選修四第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第1課時反應(yīng)熱焓變教案1

化第一節(jié)化反與量變教學(xué)目:1.能舉例說明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解反應(yīng)熱的概念。2.知道化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。教學(xué)重、點化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。探究建:查閱資料、交流探究。課時劃:一課時。教學(xué)過:[討論]在我學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)當(dāng),有哪些反伴隨著能量（熱）化？[引通過討論知道在學(xué)反應(yīng)當(dāng)中常有能量變化,現(xiàn)在我們來學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。[板書]

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一反應(yīng)熱焓:在化學(xué)反應(yīng)過程中出或吸收的熱量、通叫反熱。又稱焓變。（1）符:eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)表。（2）單:般采用。（3）可直接測,量儀器叫量熱計。（4）研究對:定壓強,敞口容器中發(fā)生的反應(yīng)所放出或吸收的熱量。（）反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因[疑]:H(g)＋Cl(g)＝2HCl(g)22實驗測得lmolH與反生成2molHCl放出kJ的熱從微觀角度應(yīng)如22何解釋？[腦投][疑]化學(xué)鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量:436kJ＋243kJ＝679kJ,化學(xué)鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量:431kJ＋431kJ＝862kJ,高二化學(xué)選修4

反應(yīng)熱的計算862kJ679kJ＝183kJ[述]何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng),這是由于反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵斷裂,需要克服原子間的相互作用而吸收能量；當(dāng)原子重新組成生成物、新化學(xué)鍵形成要釋放能量。新化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量與反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量的差就是此反應(yīng)的反應(yīng)熱。[書]（）反應(yīng)熱表示方:[生閱讀教材小]①當(dāng)生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量反應(yīng)為放熱反應(yīng)使反應(yīng)本身能量降低規(guī)放熱反應(yīng)eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)為“一所以eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)為一”＜時為放熱反應(yīng)。上述反應(yīng)H＋Cl(g)＝反熱測量的實驗數(shù)據(jù)為kJ/mol,與算數(shù)據(jù)22很接近一用實驗數(shù)據(jù)表,所以eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝-184.6。②當(dāng)生成物釋的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量反應(yīng)是吸熱反應(yīng)通加熱光照等方法吸收能量使反應(yīng)本身能量升高,定eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)為“＋所以eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)為＋”或eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＞0時為吸熱反應(yīng)。[書]eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)為＋”＞0為吸熱反應(yīng)為“一”或eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＜時為放熱反應(yīng)。[影][解]（1）如果反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時放出熱量。反應(yīng)為放熱反應(yīng)。規(guī)定放熱反應(yīng)eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)為一”。（2）如果反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時吸收熱量。反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。規(guī)定eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)為“＋”。[影]例1:1molC與1O(g)應(yīng)失lmolCO(g)和1H(g),需要吸收1的熱該反22應(yīng)的反應(yīng)熱為eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝kJ/mol。＋例2:拆開lmolH、lmol－鍵lmolN鍵分別需要的能量、391kJ946N,則molN成NH的應(yīng)熱為,1molH成H的反應(yīng)熱為。23分析N(g)(g)2NH因拆開lmolNH鍵生成lmol—鍵收和釋放出23的能量相等所以此反應(yīng)的反應(yīng)熱計算如:××391kJ/mol-946kJ/mol-3×＝高二化學(xué)選修4

22222222222122222222222而lmolH只N反所以反應(yīng)eq\o\ac(△,熱)＝30.6kJ/mol3lmolN生成NH反應(yīng)熱eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝-92kJ/mol2

則此題[渡]么是化學(xué)反應(yīng)熱？如何表示？如何準(zhǔn)確地描述物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)及其能量變化？下面我們來學(xué)習(xí)熱化學(xué)方程式。[書]二、熱化學(xué)方程式定義表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程叫做熱化學(xué)方程式。例:H(g)＋2HI(g)；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝－kJ/mol2[生分]化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變,表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。[書]書寫熱化學(xué)方程式的注意事:(讓學(xué)生閱讀教材歸納、總)(1)注明反應(yīng)的溫度和壓強。因反應(yīng)的溫度和壓強不同其eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)不同。[述]中學(xué)化學(xué)中所用的eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)的據(jù),般都是01kPa25時的數(shù)據(jù),因此可不特別注明。但需注明eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)的“＋”與“－”。[書](2)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。物質(zhì)的聚集狀與它們所具有的能量有關(guān)。[]論]如:(g)＋2

