高二化学教案:化学反应中的热效应教学案.pdf
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1、高二化学教案:高二化学教案:效应教学案效应教学案化学反应中的热化学反应中的热高二化学教案:化学反应中的热效应教学案高二化学教案:化学反应中的热效应教学案【】鉴于大家对查字典化学网十分关注,小编在此为大【】鉴于大家对查字典化学网十分关注,小编在此为大家搜集整理了此文高二化学教案:家搜集整理了此文高二化学教案:化学反应中的热效应教学化学反应中的热效应教学案,供大家参考案,供大家参考!本文题目:高二化学教案:化学反应中的热效应教学案本文题目:高二化学教案:化学反应中的热效应教学案专题专题 1 1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第一单元第一单元 化学反应中的热效应化学反应中的热效应第第 1 1
2、课时课时 化学反应的焓变化学反应的焓变 目标要求目标要求 1.1.了解反应热的概念,知道化学反应、热效应了解反应热的概念,知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。与反应的焓变之间的关系。2.2.知道反应热与化学键的关系。知道反应热与化学键的关系。3.3.知道反应热与反应物、生知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。成物总能量的关系。焓变焓变 反应热反应热在化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴有能量变在化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴有能量变化。化。1.1.焓和焓变焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量。单位:焓是与物质内能有关的物理量。单位:kJmol-1kJmol-1,符号:
3、,符号:H H。焓变是在恒压条件下,反应的热效应。单位:焓变是在恒压条件下,反应的热效应。单位:kJmol-1kJmol-1,符,符号:号:H H。2.2.化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。成时新化学键形成的过程。第 2 页第 3 页B.B.放热反应在常温下一定很容易发生放热反应在常温下一定很容易发生C.C.反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小能量的相对大小D.D.吸热反应在一定条件下
4、也能发生吸热反应在一定条件下也能发生答案答案 B B解析解析 化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应。吸热反应开始加热,反应后需不断加热才能使反应热反应。吸热反应开始加热,反应后需不断加热才能使反应继续进行下去继续进行下去;放热反应开始
5、加热,反应后会放出一定的热放热反应开始加热,反应后会放出一定的热量,如果此热量足够大,可使反应维持下去,则反应过程不量,如果此热量足够大,可使反应维持下去,则反应过程不需要再加热,如煤的燃烧,一旦加热使煤燃烧起来后就可继需要再加热,如煤的燃烧,一旦加热使煤燃烧起来后就可继续燃烧下去,不需外界再加热。续燃烧下去,不需外界再加热。2.2.已知在相同状况下,已知在相同状况下,要使同一化学键断裂需要吸收的能量要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是()()A.A.电解熔融的电解熔融的 Al2O3Al2O3 可以制得金属铝和
6、氧气,可以制得金属铝和氧气,该反应是一个该反应是一个放出能量的反应放出能量的反应B.B.水分解产生氢气和氧气时放出能量水分解产生氢气和氧气时放出能量C.C.相同状况下,反应相同状况下,反应 2SO2+O2=2SO32SO2+O2=2SO3 是一个放热反应,则是一个放热反应,则反应反应 2SO3=2SO2+O22SO3=2SO2+O2 是一个吸热反应是一个吸热反应D.D.氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量第 4 页答案答案 C C解析解析 由题意可以推测,如果一个反应过程放出能量,那么由题意可以推测,如果一个反应过程放出能量,那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量,
7、所以使该反应向反方向进行则需要吸收能量,所以 C C 正确正确;另外另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应,与它们相反的反应:水、氯化氢和能量的反应,与它们相反的反应:水、氯化氢和 Al2O3Al2O3 的分的分解都应该是吸收能量的反应,故解都应该是吸收能量的反应,故 A A、B B、D D 错误。错误。知识点二知识点二 反应热与化学键键能的关系反应热与化学键键能的关系3.3.通常人们把拆开通常人们把拆开 1 1 molmol 某化学键所吸收的能量看成该化学某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能
8、键的键能。现给出化学键的键能(见下表见下表):化学键化学键 HH ClCl ClH HH ClCl ClH键能键能/(kJmol-1)436 243 431/(kJmol-1)436 243 431请计算请计算 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热的反应热()()A.+862 kJmol-1 B.+679 kJmol-1A.+862 kJmol-1 B.+679 kJmol-1C.-183 kJmol-1 D.+183 kJmol-1C.-183 kJmol-1 D.+183 kJmol-1答案答案 C C解析解析 拆开拆开 1 mol H2
9、1 mol H2 和和 1 mol Cl21 mol Cl2 中的化学键所吸收的能量中的化学键所吸收的能量是是 436 kJmol-1+243 kJmol-1=679 kJ436 kJmol-1+243 kJmol-1=679 kJ 形成形成 2 mol HCl2 mol HCl 所放所放出的能量是出的能量是 431431 kJmol-12=862kJmol-12=862 kJmol-1kJmol-1,所以该反应的反应,所以该反应的反应热是热是 679 kJmol-1-862 kJmol-1=-183 kJmol-1679 kJmol-1-862 kJmol-1=-183 kJmol-1。4.
