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2019-2020年高中化學 3.3《化學反應中的能量變化》教案 舊人教版選修 【教學目的】 1．使學生理解反應熱的涵義。 2．使學生掌握熱化學方程式的書寫方法和應用。 【教學重點】 反應熱的涵義，熱化學方程式的書寫方法和應用。 【教學難點】 △H的“＋”與“一”，熱化學方程式的書寫。 【課時安排】 2課時。 第一課時 反應熱 第二課時 熱化學方程式 【教學方法】 啟發(fā)、討論、歸納法。 【教學過程】 第一課時 【復習】高一時曾做過鋁片與鹽酸、氫氧化鋇與氯化銨晶體的反應實驗。在這兩個實驗當中，能量有哪些變化？為什么？在我們學過的化學反應當中，還有哪些反應伴隨著能量變化？ 【引言】通過討論知道，在化學反應當中，常伴有能量變化，現在我們來學習化學反應中的能量變化。 【板書】第三節(jié) 化學反應中的能量變化 一 、反應熱 (1)定義：在化學反應過程中放出或吸收的熱量、通常叫做反應熱。 (2)符號：用△H表示。 (3)單位：一般采用kJ/mol。 (4)可直接測量，測量儀器叫量熱計。 (5)研究對象：一定壓強下，在敞口容器中發(fā)生的反應所放出或吸收的熱量。 (6)反應熱產生的原因： 【設疑】例如：H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g) 實驗測得 lmol H2與 lmol Cl2反應生成 2 mol HCl時放出184.6 kJ的熱量，從微觀角度應如何解釋？ 【電腦投影】 【析疑】 (1)化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ＋243kJ＝679 kJ， (2)化學鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ＋431kJ＝862 kJ， (3)反應熱的計算：862kJ—679kJ=183kJ 【講述】任何化學反應都有反應熱，這是由于反應物中舊化學鍵斷裂時，需要克服原子間的相互作用而吸收能量；當原子重新組成生成物、新化學鍵形成時，又要釋放能量。新化學鍵形成時所釋放的總能量與反應物中舊化學鍵斷裂時所吸收的總能量的差就是此反應的反應熱。 【板書】 (7)反應熱表示方法： 【學生閱讀教材小結】 【板書】①當生成物釋放的總能量大于反應物吸收的總能量時，反應為放熱反應，使反應本身能量降低，規(guī)定放熱反應△H為“一”，所以△H為“一”或△H＜0時為放熱反應。 上述反應 H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)，反應熱測量的實驗數據為 184.6 kJ/mol，與計算數據 183kJ/mol很接近，一般用實驗數據表示，所以△H =-184.6 kJ/mol。 ②當生成物釋放的總能量小于反應物吸收的總能量時，反應是吸熱反應，通過加熱、光照等方法吸收能量，使反應本身能量升高，規(guī)定△H為“＋”，所以△H為“＋”或△H＞0時為吸熱反應。 【電腦投影】 例 1：1molC與1molH2O(g)反應失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱為△H= kJ/mol。(＋131.5) 例 2：拆開 lmol H—H鍵、lmol N－H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946N，則1mol N2生成NH3的反應熱為 ，1mol H2生成NH3的反應熱為 。 分析：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)，因拆開 lmol N—H鍵和生成 lmol N—H鍵吸收和釋放出的能量相等，所以此反應的反應熱計算如下： 23391kJ/mol-946kJ/mol-3436kJ/mol=92kJ/mol 而 lmol H2只與mol N2反應，所以反應熱△H=，則此題lmolN2生成NH3的反應熱△H = -92kJ/mol。 學生自學課本圖3－7，并加以總結。 【電腦投影】 【小結】 (1)如果反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反應物轉化為生成物時放出熱量。反應為放熱反應。規(guī)定放熱反應△H為“一”。 (2)如果反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，反應物轉化為生成物時吸收熱量。反應為吸熱反應。規(guī)定△H為“＋”。 【作業(yè)】預習熱化學方程式。 【板書設計】 第四節(jié) 化學反應中的能量變化 一、反應熱 (1)意義：在化學反應過程中放出或吸收的熱量，通常叫做反應熱 (2)符號：用面H表示 (3)單位：一般采用kJ/mol (4)可直接測量，測量儀器叫量熱計 (5)研究對象：一定壓強下，在敞口容器中發(fā)生的反應所放出或吸收的熱量 (6)反應熱產生的原因 (7)反應熱表示方法 ①當生成物釋放的總能量大于反應物吸收的總能量時，反應為放熱反應，△H為“一”或△H＜0 ②當生成物釋放的總能量小于反應物吸收的總能量時，反應是吸熱反應，△H為“十”或△H＞0 第二課時 【復習提問】什么是化學反應熱？