2019-2020年高中化學(xué) 1.1《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》教案 魯科版選修4.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 1.1《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》教案 魯科版選修4 知識(shí)與技能:通過(guò)反應(yīng)熱定義的學(xué)習(xí),了解反應(yīng)熱效應(yīng)的定量描述與反應(yīng)條件有關(guān);通過(guò)中和熱的實(shí)驗(yàn),了解反應(yīng)熱效應(yīng)的定量測(cè)定原理和方法;通過(guò)反應(yīng)焓變定義的學(xué)習(xí),了解反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變的關(guān)系;通過(guò)熱化學(xué)方程式的學(xué)習(xí),了解熱化學(xué)方程式的意義,了解燃燒熱的概念,體會(huì)熱力學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性;通過(guò)蓋斯定律求算反應(yīng)焓變,了解反應(yīng)焓變與變化途徑無(wú)關(guān),僅僅與狀態(tài)有關(guān);通過(guò)鍵能的變化求算反應(yīng)焓變,了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其能量變化的關(guān)系。 過(guò)程與方法:通過(guò)反應(yīng)熱定義的學(xué)習(xí),理解實(shí)驗(yàn)研究和理論研究在科學(xué)探究方面的意義;在學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、對(duì)比、分析、思考等方法對(duì)所獲得的信息進(jìn)行處理;通過(guò)反應(yīng)焓變概念的學(xué)習(xí),了解實(shí)驗(yàn)研究和理論研究在科學(xué)探究方面的意義;在學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、分析、遷移等思維方法來(lái)建構(gòu)新的概念;通過(guò)蓋斯定律求算反應(yīng)焓變的過(guò)程,體會(huì)數(shù)學(xué)、物理在學(xué)習(xí)化學(xué)中的重要性,注意理科之間的相互滲透和影響。 情感態(tài)度與價(jià)值觀:體會(huì)實(shí)驗(yàn)成功的喜悅,感悟科學(xué)探究的樂(lè)趣;養(yǎng)成良好的實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;體會(huì)思考帶給人的愉快情感體驗(yàn),感悟化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的樂(lè)趣;養(yǎng)成良好的實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)重點(diǎn):反應(yīng)熱概念的含義;熱化學(xué)方程式的正確書(shū)寫(xiě);熱化學(xué)方程式的正確書(shū)寫(xiě)以及反應(yīng)焓變的計(jì)算。 教學(xué)難點(diǎn):反應(yīng)焓變的計(jì)算 課時(shí)安排:共五課時(shí)(新課3課時(shí) 復(fù)習(xí)練習(xí)2課時(shí)) 教學(xué)過(guò)程: 第一課時(shí) 【引入新課】從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度看,化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的 生成,因此幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的釋放或吸收。通過(guò)過(guò)去對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí),我們知道在化學(xué)反應(yīng)中,化學(xué)能可以與多種形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,其中最普遍的能量轉(zhuǎn)化是化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)化。因此可以將化學(xué)反應(yīng)分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。 【板書(shū)】第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 【投影】 類型比較 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 定義 有熱量放出的化學(xué)反應(yīng) 吸收熱量的化學(xué)反應(yīng) 形成原因 反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量 反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量 與化學(xué)鍵強(qiáng)弱關(guān)系 生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時(shí)吸收的總能量 生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時(shí)吸收的總能量 【提問(wèn)】常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有哪些類型? 【學(xué)生】常見(jiàn)的放熱反應(yīng): ①活潑金屬與水或酸的反應(yīng) ②酸堿中和反應(yīng) ③燃燒反應(yīng) ④多數(shù)化合反應(yīng) 常見(jiàn)的吸熱反應(yīng): ①多數(shù)分解反應(yīng),如CaCO3 CaO+CO2↑ ②2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=BaCl2+2NH3 ↑+10H2O ③C(s)+H2O(g) CO+H2 ④CO2+C 2CO 【講解】注意:化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱,與反應(yīng)條件(加熱或不加熱)沒(méi)有關(guān)系。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)我們還可以借助下面的圖像來(lái)理解。 