10、4.已知已知 HHHH 键键能键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量断裂时吸收或生成时释放的能量)为为 436436kJmol-1kJmol-1,HNHN 键键能为键键能为 391 kJmol-1391 kJmol-1,根据热化学方程式:,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1。则。则 NNNN 键的键能键的键能第 5 页是是()()A.431 kJmol-1 B.946 kJmol-1A.431 kJmol-1 B.946 kJmol-1C.649 kJmol-1 D.896
11、 kJmol-1C.649 kJmol-1 D.896 kJmol-1答案答案 B B解析解析 本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变化,化,H=-(H=-(生成物键能总和生成物键能总和-反应物键能总反应物键能总和和)=-6ENH-(3EHH+ENN)=-6ENH-(3EHH+ENN),得,得 ENN=6ENH-3EHH+H=6391ENN=6ENH-3EHH+H=6391kJmol-1-3436 kJmol-1-92.4 kJmol-1946 kJmol-1kJmol-1-3436 kJmol-1-92.4 kJmol-1946 kJmo
12、l-1。故正确。故正确答案为答案为 B B。5.5.白磷的化学式为白磷的化学式为 P4P4,分子的空间构型是正四面体,分子的空间构型是正四面体(如图如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10)(P4O10),在十氧化四磷,在十氧化四磷分子里只存在分子里只存在 POPO 和和 P=OP=O 两种共价键。两种共价键。已知几种共价键的键能:已知几种共价键的键能:PO 360 kJPO 360 kJP=O 585 kJPP 198 kJP=O 585 kJPP 198 kJO=O 498 kJmol-1O=O 498 kJmol-1。请问:请问:在在 P4(s)+
13、5O2(g)=P4O10(s)P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)中,中,H=_H=_。答案答案-2 982 kJmol-1-2 982 kJmol-1解析解析 由由 P4P4 的分子结构和的分子结构和 P4+5O2=P4+5O2=点燃点燃 P4O10P4O10 的物质变的物质变化,在化,在P4O10P4O10 分子中只存在分子中只存在 POPO 和和 P=OP=O 两种共价键,两种共价键,P4O10P4O10中中 P P 显显+5+5 价、价、O O 显显-2-2 价等事实可知,在价等事实可知,在 P4P4 分子结构的基础分子结构的基础上,每上,每 2 2 个个 P P 原子之间插入原
14、子之间插入 1 1 个个 O O 原子形成原子形成 2 2 个个 POPO 键,每键,每个个 P P 原子再结合原子再结合 1 1 个个 O O 原子形成原子形成 P=OP=O 键,就构成了键,就构成了 P4O10P4O10第 6 页的分子结构。这样,在的分子结构。这样,在 1 1 个个 P4O10P4O10 分子中共有分子中共有 1212 个个 POPO 键、键、4 4 个个 P=OP=O 键。键。H=H=反应物键能总和反应物键能总和-生成物键能总和生成物键能总和=6198 kJmol-1+5498=6198 kJmol-1+5498kJmol-1-(12360 kJmol-1+4585 k
15、Jmol-1)=-2 982 kJmol-1kJmol-1-(12360 kJmol-1+4585 kJmol-1)=-2 982 kJmol-1。知识点三知识点三 反应热与反应物、生成物总能量的关系反应热与反应物、生成物总能量的关系6.6.已知已知 25、25、101 kPa101 kPa 下,石墨、金刚石燃烧的热化学方下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:程式分别为:C(C(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJmol-)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJmol-11C(C(金刚石金刚石)+O2(g)=CO2(g)H=-395.4 kJmol-)+O2
16、(g)=CO2(g)H=-395.4 kJmol-11据此判断,下列说法正确的是据此判断,下列说法正确的是()()A.A.由石墨制备金刚石是吸热反应由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的低石墨的能量比金刚石的低B.B.由石墨制备金刚石是吸热反应由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的高石墨的能量比金刚石的高C.C.由石墨制备金刚石是放热反应由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的低石墨的能量比金刚石的低D.D.由石墨制备金刚石是放热反应由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的高石墨的能量比金刚石的高答案答案 A A解析解析 有两种方法判断:方法一:反应中放出的
17、热量有两种方法判断:方法一:反应中放出的热量=反应物反应物的总能量的总能量-生成物的总能量生成物的总能量;方法二:由方法二:由-得得 C(C(石石墨墨)=C()=C(金刚石金刚石)H=1.9 kJmol-1)H=1.9 kJmol-1,该反应为吸热反应,石,该反应为吸热反应,石墨的能量比金刚石的能量低,墨的能量比金刚石的能量低,石墨更稳定。石墨更稳定。故正确答案为故正确答案为 A A。7.7.由右图分析,有关叙述正确的是由右图分析,有关叙述正确的是()()A.AB+CA.AB+C 和和 B+CAB+CA 两个反应吸收或放出的能量不等两个反应吸收或放出的能量不等B.AB+CB.AB+C 是放热反
