2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理》1.1化學(xué)反應(yīng)與能量的變化教案 新人教版選修4.doc

2019-2020年高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理1.1化學(xué)反應(yīng)與能量的變化教案 新人教版選修4一學(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)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/mol 或 kJmol-1H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 0HE（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131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為H=kJ/mol。2)拆開 lmol HH鍵、lmol NH鍵、lmolNN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 H2 + Cl2 = 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(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184.6KJ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 9.36kJ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)方程式為： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (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) + O2 (g) = 2H2O (l); H= 572 kJ/molC3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l);H = 2220 kJ/mol5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ，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 )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol（3） 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、2c=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 C2H2（g）5/2O2（g）2CO2（g）H2O（l）H=1300 kJ/mol2C2H2（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: CCO2(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？ A.C（s）O2（g）=CO(g);H=110.5 kJ/molB.C（s）O2（g）=CO2(g);H=393.5 kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H=571.6 kJ/molD.H2(g)1/2O2(g)=H2O(g);H=241.8 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890.3 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890.3 kJ/mol，1000 L CH4（標準狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97104 kJ2.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)=H2O (l)；H=-57.3kJmol。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：57.3kJ/mol例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H=-57.3kJ/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）、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)崮堋⒑Ｑ竽芎蜕锬堋?）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)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)+1/2O2(g)=CO(g)C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol + = ，則 H1 + H2 =H3所以，H1=H3-H2 H1=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/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?；瘜W(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如何理解蓋斯定律？1）請用自己的話描述一下蓋斯定律。2）蓋斯定律有哪些用途？4例題1）同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；H = -2983.2 kJ/molP(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；H = -738.5 kJ/mol試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式_。2）在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>Q1的是（B ）AH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);H =-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO (g); H= -Q1C(s)+O2(g)=CO2 (g); H= -Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H= -Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); H= -Q2D. S(g)+O2(g)=SO2 (g); H= -Q1 S(s)+O2(g)=SO2 (g); H= -Q23、298K，101kPa時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H= -92.38kJ/mol。 在該溫度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在進行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么。