生成物 反應(yīng)物 能量 反應(yīng)過(guò)程 放熱反應(yīng) 生成物 反應(yīng)物 能量 反應(yīng)過(guò)程 吸熱反應(yīng) 【投影】 【練習(xí)】下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象的說(shuō)法不正確的是( AC ) A.放熱反應(yīng)時(shí)不必加熱 B.化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化 C.一般地說(shuō),吸熱反應(yīng)加熱后才能發(fā)生 D.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的數(shù)值與參加反應(yīng)的物質(zhì)的多少有關(guān) 【講解】為了定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或吸收的熱能,化學(xué)上把化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行時(shí),反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱之為該溫度下的熱效應(yīng),簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。 【板書(shū)】一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 (一)反應(yīng)熱 1、定義:當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí),反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng),簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。 2、反應(yīng)熱的意義:描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收熱量的物理量. 3、符號(hào): Q>0 反應(yīng)放熱 Q Q<0 反應(yīng)吸熱 4、獲得Q值的方法:(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)量法 (2)理論計(jì)算法 【講解】反應(yīng)熱可以根據(jù)反應(yīng)的類型分為多種,比如中和反應(yīng)放出的熱量叫中和熱,燃燒反應(yīng)放出的熱量為燃燒熱等等。 【板書(shū)】 ①中和熱 5、反應(yīng)熱的分類:②燃燒熱 ③生成熱…… 【講解】下面我們來(lái)看看什么是中和熱和如何進(jìn)行中和熱的測(cè)定。 【板書(shū)】(二)中和熱 1、定義:在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。 【投影】理解要點(diǎn): ①條件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。 ②反應(yīng)物:(強(qiáng))酸與(強(qiáng))堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。 ③生成1mol水,中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH—化合生成 H20,若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。 ④放出的熱量:57.3kJ/mol 【板書(shū)】2、中和熱的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l);Q=-57.3kJ 【練習(xí)】1、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△ H=-57.3kJ/mol ,求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。 (1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出____________kJ的熱量。 (2)用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反應(yīng),放出____________kJ的熱量。 【練習(xí)】2、為了減小誤差,某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中兩次測(cè)定中和熱。第一次用50mL0.5mol?L—1的鹽酸和50mL0.5mol?L—1NaOH溶液,第二次是用100mL0.5mol?L—1的鹽酸和100mL0.5mol?L—1的NaOH溶液。請(qǐng)你預(yù)測(cè)該同學(xué)兩次測(cè)得的中和熱結(jié)果 (相等或者不相等)。 【講解】我們來(lái)看看中和熱的測(cè)量及有關(guān)問(wèn)題。 【閱讀】指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P3頁(yè),完成: 1、測(cè)定中和熱的儀器; 2、測(cè)定中和熱的原理; 3、測(cè)定中和熱中應(yīng)該要注意哪些問(wèn)題? 【視頻】中和熱的測(cè)定。 【板書(shū)】3、中和熱的測(cè)量 (1)儀器:量熱計(jì)(環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計(jì)、燒杯) 【投影】 【板書(shū)】(2)原理:Q= —C(T2—T1) (C為熱容) 或Q= —C m (T2—T1)(C為比熱容) 中和熱:Q= = 與酸、堿的用量無(wú)關(guān)。 【講解】根據(jù)單位判斷到底是熱容還是比熱容。 【板書(shū)】(3)步驟: 【投影】步驟: 1)組裝量熱器 在大燒杯底部墊泡沫塑料(或紙條),使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平(防止熱量擴(kuò)散到周圍的空氣中,造成誤差)。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板,在板中間開(kāi)兩個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò),如上圖所示。 2)藥品取用 用一個(gè)量筒最取50 mL 1.0 mol/L鹽酸,倒入小燒杯中,并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度,記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。