2022年高中化学第一章第一节化学反应与能量变化教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载高中化学选修 4 第一章第一节化学反应与能量变化 教案课题：第一章 化学反应与能量 授课班级第一节 化学反应与能量变化 课 时 2 学问 1、明白化学反应中能量转化的缘由和常见的能量转化形式；教技能 与 2、熟悉化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系3、明白反应热和焓变的含义4、熟悉热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式学 过程 1、通过化学反应的实质的回忆,逐步探究引起反应热内在缘由的方法,引起同学在学与 习过程中主动探究化学原理的学习方法,目方法 2、通过争论、分析、对比的方法,培育同学的分析才能和主动探究才能的 情

2、感态激发同学的学习爱好,培育同学从微观的角度懂得化学反应,培育同学敬重科学、度价值严谨求学、勤于摸索的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点观重 点 化学反应中的能量变化,热化学方程式的书写难 点 焓变, H的“+” 与“- ” ,热化学方程式的书写一、反应热第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化焓变1、定义：恒压条件下,反应的热效应等于焓变知2、符号： H 3、单位： kJ/mol 或 kJmol-1H0时为4、反应热表示方法：H为“ ” 或H0时为吸热反应；H为“ 一” 或识放热反应；结5、 H运算的三种表达式：构1 H = 化学键断裂所吸取的总能量化学键生成所释放的总能量2

3、H = 生成的总能量 反应物的总能量与3 H = 反应物的键能之和生成物的键能之和板二、热化学方程式 thermochemical equation 书1定义：说明反应所放出或吸取的热量的化学方程式,叫做热化学方程式；设例： H2gI 2g =2HIg； H=14.9 kJ/mol 计2书写热化学方程式的留意事项：1 需注明反应的温度和压强；因反应的温度和压强不同时,其H不同；2 要注明反应物和生成物的状态；物质的集合状态,与它们所具有的能量有关；3 热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,它可以是整数也可以是分 数；对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其H也不同；4热化学方程式的

4、应用教学过程教学步骤、内容 教学方法【引入】 信任大家都听过这句名言： “ 给我一个支点和足够长的杠杆,我可以撬动地 球；” 知不知道是谁说的呢？【回答 】阿基米德【提问】 推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢？名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【讲解】 对,能量就是推动人类进步的“ 杠杆”！能量使人类脱离了“ 茹毛饮血” 的野蛮,进入繁华多姿的文明；化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一（一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换）就显得极为重要；下面让我们一同进入选修【板书】第一章 化学

5、反应与能量 第一节 化学反应与能量变；所以,争论化学反应中的能量变化,4 化学反应原理的学习【回忆】 通过必修二的学习,我们知道化学反应过程中不仅有物质的变化,仍有能量 的变化；那么常见的能量变化形式有哪些？【同学 】阅读本章引言回答：热能、电能、光能等【过渡 】当能量以热的形式表现时,我们把化学反应分为放热反应和吸热反应,你能 列举常见的放热反应和吸热反应吗？【回答 】放热反应如燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应等；吸热反应如大多 数分解反应、金属氧化物的仍原反应等【质疑 】为什么化学反应过程中有的放热、有的吸热？为什么说“ 化学反应过程中能 量的变化是以物质的变化为基础的” ？【回忆

6、】我们知道化学反应的实质就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程,那 么化学键断裂的过程中能量是如何变化的？【提问】当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的？能否从微观的角度说明能量 变化的缘由？【回答 】水分子之间存在分子间作用力,当水从液态变成气态时,分子间距离增大,所以要吸取能量【分析】虽然力的种类和大小不同, 但是本质都一样, 就是形成作用力时要放出能量；破坏作用力时要吸取能量,即物质的变化经常相伴能量的变化【探究】 给出详细实例,图例,请同学分析图中包含的信息【引导】在化学反应H2 +Cl2 =2HCl 的过程中能量变化如何？1、从化学键【投影】【提问】 为什么化学反应过程中会有能量

