《化學(xué)反應(yīng)與能量的變化》教學(xué)設(shè)計

1、緒言 一學(xué)習(xí)目標： 1 學(xué)習(xí)化學(xué)原理的目的2：化學(xué)反應(yīng)原理所研究的范圍3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化劑二學(xué)習(xí)過程1：學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的目的1）化學(xué)研究的核心問題是：化學(xué)反應(yīng)2）化學(xué)中最具有創(chuàng)造性的工作是：設(shè)計和創(chuàng)造新的分子3）如何實現(xiàn)這個過程通常是利用已發(fā)現(xiàn)的原理來進行設(shè)計并實現(xiàn)這個過程，所以我們必須對什么要清楚才能做到，對化學(xué)反應(yīng)的原理的理解要清楚，我們才能知道化學(xué)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的，為什么有的反應(yīng)快、有的反應(yīng)慢，它遵循怎樣的規(guī)律，如何控制化學(xué)反應(yīng)才能為人所用！這就是學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的目的。2：化學(xué)反應(yīng)原理所研究的范圍是1）化學(xué)反應(yīng)與能量的問題 2）化學(xué)反應(yīng)的速率、方向及限度的問題 3）

2、水溶液中的離子反應(yīng)的問題 4）電化學(xué)的基礎(chǔ)知識 3：基本概念 1）什么是有效碰撞引起分子間的化學(xué)反應(yīng)的碰撞是有效碰撞，分子間的碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件，有效碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分條件，某一化學(xué)反應(yīng)的速率大小與，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)有關(guān) 2）什么是活化分子具有 較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子是活化分子，發(fā)生有 效碰撞的分子一定是活化分子， 但活化分子的碰撞不一定 是有效碰撞。 有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內(nèi)反應(yīng)物中 活化分子的多少有關(guān)。 3）什么是活化能活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量的部分是活化能，如圖活化分子的多少與該反應(yīng)的活化能的大小有關(guān)，活化能的大小是由反應(yīng)物分子的性質(zhì)決定，

3、（內(nèi)因） 活化能越小則一般分子成為活化分子越容易，則活化分子越多， 則單位時間內(nèi)有效碰撞越多，則反應(yīng)速率越快。 4）什么是催化劑催化劑是能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，但反應(yīng)前 后本身性質(zhì)和質(zhì)量都不改變的物質(zhì)， 催化劑作用 :可以降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能 , 也就等于 提高了活化分子的百分數(shù) , 從而提高了有效碰撞的頻率 . 反應(yīng)速率大幅提高5）歸納總結(jié)：一個反應(yīng)要發(fā)生一般要經(jīng)歷哪些過程1、率，試想一下為什么催化劑能提高反應(yīng)速率提高化學(xué)反應(yīng)速為什么可燃物有氧氣參與， 還必須達到著火點才能第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第一課時）一學(xué)習(xí)目標 : 反應(yīng)熱 , 焓變 二學(xué)習(xí)過程1:引 言: 我們知道：一個化學(xué)反應(yīng)

4、過程中，除了生成了新物質(zhì)外，還有思考1、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng)能作一個簡單的總結(jié)嗎 活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng) 反應(yīng)物具有的總能量 > 生成物具有的總能量2、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是吸熱反應(yīng)能作一個簡單的總結(jié)嗎多數(shù)的分解反應(yīng)、 氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)、 水煤氣的生成反應(yīng)、 炭與二氧化 碳生成一氧化碳反應(yīng)物具有的總能量 < 生成物具有的總能量 當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時： 我們知道： 一個化學(xué)反應(yīng)同時遵守質(zhì)量守恒定律和能量守恒， 那么一個反應(yīng)中的質(zhì)量與能量 有沒有關(guān)系呢 有能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)，二者密不

5、可分，但以物質(zhì)為主。 能量的多少則以反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎(chǔ)。那么化學(xué)反應(yīng)中能量到底怎樣變化2: 反應(yīng)熱 ,焓變化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會有能量的變化（用學(xué)過的知識回答） 化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂， 形成新的化學(xué)鍵， 從新組合成生成物的分子的過程。舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量。而一般化學(xué)反應(yīng)中，舊鍵的 斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的， 而這個差值就是反應(yīng)中能量的 變化。所以化學(xué)反應(yīng)過程中會有能量的變化。反應(yīng)熱 焓變化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，都可以熱量 （或換算成相應(yīng)的熱量） 來表述，叫做反 應(yīng)熱，又稱為“焓變”。符號：H ，單位： kJ/

