第一篇:《化學反應與能量變化》教學設計
第一章
化學反應與能量
第一節
化學反應與能量的變化
[閱讀提綱] 1.什么是反應熱(焓變)?什么是放熱反應和吸熱反應?
2.什么是熱化學方程式?在熱化學方程式中如何表示放熱和吸熱? 3.為什么在熱化學方程式中必須標明物質的集聚狀態? 4.熱化學方程式中的系數表示什么?能否用分數表示?
一.反應熱
焓變
1.定義:化學反應過程中所釋放或吸收的能量都屬于反應熱,又稱為焓變(ΔH),單位kJ/mol。
化學反應中為什么會伴隨能量變化?(微觀解釋)
舊鍵的斷裂:吸收能量
新鍵的形成:放出能量
總能量的變化取決于上述兩個過程能量變化的相對大小。
吸熱:前者>后者 放熱:前者<后者
2.放熱反應:放出熱量的化學反應。(放熱>吸熱)ΔH<0 吸熱反應:吸收熱量的化學反應。(吸熱>放熱)ΔH>0
[小結](1)化學反應的本質:原子的分離與結合的過程
(2)反應物分子中原子解離-------吸熱。
生成物新分子的形成---------放熱。
二.熱化學方程式
1. 定義:能表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式
例如:H2(氣)+ 1/2 O2(氣)= H2O(氣)
ΔH= -241.8kJ/mol H2(氣)+ 1/2 O2(氣)= H2O(液)
ΔH= -285.8 kJ/mol
[討論] 1.為什么集聚狀態不同,熱量值不同?
答:液態水變成水蒸氣要吸收熱量
2.若反應物狀態不同,而生成物狀態相同,那么熱量值相同嗎? 答:不同
[思考與交流] 2.書寫要點:
C(固)+ H2O(氣)= CO(氣)+ H2(氣)
ΔH= +131.3 kJ/mol ①標集聚狀態(固、液、氣)
②右端標熱量數值和符號: 吸熱用“+”,放熱用:“-”。③系數單位是“摩”,而不是“個”;也不能表示物質的量之比。④系數可用分數,但熱量值要相應變化。
如:2H2(氣)+ O2(氣)= 2H2O(液)
ΔH= -571.6 kJ/mol H2(氣)+ 1/2 O2(氣)= H2O(液)
ΔH= -285.8 kJ/mol ⑤不注明條件,即指250C、1.01×105Pa
例:
1克甲烷在空氣中燃燒,恢復常溫下測得放出熱量55.625KJ,試寫出熱化學方程式。
CH4(氣)+ 2O2(氣)= CO2(氣)+ 2H2O(液)
ΔH= -890 kJ/mol [練習1]同溫、同壓下,比較Q1與Q2的大?。?/p>
S(氣)+ O2(氣)== SO2(氣)+ Q1
S(固)+ O2(氣)== SO2(氣)+ Q2
Q1 < Q2,|Q1 | > |Q2|
[練習2] 已知:C(固)+ O2(氣)== CO2(氣)ΔH= -393.5 kJ/mol,要獲得1000千焦熱量,需燃燒多少克碳?
30.5克 [練習3] 已知:S(固)+ O2(氣)= SO2(氣)ΔH= -290.6 kJ/mol,求1.6克硫燃燒成為SO2氣體放出多少熱量?