7、的变化？从两个角度来考虑：的角度看化学反应是怎样发生的？与能量有什么关系？2、反应物和生成物的相对能量的大小2molHCl 要放出183kJ 的能量；断开【图像分析】 1molH 2 和 1molCl 2 反应得到1molH-H 键需要吸取 436kJ 的能量；断开 1molCl-Cl 键需要吸取 243kJ 的能量；形成 1molH-Cl 键能放出 431kJ 的能量；【讲解】 1、从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成；断裂化学键需要吸取能量,形成化学键要释放出能量,断开化学键吸取的能量和形成化学键释放的能量通常不相等；2、反应物和生成物的总能量通常不相等,名

8、师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载当反应物的总能量大于生成物的总能量时,化学能转化为其他形式的能量释放出来,当反应物的总能量小于生成物的总能量时,化学反应将其他形式的能量转化为化学能储存起来,所以化学反应过程中总会相伴着能量的变化；【过渡】 断开化学键和形成化学键所吸取和放出的能量的数值是可以定量测定出来 的,可以在工具书上查到,这样我们就可以运算到反应中的能量的详细数值了；【提问】如何表示反应过程是放热仍是吸热呢？【讲解】我们对反应争论的对象是反应的反应物和生成物,我们把它们称为反应体系,而把除它们

9、之外的物质称为环境,我们把反应体系在化学反应过程中所释放或吸取的能量,用热量（或换算成相应的热量）来表述,叫做反应热,又称作为“焓变 ”,用符号“ H” 表示,单位常采纳 kJ/mol 或 kJmol1【板书】一、反应热 焓变1、定义：恒压条件下,反应的热效应等于焓变2、符号： H -13、单位： kJ/mol 或 kJmol【摸索】 我们看看 H 的单位是 kJ/mol,这个单位的分子和分母分别代表的是什么物理量？我们可以怎样运算H 的数值？【讲解】 当生成物释放的总能量大于反应物吸取的总能量时,反应为放热反应,使反应本身能量降低,规定放热反应H为“一”,所以 H为“一”或 H0时为放热反应

10、；上述反应 H2gCl 2g = 2HClg,反应热测量的试验数据为 184.6 kJ/mol,与运算数据 183kJ/mol很接近,一般用试验数据表示,所以H =-184.6 kJ/mol；当生成物释放的总能量小于反应物吸取的总能量时,反应是吸热反应, 通过加热、光照等方法吸取能量,使反应本身能量上升,规定H为“”,所以 H为“”或 H0时为吸热反应；【投影】【板书】4、反应热表示方法： H为“ ”或 H0 时为吸热反应； H为“ 一” 或 H0 时为放热反应；【讲解】 假如反应物所具有的总能量高于生物成具有的总能量,反应时就会以热能的形式放出,反之,就吸热；【板书】 5、 H 运算的三种表

11、达式：1 H = 化学键断裂所吸取的总能量化学键生成所释放的总能量2 H = 生成的总能量反应物的总能量第 3 页,共 7 页【讲解】 化学键断裂或生成所吸取或放出的能量叫做化学键的键能；反应键能越小,名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载稳固性越弱, 能量就越高破坏它需要的能量就越小；能量就越低,释放的能量就越大,故需要放出能量,生成物的键能越大, 稳固性越强,H为负,反应之为正【板书】 3 H = 反应物的键能之和生成物的键能之和【讲解】 H 有正负之分,因此比较H 大小时,要连同“+”、“ - ” 包含在内,类似于数学

12、上的正负数比较,假如只比较反应放出热量变化,就只比较数值大小；【过渡】通过上一节的学习我们知道化学反应过程中的反应热与断裂反应物中化学键吸取的能量和形成生成物中化学键放出的能量有关,即能量的变化时以发生变化的物质为基础的, 那么如何更精确的表示一个化学反应的热效应？如如何精确地描述物质 间的化学反应及其能量变化？下面我们来学习热化学方程式；【板书】二、热化学方程式 thermochemical equation 1 定义：说明反应所放出或吸取的热量的化学方程式,叫做热化学方程式；例：H 2gI 2g 2HIg ； H= 14.9 kJ/mol 【投影】例：H2g1 O2g = H2Og； H=