用另一個(gè)量筒量取50 mL 1.0mol/LNaOH溶液,并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度,記入下表。 3)酸堿混合 把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)(注意不要灑到外面)。立即蓋上蓋板,用環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕攪動(dòng)溶液,并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度,記為終止溫度,記入下表。 4)數(shù)據(jù)處理 5)重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)兩次 【提問(wèn)】我們測(cè)得中和熱為52.5kJ,小于57.3kJ,你們認(rèn)為造成誤差的原因可能有哪些? 【交流與討論】學(xué)生匯報(bào)討論的結(jié)果。 【投影】產(chǎn)生誤差的原因有: (1)量取溶液的體積有誤差 (2)藥品的選用不當(dāng)引起的誤差 (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有液體灑在外面 (4)混合酸、堿溶液時(shí),動(dòng)作緩慢 (5)隔熱操作不到位,致使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失而導(dǎo)致誤差 (6)測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度,致使熱量損失而引起誤差。 【提問(wèn)】 (1)大、小燒杯放置時(shí),為何要使兩杯口相平?填碎紙條的作用是什么? (2) 酸、堿混合時(shí),為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入? (3) 實(shí)驗(yàn)中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒?為什么? (4) 有人建議用50mL1.1mol/LNaOH進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱數(shù)值會(huì)更加準(zhǔn)確。為什么? 【答案】(1)減少熱量損失 (2)減少熱量損失 (3)不能。因?yàn)殂~絲易導(dǎo)熱,使熱量損失較大 (4)可以保證鹽酸完全反應(yīng)。使測(cè)得的熱量更加準(zhǔn)確。 【練習(xí)】3、50ml0.50molL-1鹽酸與50mL0.55molL-1NaOH溶液在如下圖所 示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量可 計(jì)算中和熱?;卮鹣铝袉?wèn)題: (1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃儀器是 。 (2)燒杯間填滿碎紙條的作用是 。 (3)若大燒杯上不蓋硬紙板,求得的反應(yīng)熱數(shù)值 (填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。 (4)實(shí)驗(yàn)中該用60mL0.50molL-1鹽酸跟50mL0.55molL-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量 (填“相等”或“不相等”),簡(jiǎn)述理由: 。 (5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱數(shù)值會(huì) ;用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述驗(yàn),測(cè)得的放出的熱量數(shù)值可能會(huì) (填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。 【小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。 【作業(yè)】完成練習(xí)冊(cè)中的有關(guān)練習(xí) 【板書(shū)設(shè)計(jì)】第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 (一)反應(yīng)熱 1、定義:當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí),反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng),簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。 2、反應(yīng)熱的意義:描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收熱量的物理量. 3、符號(hào): Q>0 反應(yīng)放熱 Q Q<0 反應(yīng)吸熱 4、獲得Q值的方法:(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)量法 (2)理論計(jì)算法 ①中和熱 5、反應(yīng)熱的分類:②燃燒熱 ③生成熱…… (二)中和熱 1、定義:在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。 2、中和熱的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l);Q=-57.3kJ 3、中和熱的測(cè)量 (1)儀器:量熱計(jì)(環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計(jì)、燒杯) (2)原理:Q= —C(T2—T1) (C為熱容) 或Q= —C m (T2—T1)(C為比熱容) 中和熱:Q= = 與酸、堿的用量無(wú)關(guān)。 (3)步驟 第二課時(shí) 【復(fù)習(xí)提問(wèn)】1、什么是反應(yīng)熱? 2、什么是中和熱?如何測(cè)定中和熱? 【引入新課】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱是由于反應(yīng)前后物質(zhì)所具有的能量不同而產(chǎn)生的。能量正如質(zhì)量一樣,也是物質(zhì)固有的性質(zhì)。物質(zhì)具有的這個(gè)能量可以用一個(gè)物理量來(lái)描述,為此,科學(xué)家們定義了一個(gè)稱之為“焓”的物理量,下面我們來(lái)看看這個(gè)物理量。 【板書(shū)】二、化學(xué)反應(yīng)的焓變 (一)焓與焓變 【閱讀預(yù)習(xí)】1、焓和焓變分別是用來(lái)描述什么的物理量? 2、反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱有什么關(guān)系?