化學(xué)選修4反應(yīng)原理第一節(jié)

1、新課標(biāo)人教版選修4 化 學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第1課時(shí)焓變反應(yīng)熱三維目標(biāo)知識(shí)與技能1了解反應(yīng)熱和焓變的含義，了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化2理解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)(重點(diǎn))過程與方法1從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)即舊鍵斷裂與新鍵形成的角度研究反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因2從反應(yīng)體系能量的升高與降低角度認(rèn)識(shí)H的“”與“”3通過分析反應(yīng)過程中的能量變化領(lǐng)悟化學(xué)反應(yīng)中能量守恒的思想情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過了解簡(jiǎn)單化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)，結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)，體會(huì)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣思維激活現(xiàn)在新興的“即食即熱型快餐盒”使用起來(lái)非常方便，適合外出旅行使用。其內(nèi)層是用鋁箔包裹的并已加工好的真空包裝食

2、品；外層則是分別包裝的兩包化學(xué)物質(zhì)，一包是生石灰，另一包是水。使用時(shí)拉動(dòng)預(yù)留在外的拉線使這兩種化學(xué)物質(zhì)混合，幾分鐘后，飯菜就變得熱騰騰的。你知道這是為什么嗎？自學(xué)導(dǎo)引一、化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化1化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的表現(xiàn)形式化學(xué)反應(yīng)過程中，不僅有物質(zhì)的變化，還有能量的變化。這種能量的變化常以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來(lái)。2放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做放熱反應(yīng)；吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)。3化學(xué)反應(yīng)過程中物質(zhì)變化與能量變化的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中，能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，能量的多少則以反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎(chǔ)。思考題1下列說法中不正確的是()A化學(xué)變化過程是原子

3、的重新組合過程B化學(xué)反應(yīng)可分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)C化學(xué)反應(yīng)中能量變化的多少與其反應(yīng)物的質(zhì)量有關(guān)D化學(xué)變化中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來(lái)的答案D二、反應(yīng)熱、焓變1反應(yīng)熱：在反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，以熱量來(lái)表示，叫做反應(yīng)熱，又稱為焓變，符號(hào)用H表示，單位常采用kJ/mol或(kJmol1)。2以1 mol H2與1 mol Cl2反應(yīng)生成2 mol HCl時(shí)放出184.6 kJ的熱量為例，從微觀角度解釋化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。解答此反應(yīng)過程的能量變化可表示如下：(1)化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收能量,吸收的總能量為679 kJ。(2)化學(xué)鍵形成時(shí)需要釋放能量釋放的總能量為862 kJ。(3)反

4、應(yīng)熱的計(jì)算：862 kJ679 kJ183 kJ，即放出183 kJ的能量。顯然，分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的該反應(yīng)的反應(yīng)熱184.6 kJmol1很接近(一般用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)表示反應(yīng)熱)。3H的正負(fù)和吸放熱反應(yīng)的關(guān)系(1)放熱反應(yīng)：反應(yīng)完成時(shí)，生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量。由于反應(yīng)后放出熱量(釋放給環(huán)境)而使反應(yīng)體系的能量降低，故H0或H為“”。(2)吸熱反應(yīng)：反應(yīng)完成時(shí)，生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量。由于反應(yīng)后吸收環(huán)境熱量而使反應(yīng)體系的能量升高，故H0或H為“”。思考題2下列說法中正確的是()A焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化B當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)H0，當(dāng)反應(yīng)吸熱時(shí)H0C在加