13、-241.8 kJ/mol,表示 lmol气态 H2和 1 mol 2 2 气态 O2反应生成 lmol水蒸气,放出 241.8kJ的热量； 在 101kPa和 25时 H2g十 1 O2 g 2H2Ol； H=-285.8kJ/mol,表示 lmol气态 H2与 1 mo气态O2反应在 101 kPa和 25时,2 生成 lmol液态水,放出 285.8kJ的热量；【小结】 描述在肯定条件下,肯定量某状态下的物质,充分反应后所吸取或放出热量 的多少；【讲解】 热化学方程式不仅说明白化学反应中的物质变化,也说明白化学反应中的能 量变化；那么热化学方程式的书写有什么要求或者需要留意哪些事项呢？【

14、板书】 2书写热化学方程式的留意事项：【讲解】 与一般化学方程式相比,书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要 求外仍应留意以下几点：【同学活动】 阅读教材归纳、总结【板书】 1 需注明反应的温度和压强；因反应的温度和压强不同时,其H不同；【讲解】 但中学化学中所用的H的数据,一般都是在 101 kPa和 25 时的数据,因 此可不特殊注明；但需注明H的“ ” 与“ ” ；热化学方程式一般不要求写条件【投影】 例如： H2g1 O2g = H2Og； H=-241.8 kJ/mol 2H2g十 1 O2 gH2Ol ； H=-285.8kJ/mol 2【讲解】 从上述两个热化学方程式可看出

15、,lmol H 2反应生成 H2Ol比生成 H2Og多放 出44kJ/mol的热量；产生的热量为什么不同？【板书】 2要注明反应物和生成物的状态；物质的集合状态,与它们所具有的能量 有关；【讲解】 通常气体用 “ g”、液体用 ” l ”、固体用 “ s”、溶液用 “ aq”,且热化学方程式通常不用 “ ”、“ ”；【投影】 例如： H2g+C12g = 2HClg； H=-184.6 kJ/mol 第 4 页,共 7 页1 H2g+ 21 Cl2g = HClg ； H 92.3 kJ/mol 2名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必

16、备 欢迎下载【板书】 3热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,它可以是整数也可以是分数；对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其H也不同；【讲解】 我们仍需要留意的是,热化学方程式是表示反应已完成的量,而不管反应是否真正完成；H与反应完成的物质的量有关,而方程式中化学计量数只表示物质的量的多少,并不表示物质的分子数或原子数,所以化学计量数必需与H相对应,如果化学计量数加倍,就H也要加倍；当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反；【板书】 4热化学方程式的应用【点击试题】 已知在 25, 101kPa下,1g C 8H 18 辛烷 燃烧生成二氧化碳和液态水时放出

17、48.40kJ热量表示上述反应的热化学方程式正确选项25AC 8 H 18 1 2 O 2 g 8 CO 2 g 9 H 2 O g ； H48.40kJ/mol 25BC 8 H 18 12 O 2 g 8 CO 2 g 9 H 2 O 1； H 5518kJ/mol CC 8 H 18 1 252 O 2 g 8 CO 2 g 9 H 2 O 1； H+5518kJ/mol D2 C 8 H 18 1 25 O 2 g 16 CO 2 g 18 H 2 O 1 ； H11036kJ/mol 答案 BD 【实践活动】中和反应反应热的测定【投影】一、试验原理【讲解】 中和热的定义是在稀溶液中,

18、酸跟碱发生中和反应而生成 应热叫中和热；在中学阶段,只争论强酸和强碱反应的中和热； 1 mol H2O 时的反【回忆】 必修 2 其次章 30 页关于“ 中和热” 的内容：【回答 】酸与碱发生中和反应生成 1mol H2O 时所释放的热量称为中和热；【试验 】试验 2-3：在 50mL 烧杯中加入 20mL 2mol/L 的盐酸,测其温度；另用量筒量取 20mL 2mol/L NaOH 溶液,测其温度,并慢慢地倾入烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌；观看反应中溶液温度的变化过程,并作好记录；盐酸温度 /NaOH 溶液温度 /中和反应后温度 /tHCl tNaOH t 2 数据处理：HQ/ncm t/n