14.53kJ [自我檢測] 1 3mol CH4燃燒時,生成液態水和CO2 同時放出2670.9KJ的熱。請寫出熱化學方程式。2 常溫下14克CO在足量氧氣中充分燃燒,放出141.3KJ熱量,寫出該熱化學方程式。3 1836年,俄國化學家蓋斯指出:化學反應的熱效應僅與反應物的最初狀態和生成物的最終狀態有關,而與中間步驟無關。按此規律,結合下列熱化學方程式:
C(固、金剛石)+ O2(氣)== CO2(氣)
ΔH= -395.41 kJ/mol C(固、石墨)+ O2(氣)== CO2(氣)
ΔH= -393.51 kJ/mol 回答有關問題:
(1)石墨轉化為金剛石的熱化學方程式是:
(2)石墨和金剛石相比較,__________的穩定性更大。自我檢測題答案:
1.CH4(氣)+ 2O2(氣)= CO2(氣)+ 2H2O(液)ΔH= -890.3 kJ/mol 2.2CO(氣)+ O2(氣)= 2CO2(氣)
ΔH= -565.2 kJ/mol 3.(1)
C(固、石墨)== C(固、金剛石)
ΔH= +1.90 kJ/mol(2)石墨
第二篇:化學反應與能量變化教案
化學反應與能量變化教學設計
【教材分析】本節內容選自人教版高中《化學4(選修)》,該內容屬于化學反應與能量變化范疇?;瘜W課程標準關于化學反應與能量的內容在初中化學、高中化學2和選修4均有安排,體現了知識生長與學習的層次性,本節將從科學概念的層面和定量的角度深入學習“化學與能量”。
【教學目標】
知識與技能:1.知道化學反應中釋放能量的形式。
2.理解化學反應中能量變化的原因。
3.掌握焓變與反應熱的關系。過程與方法: 學會用觀察、實驗探究等方法獲取信息、理解信息。通過對化學反應中能量變化的原因分析,培養學生從現象到本質的自然科學思維方法。
情感態度與價值觀:1.列舉生活實例和能源發展里程碑,讓學生認識化學科學的發展對人類生活質量的積極影響。
2.通過實驗探究和研究性學習活動培養探究能力和實踐能力?!緦W情分析】
知識基礎:學生知道化學反應能提供能量,知道一些具體的吸熱反應和放熱反應,同時能夠從化學鍵的角度認識化學反應的本質,但是缺少用定量的思想去分析問題。學生渴望利用所學化學知識解決生活中的實際問題,所以用暖寶寶探討學習。
學情及年齡特征:學生對生活中的實例有濃厚的探究興趣,對未知知識和應用有強烈的探究欲。
【教學重點】分析化學反應中熱效應與焓變的關系?!窘虒W難點】培養學生用微觀理論解釋宏觀現象的原因。
【教學方法】現代教學方法中重視知識形成過程,所以出現了情景教學、探究教學等,對于焓變這樣高度抽象的知識教學中,采用單一的實驗探究不易激發學生的興趣,所以在本節的教學方法中采用實驗探究、層層引進、多媒體演示等輔助教學。【教學資源】電腦多媒體投影、實物暖寶寶
【教學流程】
教師活動
學生活動
【教學過程】 教學環節
教師活動
學生活動
教學意圖
化學史 引入
【引入】介紹能源的發展史:原始社會→18世紀→19世紀→20世紀
觀看并了解能源史
【過渡】能量來自能源
【講解】觀看這兩組火焰圖,我們知道:發生了能量變化 【板書】化學反應與能量變化
觀察并思考能量變化的原因
進入課題,讓學生初步建立能量與化學反應的思想
實例
【實物展示】暖寶寶、透氣袋
【講解】暖寶寶有一個透氣袋,撕開包裝后氧氣進入透氣袋反應而產生熱量
仔細觀看,初步了解暖寶寶
化學與生活息息相關,激發學生的學習興趣
探究與思考
【講解】同學們已經學過:化學反應可以分為吸熱反應和放熱反應 【板書】
化學反應: 吸熱反應 放熱反應
【設問和引導】依據什么劃分為吸熱反應和放熱反應?回憶以前做的
Ba(OH)2.8H2O和NH4Cl及燃燒反應的實驗現象,知道是根據熱效應劃分的 【板書】熱效應
【引出情景】暖寶寶的熱效應是什么?
放熱反應
回憶實驗現象,探究、總結出:暖寶寶的熱效應是放熱反應
引導學生探討吸熱反應和放熱反應的劃分依據,并判斷了實物暖寶寶的熱效應
情景創設
【講解】目前使用的暖寶寶放熱原理 化學能→熱能
【情景設問】所有的放熱反應都能做暖寶寶嗎?可以用Mg、Al等原料嗎?