5、熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)D一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物能量大于生成物能量時(shí)，反應(yīng)放熱，H為“”答案D名師解惑一、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較特別提醒比較H的大小時(shí)，要連同“”、“”包含在內(nèi)，類似于數(shù)學(xué)上的正負(fù)數(shù)比較。如果只比較反應(yīng)放出熱量的多少，則只須比較數(shù)值大小，與“”、“”無(wú)關(guān)。二、中學(xué)常見的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)1放熱反應(yīng)：燃燒、中和反應(yīng)、金屬的氧化、金屬與酸或水的反應(yīng)、由不穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定物質(zhì)的反應(yīng)等。2吸熱反應(yīng)：鹽類的水解、C與CO2或H2O的反應(yīng)、CaCO3的分解、Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)、由穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)變成不穩(wěn)定物質(zhì)的反應(yīng)等。特別提醒化學(xué)反應(yīng)總體遵循“分吸合放”規(guī)律，即

6、大多數(shù)分解反應(yīng)吸熱，大多數(shù)化合反應(yīng)放熱，且化學(xué)反應(yīng)中吸熱反應(yīng)占少數(shù)，所以務(wù)必記住常見的吸熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)必須屬于化學(xué)變化。如醋酸的電離雖然要吸熱，但不能稱為吸熱反應(yīng)，只能稱為吸熱過程；同樣，水蒸氣轉(zhuǎn)變成液態(tài)水，也不能稱為放熱反應(yīng)。三、用化學(xué)鍵鍵能(拆開1 mol化學(xué)鍵所吸收的能量)如何估算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)？化學(xué)反應(yīng)過程是原子重新組合的過程，反應(yīng)物分子內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，生成新物質(zhì)時(shí)形成新的化學(xué)鍵要放出能量，二者的能量差，就決定了能量的變化。因此用化學(xué)鍵鍵能的大小可粗略計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，公式為：H反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和。四、在加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎？

7、不同化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件不同，有的常溫下就可以發(fā)生，有的則需要加熱。因此往往容易把在加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)認(rèn)為是吸熱反應(yīng)，而在常溫下進(jìn)行的反應(yīng)認(rèn)為是放熱反應(yīng)。其實(shí)兩者之間無(wú)必然聯(lián)系，常溫下進(jìn)行的反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)，如中和反應(yīng)；也可能是吸熱反應(yīng)，如NH4Cl與Ba(OH)28H2O的反應(yīng)。加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)，可能是吸熱反應(yīng)，如CCO2 2CO；也可能是放熱反應(yīng)，如CO2 CO2。兩者的區(qū)別是放熱反應(yīng)撤去熱源后仍能進(jìn)行，吸熱反應(yīng)必須持續(xù)加熱才能繼續(xù)進(jìn)行。由上可見，反應(yīng)吸熱還是放熱與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)，而是由反應(yīng)物總能量與生成物總能量的高低決定的。第2課時(shí)熱化學(xué)方程式三維目標(biāo)知識(shí)與技能1理解熱化學(xué)方程式的含

8、義，能較熟練地書寫熱化學(xué)方程式并進(jìn)行有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算(重、難點(diǎn)) 2掌握中和熱的概念及其測(cè)定方法(重點(diǎn))過程與方法1通過實(shí)例理解化學(xué)方程式的局限性，介紹熱化學(xué)方程式的必要性2采用對(duì)比方法明確熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別與聯(lián)系情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過熱化學(xué)方程式的書寫的教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度思維激活拯救大兵瑞恩里面有一個(gè)美軍用燃燒彈燒死坑道中敵兵的鏡頭，這就是燃燒彈在現(xiàn)代坑道戰(zhàn)、塹壕戰(zhàn)中的作用之一。由于汽油的密度較小，發(fā)熱量高，且價(jià)格便宜，所以被廣泛用做燃燒彈原料。汽油燃燒是化學(xué)變化，如何書寫汽油燃燒的熱化學(xué)方程式呢？自學(xué)導(dǎo)引一、熱化學(xué)方程式1概念：能表示參加反

9、應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。2表示意義：熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(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。思考題1下列說法中不正確的是()A物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱僅指反應(yīng)放出的熱量B熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子的個(gè)數(shù)C所有的燃燒都是放熱反應(yīng)D熱化學(xué)方程式中分子式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)答案A3特點(diǎn)(與化學(xué)方程式比較)(1)指明了反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)，如在25 、101 kPa下進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明。(2)在化學(xué)方程式右邊注明H的符號(hào)、數(shù)值和單位。(3)所有反應(yīng)物和產(chǎn)物都用括號(hào)注明了它們的聚集狀態(tài)。(4)化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量