6、mol 或 kJ ? mol-1? H為“” 為放熱反應(yīng) ? H為“” 為吸熱反應(yīng)思考 : 能量如何轉(zhuǎn)換的能量從哪里轉(zhuǎn)移 到哪里體系的能量如何變化升高是降低環(huán)境的能量如何變化升高還是降低規(guī)定放熱 反應(yīng)的 H 為“”，是站在誰的角度體系還是環(huán)境放熱反應(yīng) H 為“”或 H 0吸熱反應(yīng) H為“ +”或H 0? H E（生成物的總能量） E（反應(yīng)物的總能量）? HE（反應(yīng)物的鍵能） E （生成物的鍵能）3:練習(xí) 1）1molC 與 1molH2O（g）反應(yīng)失成 lmol CO（g） 和 1mol H2（g） ，需要吸收的熱量，該反 應(yīng)的反應(yīng)熱為 H= kJ/mol 。2）拆開 lmol HH鍵、lmo

7、l NH鍵、lmolN N鍵分別需要的能量是 436kJ 、391kJ 、 946kJ ，則 1mol N2 生成 NH3 的反應(yīng)熱為，1mol H2 生成 NH3的反應(yīng)熱為 。3、H2 + F2 = 2HF H 2 + Cl 2 = 2HCl 預(yù)測當(dāng)生成 2 mol HF 和 2 mol HCl 時，哪個反應(yīng)放 出的熱量多若干化學(xué)鍵的鍵能（ kJ/mol ， 25 ）1、下列說法正確的是A、需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B、放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生C、反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小D、吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生? 2、反應(yīng) C（石墨） C（

8、 金剛石 ）是吸熱反應(yīng) , 由此可知? A、石墨比金剛石更穩(wěn)定? B、金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化? C、金剛石比石墨穩(wěn)定? D、金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第二課時） 一學(xué)習(xí)目標：書寫表示化學(xué)反應(yīng)熱的化學(xué)方程式 二學(xué)習(xí)過程 1復(fù)習(xí)回憶1）、催化劑為什么能夠加快反應(yīng)速度2）、什么是有效碰撞、活化分子、活化能3）、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因4）、你了解“即熱飯盒嗎知道是什么原理嗎5）、什么是反應(yīng)熱（焓變）2引入閱讀課本：例 1 與例 2與化學(xué)方程式相比，熱化學(xué)方程式有哪些不同正確書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意哪幾點3、熱化學(xué)方程式的書寫 1）熱化學(xué)方程式定義：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和

9、反應(yīng)熱的關(guān)系 的化學(xué)方程式。2）正確書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意：（1）書寫熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)的溫度和壓強，（為什么）而常溫、常壓可以不注明，即不注明則是常溫、常壓。（2）標出了反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)，（為什么要標出）（ 3）寫出了反應(yīng)熱，還注明了“”，“”（4）方程式中的計量系數(shù)可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。4注意點：反應(yīng)物和生成物前的系數(shù)它代表了什么在方程式中 ? H 它表示了什么意義 ? H的值與什么有關(guān)系熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù)，表示對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量。? H(KJ/mol) 它表示每摩爾反應(yīng)所放出的熱量， ? H的值與方程式中的計量系數(shù)有關(guān)，即對于相同的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計量

10、數(shù)不同時，其 ? H 不同。例題1、當(dāng) 1mol 氣態(tài) H2與 1mol 氣態(tài) Cl2 反應(yīng)生成 2mol氣態(tài) HCl，放出的熱量，請寫出該反應(yīng) 的熱化學(xué)方程式。 2寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 1) 1molN2(g) 與適量 O2(g) 反應(yīng)生成 NO (g) ，需吸收 68kJ 的熱量；2) 2molCu(s) 與適量 O2(g) 反應(yīng)生成 CuO(s)，放出 314kJ 熱量；3) 1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出 熱量，寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。4) 4g CO在氧氣中燃燒生成 CO2，放出 9. 6kJ 熱量，寫出 CO燃燒的熱化學(xué)方程式。 5)在 一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程

11、式為：2H2(g) + O 2 (g) = 2H 2O (l); H= 572 kJ /molCH4(g) +2O 2 (g) = CO 2(g)+2H 2O (l);r H= 890 kJ/mol 由 1mol 氫氣和 2mol 甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時放 出的熱量為多少。6、在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為：2H2(g) + O 2 (g) = 2H 2O (l); ? H= 572 kJ/molC3H8(g) +5O 2(g)= 3CO 2 (g) +4H 2O (l); ? H = 2220 kJ/mol5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ

12、，則氫氣和丙烷的體積比為(A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:17、已知(1)H2( g ) 1/2O 2 ( g ) H2O ( g )H1 = a kJ/mol2)2H2( g ) O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol3) H2( g ) 1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2（ g ） O2 （ g ） 2H2O （ l ）H4 = d kJ/mol則 a、b、c、d 的關(guān)系正確的是 A C。A、 a<c<0 B 、 b>d>0 C 、 2a=b< 0 D 、2

