第一節(jié)化學反應與能量變化完美版

1、課題：第一章化學反響與能量第一節(jié)化學反響與能量變化授課班級知識技能過程方法情感、,一態(tài)度價值1、了解化學反響中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式；2、熟悉化學反響過程中同時存在著物質(zhì)和能量的關系3、了解反響熱和始變的含義4、熟悉熱化學方程式的意義并能正確書寫熱化學方程式1、通過化學反響的實質(zhì)的回憶,逐步探究引起反響熱內(nèi)在原因的方法,探索化學原理的學習方法,2、通過討論、分析、比照的方法,培養(yǎng)學生的分析水平和主動探究水平引起學生在學習過程中主動激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生從微觀的角度理解化學反響,培養(yǎng)學生尊重科學、嚴謹求學、勤于思考的態(tài)度,樹立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的唯物主義觀點化學反響中的能量變化,熱

2、化學方程式的書寫"-",熱化學方程式的書寫第一章化學反響與能量第一節(jié)化學反響與能量變化、反響熱始變1、2、3、定義符號單位恒壓條件下,AHkJ/mol或反響的熱效應等于始變-1kJmol4、反響熱表示方法：H“+或H>0時為吸熱反響；HJ“一或H<0時為放熱反響.結(jié)構(gòu)與板5、 (2)H計算的三種表達式：H=化學鍵斷裂所吸收的總能量一化學鍵生成所釋放的總能量H=生成的總能量-反響物的總能量H=反響物的鍵能之和-生成物的鍵能之和二、熱化學方程式thermochemicalequation1.定義：說明反響所放出或吸收的熱量的化學方程式,叫做熱化學方程式.2.例：H2

3、g+l2gijj72HIg;AH=-14.9kJ/mol書寫熱化學方程式的考前須知：需注明反響的溫度和壓強.因反響的溫度和壓強不同時,其4要注明反響物和生成物的狀態(tài).物質(zhì)的聚集狀態(tài),與它們所具有的能量有關.熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù),它可以是整數(shù)也可以是分數(shù).對于相同物他不同.質(zhì)的反響,當化學計量數(shù)不同時,其44.熱化學方程式的應用教學過程教學方法教學步驟、內(nèi)容【引入】相信大家都聽過這句名言：“給我一個支點和足夠長的杠桿,我可以撬動地球."知不知道是誰說的呢？【答復】阿基米德【提問】推動人類社會進步的這個支點和杠桿是什么呢？【講解】對,能量就是推動人類進步的“杠桿

4、！能量使人類脫離了“茹毛飲血的野蠻,進入繁華多姿的文明.化學反響所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一一般以熱和功的形式與外界環(huán)境進行能量交換.所以,研究化學反響中的能量變化,就顯得極為重要.下面讓我們一同進入選修4化學反響原理的學習【板書】第一章化學反響與能量第一節(jié)化學反響與能量變【回憶】通過必修二的學習,我們知道化學反響過程中不僅有物質(zhì)的變化,還有能量的變化.那么常見的能量變化形式有哪些？【學生】閱讀本章引言答復：熱能、電能、光能等【過渡】當能量以熱的形式表現(xiàn)時,我們把化學反響分為放熱反響和吸熱反響,你能列舉常見的放熱反響和吸熱反響嗎？【答復】放熱反響如燃燒反響、酸堿中和反響、大多數(shù)化合反響

5、等；吸熱反響如大多數(shù)分解反應、金屬氧化物的復原反響等【質(zhì)疑】為什么化學反響過程中有的放熱、有的吸熱？為什么說“化學反響過程中能量的變化是以物質(zhì)的變化為根底的？【回憶】我們知道化學反響的實質(zhì)就是舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵形成的過程,那么化學鍵斷裂的過程中能量是如何變化的？【提問】當水從液態(tài)變成氣態(tài)的時候能量是如何變化的？能否從微觀的角度解釋能量變化的原因？【答復】水分子之間存在分子間作用力,當水從液態(tài)變成氣態(tài)時,分子間距離增大,所以要吸收能量【分析】雖然力的種類和大小不同,但是本質(zhì)都一樣,就是形成作用力時要放出能量；破壞作用力時要吸收能量,即物質(zhì)的變化常常伴隨能量的變化【探究】給出具體實例,圖例