【拓展知識講解】Mg、Al等熱效應效果更好,但是價格比較高,暖寶寶作為一種商品,必須滿足市場需要和顧客的接受程度
知道暖寶寶的放熱原理,思考、了解是否能用其它材料
情景探究,提高學生思考問題的能力
提出概念
【過渡】Fe、Mg、Al等都可以做暖寶寶,為何熱效應會有差異?
【講解】不同的物質能量不同,這就是今天將學習的重點知識:焓變與熱效應。焓是與物質內能相關的物理量,焓變是等壓下的熱效應 【板書】 焓變與熱效應
理解并掌握焓變的概念
形成正確的概念
【講解】焓變是定量描述化學反應熱效應的物理量
【引導講解】同學們在必修2中已經學習過放熱反應和吸熱反應的能量變化圖形
回憶以前的知識,歸納出焓變與熱效應的關系
進行知識的梳理、歸納,讓學生養成新、舊知識的聯系
放熱反應:ΔH<0
吸熱反應: ΔH>0
【設問】回憶氫氣在氯氣中燃燒的實驗現象,如何判斷反應的熱效應? 【講解】氫氣與氯氣反應的微觀過程…….對比舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成釋放的能量,判斷熱效應。
觀看反應的微觀過程,傾聽老師的講解
呈現微觀反應過程,彌補講授法的不足
歸納總結
【歸納總結】吸熱反應:反應物舊鍵斷裂吸收的能量>生成物新鍵形成釋放的能量
ΔH= E反–E生>0 放熱反應:反應物舊鍵斷裂吸收的能量<生成物新鍵形成釋放的能量
ΔH= E反–E生<0 【板書】
吸熱反應:ΔH>0 放熱反應:ΔH<0 【回顧】常見的吸熱反應和放熱反應有哪些?
歸納整理,記筆記,化學反應與熱效應的關系: 吸熱反應: ΔH>0 放熱反應: ΔH<0
對所講的知識進行提煉,讓學生明白重點
實驗探究 知識應用
【情景設問】同學們是否有疑問:哪些因素影響化學反應的熱效應? 【探究實驗】
選擇NaOH和HCl中和實驗,用控制變量法探測最高溫度,第一組探究用量是否影響,第二組探究溫度的影響,第三組探究狀態的影響 【總結】用量、溫度、狀態影響化學反應的熱效應 【板書】
影響焓變的因素:用量、溫度、狀態等
【過渡】理論的角度認識了熱效應后,同學們能夠能夠舉出熱效應的應用嗎? 【板書】
化學反應熱效應的應用
【講解】無論是嫦娥一號衛星的發射,還是生活中常見的自熱米飯、暖寶寶,都說明了化學讓我們的生活變得越來越美好
猜想,并跟隨老師思路思考理解影響焓變的因素 思考、了解熱效應的應用
學會用控制變量法探究實驗,探究影響焓變的因素,為下節課寫熱化學方程式奠定基礎 應用化學知識能解釋生活中的問題,化學服務于生活,激發學生好好學化學
知識梳理
【情景回顧】暖寶寶的熱效應是什么?是否所有的放熱反應都能做暖寶寶?哪些因素影響化學反應的熱效應?
【探究作業】同學們:如果是你,如何制作暖寶寶?