在什么條件下,該關(guān)系成立? 【板書(shū)】1、焓(H):用來(lái)描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。 【注意】① 焓是一個(gè)物理量;②焓是物質(zhì)固有的性質(zhì),與密度相似 【板書(shū)】2、焓變(△H):反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差,稱為反應(yīng)焓變。是用來(lái)描述反應(yīng)熱的物理量。 (1)單位:J?mol—1或kJ?mol—1 (2)表達(dá)式: △H=H(反應(yīng)產(chǎn)物) — H(反應(yīng)物) 【學(xué)生分析】從能量角度分析焓變與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系: 吸熱反應(yīng):△H>0,即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)大于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 ),當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時(shí),需吸收能量。 放熱反應(yīng):△H<0,即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)小于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 ),當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時(shí),需釋放能量。 【板書(shū)】 △H>0 或“+”反應(yīng)放熱 (3)△H △H<0 或“—”反應(yīng)吸熱 (4)對(duì)于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng),若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變,表示為:Qp=△H (Qp為等壓反應(yīng)熱) 【投影】我們可以借助于反應(yīng)焓變示意圖來(lái)理解反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱之間的關(guān)系。 焓 焓 反應(yīng)物 反應(yīng)產(chǎn)物 反應(yīng)物 △H > 0 △H < 0 反應(yīng)吸熱 反應(yīng)放熱 反應(yīng)產(chǎn)物 化學(xué)反應(yīng)中的焓變示意圖 △H = ∑E(反應(yīng)產(chǎn)物) —∑E(反應(yīng)物) 【過(guò)渡】我們以前講的化學(xué)反應(yīng)方程式僅表示物質(zhì)的變化,沒(méi)有將反應(yīng)過(guò)程中的能量表示出來(lái)。如果既要將物質(zhì)變化表示出來(lái),也要將能量變化表示出來(lái)的話我們就要借助于熱化學(xué)方程式了。 【板書(shū)】(二)熱化學(xué)方程式 1、定義:表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。 2、含義:不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 【舉例】H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H (298K)=—285.8kJ?mol—1的意義:1molH2和molO2反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O時(shí)放出285.8kJ的熱量。 【交流與討論】觀察上述熱化學(xué)方程式與普通的化學(xué)方程式有什么不同? 【學(xué)生】回答。 【交流與討論】1、 △H的單位中 mol—1的含義是什么? 2、 觀察下面三個(gè)熱化學(xué)方程式: ①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H (298K)=—241.8kJ?mol—1 ② H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H (298K)=—285.8kJ?mol—1 ③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H (298K)=—571.6kJ?mol—1 試回答: 為什么① 中的△H 的值要比②中的 △H值要大? ③中的△H的值為什么是②中的 △H值的2倍? 3、 298K,101kPa時(shí),合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H= -92.38kJ/mol。 在該溫度下,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密閉容器中,在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ,其原因是什么。 【板書(shū)】3、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)要點(diǎn) 【投影】熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)要點(diǎn): ① 注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài);氣體用“g”,液體用“l(fā)”,固體用“s”,溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不標(biāo)反應(yīng)條件,也不用↑和↓。 ② 注意反應(yīng)熱△H與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。因此書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明△H的測(cè)定條件。 絕大多數(shù)△H是在298K、101325Pa下測(cè)定的,可不注明溫度和壓強(qiáng)。 ③ △H的單位J?mol—1或kJ?mol—1; ④ 注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)、也可以是分?jǐn)?shù)。 ⑤△H的的值與方程式中的物質(zhì)前的系數(shù)成正比,若反應(yīng)逆向進(jìn)行,△H的數(shù)值改變符號(hào),但絕對(duì)值不變。 ⑥△H的的值指的是反應(yīng)物完成轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所放出的熱量。 