13、c=d>08若 2.6 g 乙炔（ C2H2，氣態(tài)）完全燃燒生成液態(tài)水和 CO2（g）時放熱 130 kJ 。則乙炔 燃燒的熱化學(xué)方程式為 C 2H2（g）5/2O2（g）2CO2（g）H2O（l ） H= 1300 kJ/mol 2C2H2（g）5O2（g）=4CO2（g） 2H2O（l）H=2600 kJ/mol第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第三課時）一學(xué)習(xí)目標：燃燒熱，中和熱，能源二學(xué)習(xí)過程 1、燃燒熱什么是燃燒熱是不是物質(zhì)燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢1）定義：在 25,101 kPa時，1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量， 叫做該物質(zhì)的燃燒熱。 燃燒熱通常可由實 驗

14、測得。2）在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時，要注意以下幾點：? 研究條件： 25 ,101 kPa? 反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。? 燃燒物的物質(zhì)的量： 1 mol? 研究內(nèi)容：放出的熱量。（ H<0，單位 kJ/mol ）? 在未有特別說明的情況下，外界壓強一般指25 ,101 kPa. 所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的穩(wěn)定物。如: C CO2（g） 、H H2O（l）、S SO2 （g） 練習(xí) 1分析以下幾個熱化學(xué)方程式，哪個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的為什么（ s） O2（ g） =CO（g）; H= kJ/mols) O2( g) =

15、CO2(g); H= kJ/mol(g) O2(g)=2H 2O(l); H= kJ/mol(g) 1/2O2(g)=H 2O(g); H= kJ/mol你能根據(jù)題中信息寫出表示 H2 燃燒熱的熱化學(xué)方程式嗎 由于計算燃燒熱時，可燃物質(zhì)是以 1 mol 作為標準來計算的，所以熱化學(xué)方程式的化學(xué)計 量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。2、燃燒熱的計算及應(yīng)用例題 1.在101 kPa時， 1 mol CH4 完全燃燒生成 CO2和液態(tài) H2O， 放出 kJ 的熱量， CH4 的燃燒熱為多少 1000 L CH4(標準狀況)燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少 CH4 的燃燒熱為 kJ/mol ，1000 L CH 4(標準狀況

16、)完全燃燒產(chǎn)生的熱量為× 104 kJ 2. 葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為：C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l )H=2 800 kJ/mol 葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué) 方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。 計算 100 g葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。 2、中和熱1)定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol 水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。2)中和熱的表示： H+(aq)+OH- (aq)=H 2O (l) ；H=mol。3)要點 條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。 反應(yīng)物： (強)酸與(強)堿。中和

17、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)。 生成 1mol 水，中和反應(yīng)的實質(zhì)是 H+和 OH- 化合生成 H20，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成， 這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。 放出的熱量： mol例：已知 H+(aq)+OH- (aq)=H 2O(l) ； H=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。3 燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系4、能源 1）什么是能源能源的作用 就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料（煤、石油、天然氣）

18、、陽光、風(fēng)力、流水、潮 汐以及柴草等。 ? 能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水 平。 2 ）當(dāng)今世界上重要的能源是什么怎樣解決能源枯竭問題節(jié)約能源的重要措施 是什么什么是新能源化石燃料：煤、石油、天然氣解決的辦法 ：開源節(jié)流；即開發(fā)新能源， 節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率。 措施：科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。 新能源：太陽能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和生物能?）相關(guān)思考題燃料充分燃燒的條件是什么.燃料燃燒時 , 若空氣過量或不足 ,會造 成什么后果為什么固體燃料要粉碎后使用煤在直接燃燒時會產(chǎn)生 SO2、氮氧化物及煙塵等，嚴重影響空氣質(zhì)

19、量且易導(dǎo)致酸雨、溫室效 應(yīng)等， 從而使環(huán)境受到嚴重污染，故通過清潔煤技術(shù)（如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等），大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，勢在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發(fā)新 的能源也是大勢所趨。第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第四課時）一學(xué)習(xí)目標：蓋斯定律及其應(yīng)用二學(xué)習(xí)過程1引入：如何測出這個反應(yīng)的反應(yīng)熱：C（s）+1/2O 2（g）=CO（g） C(s)+1/2O 2(g)=CO(g)H1= CO(g)+1/2O 2(g)= CO 2(g)H2=molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=mol + = ，則 H1 + H2 = H3所以，H1= H3- H2 H1=mol+ mol=mol2蓋斯定律：不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成， 其反應(yīng)熱是相同的。 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng) 體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。3如何理