回顧學習的知識,運用所學知識完成暖寶寶的制作
理論應用到實踐,提高學習能力
【教學反思】
新課程的概念是要將知識與生活聯系起來。暖寶寶圖片的展示為同學提供了感性認識,接著引導學生進入深入的理性思考。從生活實例去研究熱效應的原因,使教學的實效性提高。本節課是在原有的化學能、熱能基礎上繼續探究學習,在學習的過程中,掌握化學反應的熱效應、熱效應與焓變的關系、熱效應在生活中的應用,提出影響焓變的因素,為下節熱化學方程式的書寫奠定基礎。
第三篇:《化學反應與能量的變化》第一課時教學設計
化學反應與能量變化(第一為課時)教學設計
教學目標:
1、通過日常生活中常利用的化學反應,知道化學反應中多種能量轉化的形式;
2、知道化學反應過程中能量是守恒的,理解反應熱、焓變的涵義;
3、學會計算反應熱,理解定量研究的重要性;
4、了解用量熱計測量反應熱;
5、由物理變化過程類比,通過從微觀角度分析,化學反應能量變化的本質,初步理解微觀結構決定性質和從宏觀和微觀兩個方面來分析化學變化的視角,學會類比的分析方法;
6、會用鍵能估算焓變;
7、通過比較、分析、歸納總結出熱化學方程式的形式,明確熱化學方程式的意義,會書寫熱化學方程式,并學會比較、歸納的方法;
8、初步了解蓋斯定律 教學重點:
1、從微觀變化分析化學反應能量變化的原因;
2、學會書寫熱化學方程式; 教學難點:
1、理解反應熱、焓變的涵義;
2、熱化學方程式的書寫。
講課稿:
(一)引入化學反應原理的學習
在之前的學習中,我們學習了一些形形色色的化學反應,它們乍看起來好像很復雜,其實他們是有規律可循的,這也是化學的精髓和魅力所在,這也是化學反應原理所要解決的問題。接下來的一段時間里,我們就來共同學習化學反應原理。
我們先來學習化學反應與能量變化
(二)反應中有能量變化、焓變
人們利用化學反應有時是為了制取所需要的物質,有時卻主要是為了利用化學反應過程中的能量。(燃料的燃燒、鋁熱反應、氧炔焰、原電池)
能量轉化的形式有很多種,當這轉化能量為熱能時,我們又可以從吸熱反應和放熱反應的角度來認識化學反應。但到底吸放了多少熱?又到底為什么會有吸放熱呢?我們這節課來研究。
我們知道,化學反應過程中質量守恒,其實,在反應過程中能量也是守恒的。即“自然界的一切物質都具有能量,能量有各種不同形式,能夠從一種形式轉化為另一種形式,在轉化中,能量的總值不變。”
唉?明明有吸放熱了,怎么能量不變呢?是守恒的呢? 我們先來認識兩個概念——體系和環境。體系就是我們研究的對象,也就是這個化學反應整體;環境就是體系以外所有的其他的部分。
(能量守恒是就體系而言,還是就環境而言,還是就環境和體系這個整體而言?)那我們來分析一下,也就是說,在吸熱反應中,由于反應物能量低于生成物能量,反應物就需要從環境中吸收一定的能量,才能達到生成物的能量,就相當于是一個儲能的過程,如果這能量表現為熱能,就是吸熱反應。
同樣的,對于放熱反應。
能量生成物的總能量生成物能量反應物的總能量反應物吸收熱量反應物的總能量反應物放出熱量生成物圖1生成物的總能量圖2
若反應物與生成物總能量接近,同樣也是有能量變化的,只是吸放熱的現象不明顯。我們不能只定性的研究反應是吸熱還是放熱,我們還需要定量地知道到底吸收和釋放了多少熱量,這樣,我們在利用時,才能進行有效地控制。
對于吸收或釋放的熱量,我們用反應熱Q來表示。反應熱是指當化學反應發生以后,反應生成物的溫度回到反應前的始態溫度時,體系吸收或放出的熱量。由于我們平時發生的化學反應,多是開放狀態,都是與大氣相通的,也就是說在反應過程中,壓強恒定不變。我們規定恒壓條件下的反應熱等于焓變△H,單位是kJ?mol-1。對于這個mol-1的理解是,在一個反應過程中,例如H2+I2≒2HI的反應,就相當于是1mol H2與1mol I2反應生成2molHI時放出51.8kJ熱量。也就是說是反應物或生成物的物質的量的變化與相應的化學計量數的比值均為1mol時的反應的熱量變化,在高中階段,我們可以理解為“每摩爾反應”。對于這個反應,實際上由于反應可逆,并沒有放出如此多的熱量。
而且,我們人為的規定,放熱反應△H<0,吸熱反應△H >0.我們如何用反應物和生成物的總能量來計算焓變呢?計算公式是什么?