6、,請學生分析圖中包含的信息【引導】在化學反響H2+Cl2=2HCl的過程中能量變化如何？【投影】【提問】為什么化學反響過程中會有能量的變化？從兩個角度來考慮：1、從化學鍵的角度看化學反響是怎樣發(fā)生的？與能量有什么關系？2、反響物和生成物的相對能量的大小【圖像分析】1molH2和1molCl2反響得到2molHCl要放出183kJ的能量；斷開1molH-H鍵需要吸收436kJ的能量；斷開1molCl-Cl鍵需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl鍵能放出431kJ的能量；【講解】1、從化學鍵的角度看化學反響包含兩個過程：舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵形成.斷裂化學鍵需要吸收能量,形成化學鍵要釋

7、放出能量,斷開化學鍵吸收的能量和形成化學鍵釋放的能量通常不相等；2、反響物和生成物的總能量通常不相等,當反響物的總能量大于生成物的總能量時,化學能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量釋放出來,當反響物的總能量小于生成物的總能量時,化學反響將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來,所以化學反響過程中總會伴隨著能量的變化.【過渡】斷開化學鍵和形成化學鍵所吸收和放出的能量的數(shù)值是可以定量測定出來的,可以在工具書上查到,這樣我們就可以計算到反響中的能量的具體數(shù)值了.【提問】如何表示反響過程是放熱還是吸熱呢？【講解】我們對反響研究的對象是反響的反響物和生成物,我們把它們稱為反響體系,而把除它們之外的物質(zhì)稱為環(huán)境,我們把反響

8、體系在化學反響過程中所釋放或吸收的能量,用熱量(或換算成相應的熱量)來表述,叫做反響熱,又稱作為始變,用符號2表示,單位常采用kJ/mol或kJmol-1【板書】一、反響熱始變1、定義：恒壓條件下,反響的熱效應等于始變2、符號：H-13、單位：kJ/mol或kJmol【思考】我們看看H的單位是kJ/mol,這個單位的分子和分母分別代表的是什么物理量？我們可以怎樣計算H的數(shù)值？【講解】當生成物釋放的總能量大于反響物吸收的總能量時,反響為放熱反響,使反響本身能量降低,規(guī)定放熱反響H為")所以H為一"或H<0時為放熱反響.上述反響H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),反

9、響熱測量的實驗數(shù)據(jù)為184.6kJ/mol,與計算數(shù)據(jù)183kJ/mol很接近,一般用實驗數(shù)據(jù)表示,所以H=-184.6kJ/mol.當生成物釋放的總能量小于反響物吸收的總能量時,反響是吸熱反響,通過加熱、光照等方法吸收能量,使反響本身能量升高,規(guī)定H為二",所以H為午或H>0時為吸熱反響.地熱反響哌熱反響【板書】4、反響熱表示方法：H為午或AH>0時為吸熱反響；H為"或H<0時為放熱反響.【講解】如果反響物所具有的總能量高于生物成具有的總能量,反響時就會以熱能的形式放出,反之,那么吸熱.【板書】5、4H計算的三種表達式：(1) H=化學鍵斷裂所吸收的總能

10、量一化學鍵生成所釋放的總能量(2) H=生成的總能量支應物的總能量【講解】化學鍵斷裂或生成所吸收或放出的能量叫做化學鍵的鍵能.反響鍵能越小,穩(wěn)定性越弱,能量就越高破壞它需要的能量就越小；生成物的鍵能越大,穩(wěn)定性越強,能量就越低,釋放的能量就越大,故需要放出能量,H為負,反響之為正【板書】(3)AH=反響物的鍵能之和-生成物的鍵能之和【講解】AH有正負之分,因此比擬H大小時,要連同“+、“-包含在內(nèi),類似于數(shù)學上的正負數(shù)比擬,如果只比擬反響放出熱量變化,那么只比擬數(shù)值大小.【過渡】通過上一節(jié)的學習我們知道化學反響過程中的反響熱與斷裂反響物中化學鍵吸收的能量和形成生成物中化學鍵放出的能量有關,即能