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O(g)＝H；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝-241.8kJ/mol22H十2

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O(g)＝O(l)；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝2從上述兩個熱學(xué)方程式可看出lmolH反生H比生HO(g)放出4的2熱量。產(chǎn)生的熱量為什么不同？[書]熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個,可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。對于相同物質(zhì)的反當(dāng)化學(xué)計量數(shù)不同時其eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)也同。[影]:H(g)＋C1(g)＝2HCl(g)；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝2211H(g)＋Cl(g)＝HCl(g)；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝kJ/mol22[書]熱化學(xué)方程式的含義和

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1[影]例:＋(g)＝HO(g)；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝-241.8kJ/mol,表lmol氣態(tài)H22氣態(tài)反生成lmol水蒸氣放的量。(在和℃時21H十2O＝HO(l)H＝表l氣H與mo態(tài)O反應(yīng)12和25℃,生成lmol液態(tài)水放出85.8kJ熱量。[生歸]述在一定條件一定量某狀態(tài)下的物充分反應(yīng)后所吸收或放出熱量的多少。[書]熱化學(xué)方程式的應(yīng)用高二化學(xué)選修4

[影]例1已在25下C(烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出40kJ818熱量表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的()

CH(1)18

(g)(g)O(g)2

；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝－.C.

CH18CH18

(g)8CO(g)O(1)(g)8CO(g)O(1)

；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝－；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝＋25O8分析與答

；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝－11036kJ/molmol燃放出熱量48×＝5518kJ。答B(yǎng)D8例3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷B)氧氣中燃生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水放出.熱量其熱化學(xué)方程式為_________________________.又已知:

；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝則112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是________________kJ.分析與答mol

B燃放出熱量

649.5kJ

5mol

B燃燒生成液態(tài)水1.5mol)出熱量為

2165kJ

.5mol

變?yōu)?mol

需吸收量為66kJ,所,.5mol燃生成氣態(tài)水時放出熱量:22165kJ1.5答案

3HO(l)26223

；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝－1016.[結(jié)][業(yè)]P1、3、[書計]第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一、反熱焓:在學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量、通常叫反應(yīng)熱又稱焓。（1）符:eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)表。（2）單:般采用。（3）可直接測,量儀器叫量熱計。（4）研究對:定壓強,敞口容器中發(fā)生的反應(yīng)所放出或吸收的熱量。（）反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因（）反應(yīng)熱表示方:①當(dāng)生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量,應(yīng)為放熱反應(yīng)eq\o\ac(△,,)H為“一”或△H0②當(dāng)生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量反是吸熱反應(yīng)eq\o\ac(△,,)“或H＞二、熱化學(xué)程式高二化學(xué)選修4

1.定義表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程,做熱化學(xué)方程式。2.書寫熱化學(xué)方程式的注意事:(1)注明反應(yīng)的溫度和壓強；因反應(yīng)的溫度和壓強不同其eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)不同。(2)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。(3)化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個它可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)于相同物質(zhì)的反應(yīng)當(dāng)化學(xué)計量數(shù)不同,eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)也同。3.熱化學(xué)方程式的舍義描述在一定條件下一量某狀態(tài)下的物,分反應(yīng)后所吸收或放出熱量的多少。熱化學(xué)方程式的應(yīng)用[備課考料剖析中化教中化方程式表方高二化學(xué)選修4