【練習(xí)】1、比較下列各組熱化學(xué)方程式中△H1與△H2 的大小,并說(shuō)明理由。 (1) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (g) △H1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) △H2 (2) S(g) + O2(g) = SO2 (g) △H1 S(s) + O2(g) = SO2 (g) △H2 (3) H2(g) + Cl2(g) = 2HCl (g) △H1 H2(g) + Cl2(g) = HCl (g) △H2 (4) C(s) + O2(g) = CO (g) △H1 C(s) + O2(g) = CO2 (g) △H2 2、在101325Pa和298K條件下,2molH2生成水蒸汽放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是( ) 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的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水,放出649.5kJ熱量,乙硼烷燃燒的熱化學(xué)方程式為: 。 4、在101kPa時(shí),0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O放出495.2kJ的熱量,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。并計(jì)算1000L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)甲烷燃燒放出的熱量為多少?480g呢? 【小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。 【作業(yè)】P9 1 P10 2 【板書(shū)設(shè)計(jì)】二、化學(xué)反應(yīng)的焓變 (一)焓與焓變 1、焓(H):用來(lái)描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。 2、焓變(△H):反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差,稱為反應(yīng)焓變。是用來(lái)描述反應(yīng)熱的物理量。 (1)單位:J?mol—1或kJ?mol—1 (2)表達(dá)式: △H=H(反應(yīng)產(chǎn)物) — H(反應(yīng)物) △H>0 或“+”反應(yīng)放熱 (3)△H △H<0 或“—”反應(yīng)吸熱 (4)對(duì)于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng),若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變,表示為:Qp=△H (Qp為等壓反應(yīng)熱) (二)熱化學(xué)方程式 1、定義:表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。 2、含義:不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 3、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)要點(diǎn) 第三課時(shí) 【復(fù)習(xí)提問(wèn)】1、什么是熱化學(xué)方程式?書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式要注意哪些要點(diǎn)? 2、 寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 (1)1molC2H5OH(l)與適量O2(g)反應(yīng),生成CO2(g)和H2O(l),放出1366.8kJ熱量。 。 (2)18g葡萄糖與適量O2(g)反應(yīng),生成CO2(g)和H2O(l), 放出280.4kJ熱量。 。 【講解】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱,有的能夠測(cè)量,有的不能測(cè)量。比如將一些生成不穩(wěn)定物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),例有C CO,CO或多或少的要轉(zhuǎn)化為CO2,還有一些反應(yīng)進(jìn)行的比較慢,要幾天,幾個(gè)月,幾年,甚至幾十年,肯定不能測(cè)量。對(duì)于這樣的反應(yīng)熱,我們就要進(jìn)行計(jì)算才能得到。這節(jié)課我們就來(lái)講講反應(yīng)焓變的計(jì)算。 【板書(shū)】三、反應(yīng)焓變的計(jì)算 【講解】反應(yīng)焓變之所以能夠有計(jì)算得出,要?dú)w功于瑞士科學(xué)家蓋斯提出的蓋斯定律,我們來(lái)看看該定律的內(nèi)容。 【板書(shū)】(一)蓋斯定律: 1、內(nèi)容:對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無(wú)論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)焓變都是一樣的。 【講解】這就說(shuō)明對(duì)于化學(xué)反應(yīng),只要其反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物確定了,不管它中間經(jīng)歷了多少步,反應(yīng)焓變總是一定的。好比一個(gè)人登山,不管他選擇什么途徑,只要他從山腳到了山頂,他攀爬的高度總是一定的。這也說(shuō)明了反應(yīng)焓變有點(diǎn)像物理學(xué)中的矢量。究其原因是焓是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)。 【板書(shū)】2、理解要點(diǎn): (1)反應(yīng)焓變(反應(yīng)熱效應(yīng))只與始態(tài)(反應(yīng)物)、終態(tài)(生成物)有關(guān),與反應(yīng)過(guò)程無(wú)關(guān)。 (2)焓變(反應(yīng)熱)總值一定。 反應(yīng)物 a 生成物 △H △H2 △H1 c b △H5 △H4 △H3 【投影】 △H = △H1 + △H2 = △H3 + △H4 + △H5 【講解】下面就結(jié)合例題,利用蓋斯定律來(lái)求反應(yīng)焓變。 【板書(shū)】(二)焓變的計(jì)算方法 1、利用已知焓變求未知焓變——熱化學(xué)方程式相加減 【例1】試?yán)?98K時(shí)下述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算此溫度下 C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)的反應(yīng)焓變。 