10、，而不表示分子數(shù)或原子數(shù)，因此可以為非整數(shù)。(5)化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)熱的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同倍數(shù)。思考題2為什么書寫熱化學(xué)方程式時(shí)要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)？答案反應(yīng)熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)，即狀態(tài)不同，產(chǎn)生的熱效應(yīng)不同。二、中和熱及其測(cè)定1中和熱在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。2中和熱的測(cè)定如右圖所示裝置，利用50 mL 0.50 molL1鹽酸與50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出來(lái)的熱量可計(jì)算中和熱。其實(shí)驗(yàn)過程為：(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置。(2)用一個(gè)量筒量取50 mL 0.50 molL1鹽酸

11、，倒入小燒杯中，用溫度計(jì)測(cè)出溶液的溫度，再用水洗凈溫度計(jì)。(3)用另一個(gè)量筒量取50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)出NaOH溶液的溫度。(4)將NaOH溶液倒入小燒杯中，攪拌溶液，測(cè)量最高溫度。(5)重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取平均值計(jì)算。(6)數(shù)據(jù)處理。如起始兩溶液的平均溫度為t1，實(shí)驗(yàn)中最高溫度為t2，則生成1 mol H2O所放出的熱量(即中和熱)為：H kJmol1即酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)所放出的熱量。名師解惑一、書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1H只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊，并用“空格”隔開。若為放熱反應(yīng)，H為“”；若為吸熱反應(yīng)，H為

12、“”。H的單位一般為kJmol1。2注意反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱數(shù)值不同。物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱的關(guān)系如下圖，因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、l、g)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中不用標(biāo)“”或“”。3H的單位“kJmol1”的含義。并不是指每摩爾具體物質(zhì)反應(yīng)時(shí)伴隨的能量變化是多少千焦，而是指給定形式的具體反應(yīng)以各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)來(lái)計(jì)量其物質(zhì)的量時(shí)伴隨的能量變化。如2H2(g)O2(g)2H2O(g)H483.6 kJmol1中的反應(yīng)熱是指每摩爾反應(yīng)，放出的熱量為483.6 kJ。因此H與化學(xué)方程式的寫法有關(guān)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則H也要加倍。當(dāng)反應(yīng)逆

13、向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。例如：已知H2(g) O2(g)H2O(l)H285.8 kJmol1，則2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6 kJmol1；H2O(l)H2(g) O2(g)H285.8 kJmol1。特別提醒在進(jìn)行熱化學(xué)方程式的書寫和正誤判斷時(shí)，一定要注意檢查狀態(tài)、數(shù)值及正負(fù)號(hào)，此三處易錯(cuò)易漏。二、熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)是整數(shù)，既可表示粒子個(gè)數(shù)，又可表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量既可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不要求注明必須在化學(xué)式后注明正負(fù)號(hào)及單位無(wú)必須注明意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化三、中和熱的測(cè)定與計(jì)算1中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)把好兩關(guān)：隔熱關(guān)。如量熱計(jì)保溫層內(nèi)隔熱填充材料要填滿；蓋板上的兩孔只需要正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃棒通過即可；倒入NaOH溶液要迅速，盡可能減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失。準(zhǔn)確關(guān)。如配制溶液的濃度要準(zhǔn)確；NaOH溶液要新制；量取溶液體積時(shí)讀數(shù)要準(zhǔn)確；對(duì)溫度計(jì)的讀數(shù)要讀到最高點(diǎn)。2中和熱的計(jì)算由50 mL 0.50 molL1鹽酸與50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所測(cè)結(jié)果，計(jì)算中和反應(yīng)的中和熱為：H kJmo