(△H=生成物總能量-反應物總能量)
利用:我們會計算反應焓變了,這樣,在合成氨時,我們知道反應放出的熱量,就可以將產生的熱及時排走,有效控制,這樣就不至于溫度過高造成催化劑失活,也不至于由于溫度過低,而使反應緩慢。
練習:下面我們來做一個判斷,下列說法正確的是。(1)焓變是指1mol物質參加反應時的能量變化;(2)在加熱條件下發生的反應均為吸熱反應;
點燃(3)2H2+O2===2H2O反應放熱,則的能量大于的能量;(4)與的反應是反應物的總能量低于生成物的總能量。
(三)反應熱測量
我們知道了反應吸收和釋放的熱量是用反應熱來表示,我們是如何測得反應熱的呢? 測量反應熱有專門的儀器——量熱計。
(四)反應能量變化的微觀原因
好,現在我們知道了化學反應都伴隨著能量的變化,那這能量變化的原因到底是什么呢?
我們先來看個變化過程。水加熱至一百攝氏度時,溫度不變,吸收熱量,水變成水蒸氣。這吸收的熱量,用來做什么了呢?(克服分子間作用力,需要吸收熱量)
同樣的,如果水蒸氣變成液態水,也會因形成分子間作用力而釋放出熱量,這就是我們液化放熱的過程。
H2O(l)H克服分子間作用力吸熱2O(g)△形成分子間作用力放熱100℃△T=0
大家要問了,這是物理變化,也不是化學變化呀? 在物理變化和化學變化中,雖然作用力的種類和大小不同,但本質是相同的,都是破壞作用力,需要吸收能量;形成作用力,可以釋放能量。
我們就來看看化學變化的過程。
我們說化學反應的本質是?(舊物質的消亡,新物質的生成;也就是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成)
舊化學鍵斷裂的過程中,反應體系需要吸收一定量的能量;而在形成新化學鍵的過程中,反應體系就會釋放出一定量的能量;在這一吸一放的過程中,就使化學反應伴隨著能量的變化了。
舊鍵斷裂
吸收能量 新鍵形成釋放能量
(分析吸熱反應、放熱反應的過程。)畫圖:反應物需要吸收一定量的熱量,斷裂化學鍵;而形成新物質時又會釋放出一定量的熱量。如果吸收的能量大于釋放的能量,這個反應就是吸熱反應。
請同學們自己畫一下放熱反應的過程。
氣態原子能量--------------反應物的總能量反應物的鍵能總和反應物生成物的鍵能總和氣態原子能量--------------反應物的生成物的鍵能總和鍵能總和生成物的---------總能量生成物△H>0--------反應物的反應物總能量反應過程△H<0生成物的---------生成物總能量反應過程
由此我們就知道了,如果用鍵能來計算反應熱是怎樣的式子?(△H =E反-E生)但是,即使是相同的化學鍵在不同物質中,由于受到其他作用力的作用,其大小并不是完全不變的,所以,我們只能用鍵來估算,來判斷,而不是精確計算。
學為所用,下面請同學們預測一下,生成2molHF和2molHCl誰放出的熱量多?(從物質的活潑性和穩定性角度分析)
第四篇:《化學反應與能量的變化》教學設計
緒言
一學習目標:1學習化學原理的目的
2:化學反應原理所研究的范圍
3:有效碰撞、活化分子、活化能、催化劑二學習過程
1:學習化學反應原理的目的
1)化學研究的核心問題是:化學反應2)化學中最具有創造性的工作是:設計和創造新的分子
3)如何實現這個過程?