C(s,石墨)+ O2(g)= CO2(g) △H1 = —393.5kJ?mol—1 CO (g) + O2(g)= CO2(g) △H2 = —283.0kJ?mol—1 解:設(shè)此反應(yīng)分兩步進(jìn)行: 第一步:C(s,石墨)+ O2(g)= CO2(g) △H1 = —393.5kJ?mol—1 第二步:CO2(g)= CO (g) + O2(g)△H2 ′= —△H2 = 283.0kJ?mol—1 將上述兩步反應(yīng)相加得總反應(yīng)為: C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) △H3 = ? 根據(jù)蓋斯定律,△H3 =△H1 + △H2 ′ =—393.5kJ?mol—1 + 283.0kJ?mol—1 =—110.5kJ?mol—1 答:298KC(s,石墨)+O2(g)=CO(g)的△H為—110.5kJ?mol—1。 【例2】試?yán)?98K時(shí)下述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算此溫度下P4(s,白磷)= 4P( s,紅磷)的反應(yīng)焓變。 P4(s,白磷)+ 5O2(g)= P4O10(S) △H1 = —2983.2kJ?mol—1 P(s,紅磷)+ O2(g)= P4O10(S) △H2 = —738.5kJ?mol—1 — 29.2 kJ?mol—1 【練習(xí)1】試?yán)?98K時(shí)下述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算此溫度下 2N2H4(g) + 2NO2(g) == 3N2(g) + 4H2O(g)的反應(yīng)焓變。 N2(g) + 2O2(g) == 2NO2(g) △H1 = + 67.7kJ?mol—1 N2H4(g)+ O2(g) == N2(g)+ H2O(g) △H2 = — 534kJ?mol—1 — 1135.7 kJ?mol—1 【練習(xí)2】試?yán)?98K時(shí)下述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算此溫度下 Zn(s)+ HgO(s) == ZnO(s)+ Hg(l)的反應(yīng)焓變。 Zn(s) + O2(g)== ZnO(s) △H1 = —351.1kJ?mol—1 Hg(s) + O2(g)== HgO(s) △H2= —90.7kJ?mol—1 — 260.4 kJ?mol—1 【講解】下面我們看看用另外一種方法來(lái)求反應(yīng)焓變的方法—— 【板書(shū)】2、利用化學(xué)鍵的鍵能求焓變 【講解】首先,我們要知道什么是鍵能。 【板書(shū)】(1)鍵能:原子間形成(或斷裂)1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)的能量。 (2)△H = ∑ (反應(yīng)物的鍵能) —∑(反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能) 【例1】以下是部分共價(jià)鍵鍵能數(shù)據(jù):H—S 364kJ?mol—1,S—S 266kJ?mol—1,S=O 522kJ?mol—1,H—O 464kJ?mol—1。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算下面這個(gè)反應(yīng)的焓變。 2H2S(g) + SO2(g) == 3S(g) + 2H2O(g) △H = ? S8分子結(jié)構(gòu) —1484kJ?mol—1 【練習(xí)】以下是部分共價(jià)鍵鍵能數(shù)據(jù):P—P 198kJ?mol—1,P—O360kJ?mol—1,O=O 498kJ?mol—1。 試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算下面這個(gè)反應(yīng)的焓變。 P4(s,白磷) + 3O2(g) == P4O6(s) △H = ? 氧原子 磷原子 P4 分子結(jié)構(gòu) P4O6 分子結(jié)構(gòu) —1638kJ?mol—1 【小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。 【作業(yè)】 P10 3、4 【板書(shū)設(shè)計(jì)】三、反應(yīng)焓變的計(jì)算 (一)蓋斯定律: 1、內(nèi)容:對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無(wú)論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)焓變都是一樣的。 2、理解要點(diǎn): (1)反應(yīng)焓變(反應(yīng)熱效應(yīng))只與始態(tài)(反應(yīng)物)、終態(tài)(生成物)有關(guān),與反應(yīng)過(guò)程無(wú)關(guān)。 (2)焓變(反應(yīng)熱)總值一定。 (二)焓變的計(jì)算方法 1、利用已知焓變求未知焓變——熱化學(xué)方程式相加減 2、利用化學(xué)鍵的鍵能求焓變 (1)鍵能:原子間形成(或斷裂)1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)的能量。 (2)△H = ∑ (反應(yīng)物的鍵能) —∑(反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能) (1) 根據(jù)蓋斯定律計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變 (2) 由生成反應(yīng)的焓變計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變 (3) 利用化學(xué)鍵的鍵能求焓變 (第四課時(shí)) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 反應(yīng)熱 焓及焓變 2.意義:描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收熱量的物理量。 3.單位:J/mol或kJ/mol 4.分類: 燃燒熱:在101kPa時(shí),1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量 中和熱:在稀溶液中,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時(shí)所產(chǎn)生的反應(yīng)熱 5.