11、量的變化時以發(fā)生變化的物質(zhì)為根底的,那么如何更準確的表示一個化學反響的熱效應？如如何準確地描述物質(zhì)間的化學反響及其能量變化？下面我們來學習熱化學方程式.【板書】二、熱化學方程式(thermochemicalequation)匕1.定義：說明反響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)+12(g)元而9【投影】例：H2(g)+102(g)=H2O(g);H=-241.8kJ/mol,表示lmol氣態(tài)H2和mol氣態(tài)O2221反響生成lmol水蒸氣,放出241.8kJ的熱量.(在101kPa和25c時)H2(g)十3O2(g)=H2O(l);.一1H=-285.8kJ/mo

12、l,表示lmol氣態(tài)H2與_mo氣態(tài)O2反響在101kPa和25c時,生成lmol液態(tài)水,放出2285.8kJ的熱量.【小結(jié)】描述在一定條件下,一定量某狀態(tài)下的物質(zhì),充分反響后所吸收或放出熱量的多少.【講解】熱化學方程式不僅說明了化學反響中的物質(zhì)變化,也說明了化學反響中的能量變化.那么熱化學方程式的書寫有什么要求或者需要注意哪些事項呢？【板書】2.書寫熱化學方程式的考前須知：【講解】與普通化學方程式相比,書寫熱化學方程式除了要遵循書寫化學方程式的要求外還應注意以下幾點：【學生活動】閱讀教材歸納、總結(jié)【板書】(1)需注明反響的溫度和壓強.因反響的溫度和壓強不同時,其AH不同.【講解】但中學化學中

13、所用的H的數(shù)據(jù),一月都是在101kPa和25c時的數(shù)據(jù),因此可不特別注明.但需注明H勺“+與.熱化學方程式一般不要求寫條件【投影】例如：H2(g)+1O2(g)=H2O(g);H=-241.8kJ/mol2,1一一“H2(g)十一O2(g)=H2O(l);H=-285.8kJ/mol2【講解】從上述兩個熱化學方程式可看出,lmolH2反響生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44kJ/mol的熱量.產(chǎn)生的熱量為什么不同？【板書】(2)要注明反響物和生成物的狀態(tài).物質(zhì)的聚集狀態(tài),與它們所具有的能量有關.【講解】通常氣體用“g：液體用"l：'固體用"s：溶液用&quo

14、t;aq；且熱化學方程式通常不用“卡"“【投影】例如：H2(g)+C12(g)=2HCl(g);H=-184.6kJ/mol1H2(g)+1Cl2(g)=HCl(g)；AH=-92.3kJ/mol22【板書】(3)熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù),它可以是整數(shù)也可以是分數(shù).對于相同物質(zhì)的反響,當化學計量數(shù)不同時,其H也不同.【講解】我們還需要注意的是,熱化學方程式是表示反響已完成的量,而不管反響是否真正完成.HW反響完成的物質(zhì)的量有關,而方程式中化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量的多少,并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù),所以化學計量數(shù)必須與H相對應,如果化學計量數(shù)加倍,那么他要加倍.

15、當反響逆向進行時,其反響熱與正反響的反響熱數(shù)值相等,符號相反.【板書】4.熱化學方程式的應用【點擊試題】在25C,101kPa下,1gC8Hl8(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量.表示上述反響的熱化學方程式正確的選項是A.B.C.D.25C8H18(1)+"2"O2(g)=8COz(g)+9HzO(g)；h=48.40kJ/mol25C8H18+£O2(g)=8CO2+9H2.；H=-5518kJ/molC8H18(1)十萬O2(g)=8CO2(g)+9H20(1)；2c8H18(1)+25Oz(g)=16COz(g)+18HzO(1)；H=

16、+5518kJ/mol答案BD【實踐活動】中和反響反響熱的測定【投影】一、實驗原理【講解】中和熱的定義是在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反響而生成1molH2O時的反響熱叫中和熱.在中學階段,只討論強酸和強堿反響的中和熱.【回憶】必修2第二章30頁關于“中和熱的內(nèi)容：【答復】酸與堿發(fā)生中和反響生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱.【實驗】實驗2-3:在50mL燒杯中參加20mL2mol/L的鹽酸,測其溫度.另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液,測其溫度,并緩緩地傾入燒杯中,邊加邊用玻璃棒攪拌.觀察反響中溶液溫度的變化過程,并作好記錄.鹽酸溫度/CNaOH溶液溫度/C中和反響后溫度/Ct