通常是利用已發現的原理來進行設計并實現這個過程,所以我們必須對什么要清楚才能做到,對化學反應的原理的理解要清楚,我們才能知道化學反應是怎樣發生的,為什么有的反應快、有的反應慢,它遵循怎樣的規律,如何控制化學反應才能為人所用!這就是學習化學反應原理的目的。
2:化學反應原理所研究的范圍是1)化學反應與能量的問題2)化學反應的速率、方向及限度的問題3)水溶液中的離子反應的問題4)電化學的基礎知識3:基本概念
1)什么是有效碰撞?引起分子間的化學反應的碰撞是有效碰撞,分子間的碰撞是發生化學反應的必要條件,有效碰撞是發生化學反應的充分條件,某一化學反應的速率大小與,單位時間內有效碰撞的次數有關2)什么是活化分子?具有較高能量,能夠發生有效碰撞的分子是活化分子,發生有效碰撞的分子一定是活化分子,但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次數的多少與單位體積內反應物中活化分子的多少有關。3)什么是活化能?活化分子高出反應物分子平均能量的部分是活化能,如圖
活化分子的多少與該反應的活化能的大小有關,活化能的大小是由反應物分子的性質決定,(內因)活化能越小則一般分子成為活化分子越容易,則活化分子越多,則單位時間內有效碰撞越多,則反應速率越快。4)什么是催化劑?催化劑是能改變化學反應的速率,但反應前后本身性質和質量都不改變的物質,催化劑作用:可以降低化學反應所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分數,從而提高了有效碰撞的頻率.反應速率大幅提高.5)歸納總結:一個反應要發生一般要經歷哪些過程?
1、為什么可燃物有
氧氣參與,還必須達到著火點才能燃燒?
2、催化劑在我們技術改造和生產中,起關鍵作用,它主要作用是提高化學反應速率,試想一下為什么催化劑能提高反應速率?
第一節化學反應與能量的變化(第一課時)
一學習目標: 反應熱,焓變 二學習過程
1:引 言:我們知道:一個化學反應過程中,除了生成了新物質外,還有
思考
1、你所知道的化學反應中有哪些是放熱反應?能作一個簡單的總結嗎? 活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、燃燒反應、多數化合反應 反應物具有的總能量 > 生成物具有的總能量
2、你所知道的化學反應中有哪些是吸熱反應?能作一個簡單的總結嗎?
多數的分解反應、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應、水煤氣的生成反應、炭與二氧化碳生成一氧化碳
反應物具有的總能量 <
生成物具有的總能量 當能量變化以熱能的形式表現時: 我們知道:一個化學反應同時遵守質量守恒定律和能量守恒,那么一個反應中的質量與能量有沒有關系呢?
有能量的釋放或吸收是以發生變化的物質為基礎,二者密不可分,但以物質為主。能量的多少則以反應物和產物的質量為基礎。那么化學反應中能量到底怎樣變化 2:反應熱,焓變
化學反應過程中為什么會有能量的變化?(用學過的知識回答)
化學反應的實質就是反應物分子中化學鍵斷裂,形成新的化學鍵,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。而一般化學反應中,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中能量的變化。所以化學反應過程中會有能量的變化。反應熱
焓變
化學反應過程中所釋放或吸收的能量,都可以熱量(或換算成相應的熱量)來表述,叫做反應熱,又稱為“焓變”。符號: ΔH,單位:kJ/mol 或 kJ?mol-1
?H為―-‖ 為放熱反應?H為―+‖ 為吸熱反應思考:能量如何轉換的?能量從哪里轉移到哪里?體系的能量如何變化?升高是降低?環境的能量如何變化?升高還是降低?規定放熱反應的ΔH 為―-‖,是站在誰的角度?體系還是環境
放熱反應ΔH為“—”或ΔH〈 0
吸熱反應ΔH為“+”或ΔH 〉0 ?H=E(生成物的總能量)- E(反應物的總能量)?H=E(反應物的鍵能)- E(生成物的鍵能)
3:練習1)1molC與1molH2O(g)反應失成lmol CO(g)和1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的熱量,該反應的反應熱為△H= kJ/mol。
2)拆開 lmol H—H鍵、lmol N-H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則1mol N2生成NH3的反應熱為,1mol H2生成NH3的反應熱為。
3、H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 預測當生成2 mol HF和2 mol HCl時,哪個反應放出的熱量多?
