热的，而有些反应是吸热的？ 5．请回忆学过的化学反应中，哪些是放热反应，哪些是吸热反应？ 二、总结 1．化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。 2．在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。 反应热用符号△H表示，单位一般为kJ/mol。 3．化学反应中放出热量的反应称为放热反应。当△H<0 时，为放热反应。 化学反应中吸收热量的反应称为吸热反应。当△H>0 时，为吸热反应。4．（宏观解释）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总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。一个化学反应是放出能量还是吸收能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 （1）当反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应。 （2）当反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应。 （微观解释）化学反应的本质：旧键的断裂和新键的形成，断键要吸收能量，成键要释放能量，总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。 （1）前者大于后者为吸热反应。 （2）前者小于后者为放热反应。 5．常见的放热反应： 常见的吸热反应： 三、自学探究 1． 叫做热化学方程式。 2．热化学方程式的书写注意点有哪些？ 3．热化学方程式与一般的化学方程式有什么区别？ 能量 反应过程 反应过程 能 量化学反应与能量教学设计
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