18、应是放热反应第 7 页C.AC.A 具有的能量高于具有的能量高于 B B 和和 C C 具有的能量总和具有的能量总和D.AB+CD.AB+C 是吸热反应,则是吸热反应,则 B+CB+CAA 必然是放热反应必然是放热反应答案答案 D D解析解析 本题考查化学反应中的能量变化,本题考查化学反应中的能量变化,由图可知,由图可知,B+CB+C 的能的能量高于量高于 A A 的能量,则反应的能量,则反应 B+CAB+CA 一定是放热反应一定是放热反应;反之,反之,AB+CAB+C 则是吸热反应。则是吸热反应。根据能量守恒定律,根据能量守恒定律,两反应的反应热两反应的反应热在数值上相等,符号相反。在数值上
19、相等,符号相反。练基础落实练基础落实1.1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是()()A.A.铝片和稀盐酸的反应铝片和稀盐酸的反应B.Ba(OH)28H2OB.Ba(OH)28H2O 与与 NH4ClNH4Cl 的反应的反应C.C.灼热的碳与二氧化碳的反应灼热的碳与二氧化碳的反应D.D.甲烷在氧气中的燃烧甲烷在氧气中的燃烧答案答案 C C解析解析 注意知识的积累,记住常见的吸热反应。注意知识的积累,记住常见的吸热反应。B B、C C 属于吸属于吸热反应,再从化合价变化角度来分析,知答案为热反应,再从化合价变化角度来分析,知答案为 C C
20、。2.2.下列说法不正确的是下列说法不正确的是()()A.A.任何化学反应都伴随着能量变化任何化学反应都伴随着能量变化B.B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化化学反应中的能量变化都表现为热量变化C.C.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应D.D.反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应答案答案 B B第 8 页解析解析 任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定表现为热量变化,还可能以光能等其他形式的能量放表现为热量变化,还可
21、能以光能等其他形式的能量放出出;E(;E(反应物反应物)E()E(生成物生成物),反应放热,反应放热,E(E(反应物反应物)3.3.下列过程一定释放出能量的是下列过程一定释放出能量的是()()A.A.化合反应化合反应 B.B.分解反应分解反应 C.C.分子拆成原子分子拆成原子 D.D.原子组成分子原子组成分子答案答案 D D解析解析 形成化学键释放能量,原子结合成分子放出能量,化形成化学键释放能量,原子结合成分子放出能量,化合、分解反应有可能是放热反应,也有可能是吸热反应。合、分解反应有可能是放热反应,也有可能是吸热反应。4.4.已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程已知氢气在氯气中
22、燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏中,破坏 1 mol1 mol 氢气中的化学键消耗的能量为氢气中的化学键消耗的能量为 Q1 kJQ1 kJ,破坏,破坏1 mol1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为氯气中的化学键消耗的能量为 Q2 kJQ2 kJ,形成,形成 1 mol1 mol 氯氯化氢中的化学键释放的能量为化氢中的化学键释放的能量为 Q3 kJQ3 kJ,下列关系式正确的是,下列关系式正确的是()()A.Q1+Q2Q3 B.Q1+Q22Q3 C.Q1+Q2A.Q1+Q2Q3 B.Q1+Q22Q3 C.Q1+Q2答案答案 D D解析解析 根据能量守恒原理:根据能量守恒原理:破坏化学键
23、吸收的能量破坏化学键吸收的能量-形成新化形成新化学键放出的能量学键放出的能量=反应热。对于该放热反应:反应热。对于该放热反应:0 0,则,则Q1+Q2-2Q30Q1+Q2-2Q30,故,故 Q1+Q22Q3Q1+Q22Q3。5.CO(g)5.CO(g)与与 H2O(g)H2O(g)反应过程的能量变化如图所示,有关两者反应过程的能量变化如图所示,有关两者反应的说法中正确的是反应的说法中正确的是()()A.A.该反应为吸热反应该反应为吸热反应B.CO(g)B.CO(g)和和 H2O(g)H2O(g)所具有的总能量大于所具有的总能量大于 CO2(g)CO2(g)和和 H2(g)H2(g)所具所具第
24、9 页有的总能量有的总能量C.C.反应的热化学方程式:反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H=41 kJmol-1H=41 kJmol-1D.1D.1 molmol CO2(g)CO2(g)和和 1 1 molmol H2(g)H2(g)反应生成反应生成 1 1 molmol CO(g)CO(g)和和 H2O(g)H2O(g)要放出要放出 41 kJ41 kJ 的热量的热量答案答案 B B解析解析 从图中数据可以看出:从图中数据可以看出:该反应的该反应的 0 0,为放热反应为放热反应;CO(g);CO(g)和和
25、 H2O(g)H2O(g)所具有的总能量大于所具有的总能量大于 CO2(g)CO2(g)和和 H2(g)H2(g)所具有的总所具有的总能量,能量,反应的热化学方程式为反应的热化学方程式为 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H=-41 kJmol-1H=-41 kJmol-1。练方法技巧练方法技巧6.6.下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.反应热就是反应中放出的能量反应热就是反应中放出的能量B.B.在在 101 kPa101 kPa 时,时,1 mol1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热碳燃烧所放出的热量为碳的燃
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