按照國家指令性規(guī)定在使用“量和單位”的名稱、符號、書寫規(guī)則時都應(yīng)符合《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB3100～3102-93“量和單位以下簡稱《國標(biāo)的規(guī)定日制普通高級中學(xué)教科書試驗本化》(下簡稱“新教材”)遵國家的有規(guī)結(jié)合中學(xué)化學(xué)教學(xué)特點在物理量的引用上,極貫徹量單位家標(biāo)準(zhǔn)范了教材中相關(guān)物理量的表述。本文就新教材里“化學(xué)反應(yīng)中的能量變化”中引入熱力學(xué)函數(shù)“eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)”其由此引發(fā)的熱化學(xué)方程式的表示方法問題作一些探討。一、新材eq\o\ac(△,入)H的要和據(jù)在化學(xué)反應(yīng),物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的同還伴隨有能量的變化通常以熱能的形式表現(xiàn)出來稱為反應(yīng)熱。這種化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)（反應(yīng)中吸收或放出的熱量）可用熱化學(xué)方程式來表示。在舊教材中熱化學(xué)方程式是這樣表示:固＋氣)＝CO()＋kJ22上式表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)即反應(yīng)體系在壓強為和度為25℃時的狀態(tài)下,1mol固態(tài)碳和1mol氧氣反應(yīng)生成1mol二氧化碳?xì)怏w時放出393.5kJ的量。這種表示方法的優(yōu)點是寫法直觀容易為學(xué)生所理解。但由于物質(zhì)的化學(xué)式具有表示物種及其質(zhì)量之意,化學(xué)方程式揭示的又是物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系而化學(xué)方程式的這種表示方法把反應(yīng)中物質(zhì)的變化和熱量的變化用加號連在一起是欠妥的。因此《標(biāo)》規(guī),量(Q)當(dāng)用適當(dāng)?shù)臒崃W(xué)函數(shù)的變化來表示例如

eq\o\ac(△,S)eq\o\ac(△,)或

eq\o\ac(△,“)”表示

eq\o\ac(△,()是的變化

eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)是焓的變化)。在中等化學(xué)中,一般研究在一定壓強(即壓條件下敞開容器中發(fā)生的反應(yīng)所放出或吸收的熱量。因此根據(jù)熱力學(xué)第一定律:系在程中的熱力學(xué)能(舊稱內(nèi)能)變化

eq\o\ac(△,“)”等于傳給系統(tǒng)的熱量“Q與外界對系統(tǒng)所作功“W之,:過程時則:

eq\o\ac(△,U)eq\o\ac(△,)＝＋。當(dāng)系統(tǒng)處于恒壓eq\o\ac(△,U)eq\o\ac(△,)＝

P

＋若系統(tǒng)在反應(yīng)過程中只有體積W＝PV)＝－則:221eq\o\ac(△,U)eq\o\ac(△,)＝Q－PV－VP221依據(jù)焓()定義:＝U＋PV,然:Q＝(UU)＋V－P)P211＝(＋)(＋)＝HH＝eq\o\ac(△,H)22111即有:＝eq\o\ac(△,H)P式中“Q”叫恒壓熱是封閉系統(tǒng)不做除體積功以外的其他功時,恒壓過程中吸收或P放出的熱量式明恒壓熱等于系統(tǒng)焓的變化以在中等化學(xué)所研究的反應(yīng)范圍之,Q＝＝eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,),就是新教材中引eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)的依據(jù)但需注意的是,于中等化學(xué)學(xué)生的知識水平P和接受能力教材不便引入焓的概,而仍稱eq\o\ac(△,“)H為應(yīng),學(xué)中也不必引深。二、引eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)后的化方程式示法新教材引入eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)這物理量后熱學(xué)方程式的表示方法同舊教材相比發(fā)生了如下變化。根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)在熱力學(xué)中將內(nèi)能U改為熱力學(xué)能。其定義:對于熱力學(xué)封閉系統(tǒng)高二化學(xué)選修4

1eq\o\ac(△,U)eq\o\ac(△,)＝＋W1式中”傳給系統(tǒng)的能量“W是系統(tǒng)所作的功。QW都以“系統(tǒng)”的能量增加為“＋”來定義的。而舊教材中,Q是“環(huán)境”的能量增加(以“系統(tǒng)”的能量減)為“來定義這樣舊教材中熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱＋意義正好國家標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定相反。因此引eq\o\ac(△,入)H以當(dāng)反應(yīng)為放熱反應(yīng)時

eq\o\ac(△,,)為－”eq\o\ac(△,或)H＜0表明系統(tǒng)能量減少)；當(dāng)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)時