17、(HCl)t(NaOH)t2數(shù)據(jù)處理：H=Q/n=cmAt/n其中：c=4.18J/(gG),m為酸堿溶液的質(zhì)量和,t=t211,t1是鹽酸溫度與NaOH溶液溫度的平均值,n為生成水的物質(zhì)的量.二、實驗操作【討論】上述實驗裝置和操作存在哪些問題？一一熱量的散失一溫度討耍紙板碎線條【投影】【提問】課本第5頁圖1-3與實驗2-3相比,作了哪些改良？改良的目的是什么？【答復】1雙層燒杯、2碎泡沫塑料、3蓋板、都是為了減少熱量的散失.【思考與交流】課本第5頁實驗用品,想一想,每件用品的用途,NaOH溶液為什么不用0.50mol/L而用0.55mol/L?【答復】為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被N

18、aOH中和,采用堿稍過量.【講解】閱讀課本第5頁實驗步驟,強調(diào)以下問題【投影】考前須知：使堿稍稍1、為了保證0.50mol1一1的鹽酸完全被NaOH中和,采用0.55molTNaOH溶液,過量,由于過量的堿并不參加中和反響.2、實驗中假設用弱酸代替強酸,或用弱堿代替強堿,因中和過程中電離吸熱,會使測得中和熱的數(shù)值偏低.3、要使用同一支溫度計.分別先后測量酸、堿及混合液的溫度時,測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干.溫度計的水銀球局部要完全浸入溶液中,且要穩(wěn)定一段時間再記下讀數(shù).4、實驗中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫,才能使用.5、操作時動作要快,盡量減少熱量的散失.但在

19、計算時,應取二者中量6、實驗時亦可選用濃度體積都不相同的酸堿溶液進行中和熱的測定,小的一種,由于過量的酸堿并不參加中和反響.操作：學生按課本步驟做實驗,記錄相應數(shù)據(jù).【投影】三、數(shù)據(jù)處理1、取三次測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)(t2-t1)=思考：如果某一次實驗的數(shù)據(jù)與另外兩次實驗的數(shù)據(jù)差異明顯,怎么辦？2、計算反響熱：H=Q/n=cmAt/no其中：c=4.18J/(gG),m=m+m2=100g,t=(t2t1)=,n=0.50molL1>0.50mL=0.025mol.H=【總結(jié)】化學反響伴隨能量變化是化學反響的一大特征.我們可以利用化學能與熱能及其能量的吸熱反響與放熱反響的考查

20、相互轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惖纳a(chǎn)、生活及科學研究效勞.化學在能源的開發(fā)、利用及解決日益嚴重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用,同學們平時可以通過各種渠道來關心、了解這方面的進展,從而深切體會化學的實用性和創(chuàng)造性.【隨堂練習】1、以下說法不正確的選項是(A)A、放熱反響不需加熱即可發(fā)生B、化學反響過程中的能量變化除了熱能外,也可以是光能、電能等C、需要加熱才能進行的化學反響不一定是吸熱反響D、化學反響熱效應數(shù)值與參加反響的物質(zhì)多少有關2、(I)&(g)+1/2.2(g)=H2O(g)2H2(g)+O2(g)=2H2.(g)(3)&(g)+1/2O2(g)=H2O(l)(4)2H2(g)

21、+O2(g)=2H2.(l)那么a、b、c、d的關系正確的選項是.AH1=akJ/molAH2=bkJ/molAH3=ckJ/molAH4=dkJ/mol反響熱大小的比擬A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0熱化學方程式的書寫3、沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4.0.5molCH4完全燃燒生成CO?和H?O時,放出445kJ的熱量.那么以下熱化學方程式中正確的選項是A、2CH4(g)+4.2(g)=2CO2(g)+4H2.(l)AH=+890kJ/molB、CH4+2O2=CO2+H2OAH=-890kJ/molC、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AH=-890kJ/