如何表示？如何準確地描述物質間的化學反應及其能量變化？今天我們來學習熱化學方程式。 【板書】 二、熱化學方程式 1．定義：表明反應所放出或吸收的熱量的化學方程式，叫做熱化學方程式。 例：H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)；△H=184.6 kJ/mol 【學生分析】熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。 【板書】2．書寫熱化學方程式的注意事項：(讓學生閱讀教材歸納、總結) (1)需注明反應的溫度和壓強。因反應的溫度和壓強不同時，其△H不同。 【講述】但中學化學中所用的△H的數據，一般都是在101 kPa和 25℃時的數據，因此可不特別注明。但需注明△H的“＋”與“－”。 【板書】(2)要注明反應物和生成物的狀態(tài)。物質的聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關。 【討論】例如：H2(g)＋O2(g) = H2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol H2(g)十O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol 從上述兩個熱化學方程式可看出，lmol H2反應生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44kJ/mol的熱量。產生的熱量為什么不同？ 【板書】(3)熱化學方程式各物質前的化學計量數不表示分子個數，它可以是整數也可以是分數。對于相同物質的反應，當化學計量數不同時，其△H也不同。 【投影】例如：H2(g)+C12(g) = 2HCl(g)；△H=-184.6 kJ/mol H2(g)+ Cl2(g) = HCl(g)；△H＝－92.3 kJ/mol 【板書】3．熱化學方程式的含義 【投影】例：H2(g)＋O2(g) = H2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol，表示 lmol氣態(tài) H2 和mol氣態(tài) O2反應生成 lmol水蒸氣，放出 241.8kJ的熱量。(在 101kPa和 25℃時) H2(g)十O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol，表示lmol氣態(tài)H2與mo氣態(tài)O2反應在101 kPa和 25℃時，生成lmol液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量。 【學生歸納】描述在一定條件下，一定量某狀態(tài)下的物質，充分反應后所吸收或放出熱量的多少。 【板書】4．熱化學方程式的應用 【投影】例 1：已知：C(s)＋O2(g) = CO2(g)；△H=-393.5 kJ/mol H2(g)＋ O2 (g)＝H2O(g)；△H＝-241.5 kJ/mol 欲得相同熱量，需充分燃燒 C和 H2的質量比約為( )。 A．12：3.25 B．3.25：12 C．1：1 D．6：1 【分析】欲得相同熱量，設 C的質量為x(C)，H2質量為 y(HZ)，則有： 【投影】例2：已知兩個熱化學方程式： 實驗測得H2和C3H8的混合氣體共5 mol，完全燃燒時放熱3847kJ，則混合氣體中H2與C3H8的體積比是( ) A．1：3 B．3：1 C．1：4 D．1：1 【分析】設 H2物質的量為 n(H2)，則 n(C3H8)為5mol－n(H2)，則有 【課堂練習題】 (1)燃燒 a g乙醇(液態(tài))生成CO2氣體和液態(tài) H2O，放出熱量為 Q kJ，經測定 a g乙醇與足量 Na反應能生成 H2 5.6 L(標準狀況下)，則乙醇燃燒的熱化學方程式表示正確的( ) (2)2molCl2與足量H2反應生成HCl(g)，放出369.2kJ的熱量，其正確的熱化學方程式是( )。 (3)已知金剛石、石墨燃燒的熱化學方程式： 。則石墨轉化為金剛石的反應熱△H= kJ/mol，兩物質比較， 較為穩(wěn)定。 答案：(l)C、D (2)B、C (3)＋1、9，石墨 【作業(yè)】課后練習一、二、三。 【板書設計】 二、熱化學方程式 1．定義：表明反應所放出或吸收的熱量的化學方程式，叫做熱化學方程式。 2．書寫熱化學方程式的注意事項： (1)需注明反應的溫度和壓強；因反應的溫度和壓強不同時，其△H不同。 (2)要注明反應物和生成物的狀態(tài)。 (3)熱化學方程式各物質前的化學計量數不表示分子個數，它可以是整數也可以是分數。對于相同物質的反應，當化學計量數不同時，其△H也不同。 3．熱化學方程式的舍義 描述在一定條件下，一定量某狀態(tài)下的物質，充分反應后所吸收或放出熱量的多少。 4．熱化學方程式的應用