19、 其中：c4.18J/g,m 为酸碱溶液的质量和, tt2t1,t1 是盐酸温度与 NaOH溶液温度的平均值, n 为生成水的物质的量；【投影】二、试验操作【争论】 上述试验装置和操作存在哪些问题？热量的散失【投影】【提问】 课本第 5 页图 1-3 与试验 2-3 相比,作了哪些改进？改进的目的是什么？【回答 】 1双层烧杯、 2碎泡沫塑料、 3盖板、都是为了削减热量的散失；【摸索与沟通】 课本第 5 页试验用品,想一想,每件用品的用途,NaOH 溶液为什么不用 0.50mol/L 而用 0.55mol/L？【回答 】为了保证 0.50mol/L 的盐酸完全被 NaOH 中和,采纳碱稍过量；

20、【讲解】 阅读课本第 5 页试验步骤,强调以下问题名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【投影】留意事项： 1的盐酸完全被学习必备欢迎下载 1NaOH 溶液,1、为了保证 0.50mol LNaOH 中和, 采纳 0.55mol L使碱稍稍过量,由于过量的碱并不参与中和反应；2、试验中如用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中电离吸热,会使测 得中和热的数值偏低；3、要使用同一支温度计；分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后 必需用水冲洗洁净并用滤纸擦干；温度计的水银球部分要完全浸入溶液中,且要稳固吸热

21、反应与放 热反应的考查一段时间再登记读数；4、试验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用；5、操作时动作要快,尽量削减热量的散失；6、试验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定,但在运算时,应取二者中量小的一种,由于过量的酸碱并不参与中和反应；操作：同学按课本步骤做试验,记录相应数据；【投影】三、数据处理反应热大小的 比较热化学方程式 的书写1、取三次测量所得数据的平均值作为运算依据t2t1摸索：假如某一次试验的数据与另外两次试验的数据差异明显,怎么办？2、运算反应热：HQ/ncm t/n；其中： c4.18J/g ,mm1m2100g, tt2t1 n0.5

22、0mol L10.50mL 0.025mol； H,【总结】 化学反应相伴能量变化是化学反应的一大特点；我们可以利用化学能与热能及其能量的相互转变为人类的生产、生活及科学争论服务；化学在能源的开发、利用及解决日益严峻的全球能源危机中必将起带越来越重要的作用,同学们平常可以通过各种渠道来关怀、明白这方面的进展,从而深切体会化学的有用性和制造性；【随堂练习】1、以下说法不正确选项 A A、放热反应不需加热即可发生B、化学反应过程中的能量变化除了热能外,也可以是光能、电能等 C、需要加热才能进行的化学反应不肯定是吸热反应 D、化学反应热效应数值与参与反应的物质多少有关2、已知（1）H2 g 1/2O

23、2 g H2O g H1 = a kJ/mol（2）2H2 g O2 g 2H2O g H2 = b kJ/mol（3） H2 g 1/2 O2 g H2O l H3 = c kJ/mol（4） 2H2 g O2 g 2H2O l H4 = d kJ/mol 就 a、b、c、d 的关系正确选项；A、acd0 C、2a=b0 3、沼气是一种能源,它的主要成分是 CH4；0.5 mol CH4 完全燃烧生成 CO2 和 H2O 时,放出 445 kJ的热量；就以下热化学方程式中正确选项A、2CH4 g 4O2 g 2CO2 g 4H2O l B、CH42O2CO2H2O H = +890 kJ/m

24、ol H = 890 kJ/mol C、 CH4 g 2 O2 g CO2 g 2 H2O l H = 890 kJ/mol 第 6 页,共 7 页D、 1/2CH4 g O2 g 1/2CO2 g H2O l H = -890 kJ/mol 4、已知11mol H2分子中化学键断裂时需要吸取436 kJ的能量；21mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸取243 kJ 3由 H 原子和 Cl 原子形成 1 mol HCl 分子时释放 431 名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载kJ 的能量；以下表达正确选项 A、氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2 g + Cl2g = 2HCl g B、氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体,反应的 H=183 kJ/molC、氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体,反应的 H=-183 kJ/mol D、氢气和氯气反应生成1mol 氯化氢气体,反应的 H=-183 kJ/mol 教学回忆 ：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页