測(cè)定: (1) 儀器:量熱計(jì) (2) 表達(dá)式:Q=-C(T2-T1) 或Q=-Cm(T2-T1) 焓:物質(zhì)所具有的能量,是物質(zhì)固有的性質(zhì),符號(hào)H 單位:kJ/mol或J/mol 焓 變 1. 定義:反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差 2. 表達(dá)式:△H=H(反應(yīng)產(chǎn)物)-H(反應(yīng)物) 3. 表示方法:熱化學(xué)方程式 4. 意義:表明了物質(zhì)變化情況,表明了化學(xué)反應(yīng)中的焓變 書(shū)寫(xiě)注意事項(xiàng) 5. 焓 變 的 計(jì) 算 【典例精析】 例1. 已知25℃、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 ①C(石墨)+O2(g)==CO2(g) ΔH=-393.51kJ/mol、②C(金剛石)+ O2(g)==CO2(g) ΔH=-395.41kJ/mol據(jù)此判斷,下列說(shuō)法正確的是(A) A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的低 B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高 C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的低 D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高 【解析】根據(jù)蓋斯定律,將①式減去②式,得到下列熱化學(xué)方程式: C(石墨)== C(金剛石) ΔH=-1.90kJ/mol 說(shuō)明由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng),吸收的熱量作為化學(xué)能的形式貯存在金剛石中,也就是等質(zhì)量的金剛石具有的能量比石墨高。A選項(xiàng)正確。 例2. 氫氣、一氧化碳、辛烷(C8H18)、甲烷的熱化學(xué)方程式分別為 相同質(zhì)量的H2、C8H18、CH4完全燃燒時(shí)放出熱量最少的是(B) A H2(g) B. CO(g) C. C8H18 (l) D. CH4 (g) 【解析】本題主要考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,假設(shè)其質(zhì)量皆為1g,則它們放出的熱量分別為: H2: CO: C8H18: CH4: 例3. 在同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式中,ΔH1>ΔH2的是(AC) A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2 B. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 C. C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH1 C(s)+O2(g)=CO2 (g) ΔH2 D. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) ΔH2 【解析】此類題目考查了學(xué)生運(yùn)用熱化學(xué)方程式的有關(guān)知識(shí)和物質(zhì)狀態(tài)與反應(yīng)熱關(guān)系的知識(shí)來(lái)解決化學(xué)問(wèn)題的能力.解題過(guò)程中容易混淆放出熱量的多少與ΔH大小的關(guān)系,突破方法:放熱反應(yīng),ΔH<0,為負(fù)值,所以放出熱量越多,ΔH就越小。A選項(xiàng)中氣態(tài)水變成液態(tài)水還要放熱,故ΔH1>ΔH2。B選項(xiàng)中固態(tài)硫變成氣態(tài)硫需吸熱,故ΔH1<ΔH2。C選項(xiàng)一氧化碳繼續(xù)燃燒生成二氧化碳放熱,故故ΔH1>ΔH2。D選項(xiàng),后一反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)為前一反應(yīng)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的一半,故ΔH1<ΔH2。 例4. 為了測(cè)定酸堿反應(yīng)的中和熱,計(jì)算時(shí)至少需要的數(shù)據(jù)是①酸的濃度和體積 ②堿的濃度和體積 ③比熱容 ④反應(yīng)后溶液的質(zhì)量 ⑤生成水的物質(zhì)的量 ⑥反應(yīng)前后溫度變化 ⑦操作所需的時(shí)間 A. ①②③⑥ B. ①③④⑥ C.③④⑤⑥ D.全部 【解析】所謂中和熱,是指在稀溶液中酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱。在本題中,生成水的量可由酸、堿的量決定,而反應(yīng)的熱效應(yīng)可由公式Q=Cm(T2-T1)求算。由于酸、堿的稀溶液的密度可近似認(rèn)為1g/cm-3,因此當(dāng)知道①②時(shí),也就確定了反應(yīng)后溶液的質(zhì)量,再利用溶液的比熱容和反應(yīng)前后的溫度變化值,即可求出反應(yīng)的熱效應(yīng)。 【課堂練習(xí)】練習(xí)冊(cè)P9—P10 能力提升 【學(xué)生分析】 【歸納解析】1.C 從圖示的焓變可以看出其正反應(yīng)是焓升高的反應(yīng),故ΔH>0,而逆反應(yīng)是焓降低的反應(yīng),ΔH<0。 2.B 本題的關(guān)鍵是搞清楚題目中所涉及的各種量與NA的關(guān)系。該熱化學(xué)方程式表示有10NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移、形成8NA個(gè)碳氧共用電子對(duì),生成NA個(gè)液態(tài)水分子時(shí)放出1300kJ的熱量。 3.A 混合氣體中共有0.4mol甲烷,0.1mol氫氣,且燃燒后生成液態(tài)水,故放出的熱量為0.4Q1+0.1Q3/2=0.4Q1+0.05Q3 4.BC Q指生成2molSO3時(shí)放出的熱,若將2molSO2與1molO2混合反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成的SO3小于2mol,則Q1- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 2019-2020年高中化學(xué) 1.1化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)教案 魯科版選修4 2019 2020 年高 化學(xué) 1.1 化學(xué)反應(yīng) 熱效應(yīng) 教案 魯科版 選修
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