eq\o\ac(△,,)H為＋”或eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＞表明系統(tǒng)能量增)。在舊教材里,化學(xué)方程式中物質(zhì)的聚集狀態(tài)用中文表如、液、氣等。根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)用英文字取英文詞頭)表示,“代表固(solid)代表液體(liquid)代表氣體”表示水溶(Aqueous等熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱的單位不同。舊教材中反應(yīng)熱的單位是或kJ,而eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)的位為或。根據(jù)引eq\o\ac(△,入)后的這些變類似以下熱化學(xué)方程式的表示方法已經(jīng)廢固＋氣)＝CO()＋kJ22固)＋H氣)＝氣)＋H(氣)－kJ2正確的表示方法為在化學(xué)方程式中用規(guī)定的英文字母注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。然后寫出該反應(yīng)的摩爾焓[]eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)H(標(biāo)“”表示反應(yīng)“”表示摩爾實上通常給出的是反應(yīng)體系處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)m(指度為壓為時的狀態(tài))時的摩爾焓[]即應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓[變],以“eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)H”表上標(biāo)Θ表示標(biāo)準(zhǔn))。方程式與摩爾[]間用逗號或分號隔開。例:mC(s)＋O(g)＝CO(g)；eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)(298.15K)＝kJ/mol22C(s)＋HO(g)＝＋H(g)eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)HK)＝kJ/mol2由于eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)H與應(yīng)體系的溫度和壓強有非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的反應(yīng)體寫熱化學(xué)方程式m時還應(yīng)注明反應(yīng)的溫度和壓強。但中等化學(xué)所用eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)H的據(jù),一般都是反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓m[]因可不特別注明?？紤]到這一點和中等化學(xué)學(xué)生的知識水平和接受將“eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)Hm

”簡寫為eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)來示。例如:O(g)＝(g)；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝－kJ/mol2C(s)＋HO(g)＝H(g)；eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)＝＋kJ/mol22三、eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)單與應(yīng)度基于對中等化學(xué)知識的要求深度,新材中沒有引入“反應(yīng)進(jìn)度(代號為ξ)”這物理量。但應(yīng)明eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)H的位kJ/mol”的mol是指定反應(yīng)體系的反應(yīng)進(jìn)度的國際單位m制(稱SI)單,而不是物質(zhì)的量的單位。反應(yīng)進(jìn)度的定義為對于化學(xué)反應(yīng)0＝∑νBB(ξ)＝(0)＋ξBBB式中”和“n(”分別為反應(yīng)進(jìn)度ξ＝反未開始和ξξ時B的質(zhì)的BB量“ν”反應(yīng)中B物質(zhì)的化學(xué)計量(于反應(yīng)物其為,對于產(chǎn)物其為正。因“”BB為常數(shù)則對于反應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生微小變化時:dξ＝ν對于反應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生有限的變,則有:

dBB高二化學(xué)選修4

1eq\o\ac(△,ξ)eq\o\ac(△,)νeq\o\ac(△,n)1B

B在此所定義的反應(yīng)進(jìn)度顯只與指定反應(yīng)系統(tǒng)的化學(xué)方程式的寫法有而與選擇系統(tǒng)中何種物質(zhì)B無。反應(yīng)進(jìn)度與物質(zhì)的量具有相同的量,單為。由于ξ的義與ν有因此在使用ξ及與此相關(guān)的其它物理量時必須指明化學(xué)方程,則是無意義的。B例如說“氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水蒸氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾[]:eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)HK)＝m”是不明確的。反應(yīng)進(jìn)度是研究化學(xué)反應(yīng)過程狀態(tài)變化的最基礎(chǔ)的物理量。由于化學(xué)中引入了此,使涉及化學(xué)反應(yīng)的量綱和單位的標(biāo)準(zhǔn)化大大前進(jìn)了一,也很好地解決了一系列理在綱上出現(xiàn)的困難和矛盾。對于化學(xué)反應(yīng)＝νB”,反應(yīng)的摩爾焓[]eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)H,般可由測量反應(yīng)進(jìn)度ξ→ξBm1時的焓eq\o\ac(△,變),以反應(yīng)進(jìn)度eq\o\ac(△,變)ξ而即eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)＝eq\o\ac(△,H)eq\o\ac(△,)／eq\o\ac(△,ξ)m由于反應(yīng)進(jìn)(ξ)的定義與化學(xué)方程式的寫即與反應(yīng)方程式中物質(zhì)B的ν有關(guān),B此反應(yīng)的摩爾焓[變]eq\o\ac(△,r)eq\o\ac(△,)H也與