若干化學鍵的鍵能(kJ/mol,25 ℃)
1、下列說法正確的是
A、需要加熱方能發生的反應一定是吸熱反應 B、放熱的反應在常溫下一定很易發生
C、反應是放熱的還是吸熱的必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 D、吸熱反應在一定的條件下也能發生
2、反應C(石墨)→ C(金剛石)是吸熱反應,由此可知 ?A、石墨比金剛石更穩定
?B、金剛石和石墨可以相互轉化 ?C、金剛石比石墨穩定
?D、金剛石和石墨不能相互轉化
第一節化學反應與能量的變化(第二課時)
一學習目標:書寫表示化學反應熱的化學方程式 二學習過程1.復習回憶
1)、催化劑為什么能夠加快反應速度? 2)、什么是有效碰撞、活化分子、活化能? 3)、化學反應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)、什么是反應熱(焓變)2.引入
閱讀課本:例1與例2 與化學方程式相比,熱化學方程式有哪些不同? 正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點?
3、熱化學方程式的書寫1)熱化學方程式定義:表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。
2)正確書寫熱化學方程式應注意:(1)書寫熱化學方程式要注明反應的溫度和壓強,(為什么?)而常溫、常壓可以不注明,即不注明則是常溫、常壓。(2)標出了反應物與生成物的狀態,(為什么要標出?)
(3)寫出了反應熱,還注明了―+‖,―-‖(4)方程式中的計量系數可以是整數也可以是分數。
4.注意點:
反應物和生成物前的系數它代表了什么?在方程式中?H它表示了什么意義? ?H的值與什么有關系?
熱化學方程式中各物質前的化學計量數不表示分子個數,表示對應物質的物質的量。?H(KJ/mol)它表示每摩爾反應所放出的
熱量,?H的值與方程式中的計量系數有關,即對于相同的反應,當化學計量數不同時,其?H不同。例題
1、當1mol氣態H2與1mol氣態Cl2反應生成2mol氣態HCl,放出184.6KJ的熱量,請寫出該反應的熱化學方程式。2.寫出下列反應的熱化學方程式1)1molN2(g)與適量O2(g)反應生成NO(g),需吸收68kJ的熱量;
2)2molCu(s)與適量O2(g)反應生成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燃燒的熱化學方程式。5)在一定條件下,氫氣和甲烷燃燒的化學方程式為: 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方程式為: 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l);?H= – 572 kJ/mol C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l);?H = – 2220 kJ/mol 5mol 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)1:1
7、已知
(1)H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g)ΔH1 = a kJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2 = b kJ/mol(3)H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l)ΔH3 = c kJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH4 = d kJ/mol 則a、b、c、d的關系正確的是 A C。A、a
1、燃燒熱
什么是燃燒熱?是不是物質燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢?1)定義:在25℃,101 kPa時,1 mol 物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱通??捎蓪嶒灉y得。
2)在理解物質燃燒熱的定義時,要注意以下幾點: ?①研究條件: 25℃ ,101 kPa ?②反應程度:完全燃燒,產物是穩定的氧化物。?③燃燒物的物質的量:1 mol ?④研究內容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)
?⑤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,它是指物質中的下列元素完全轉變成對應的穩定物。如: C→CO2(g)、H → H2O(l)、S → SO2(g)
[練習1]分析以下幾個熱化學方程式,哪個是表示固態碳和氣態氫氣燃燒時的燃燒熱的?為什么?
A.C(s)+O2(g)===CO(g);ΔH=110.5 kJ/mol B.C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/mol C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ/mol D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8 kJ/mol 你能根據題中信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學方程式嗎?
由于計算燃燒熱時,可燃物質是以1 mol 作為標準來計算的,所以熱化學方程式的化學計量系數常出現分數。
2、燃燒熱的計算及應用[例題]1.在101 kPa時,1 mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態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)完全燃燒產生的熱量為3.97×104 kJ 2.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方程式為:C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-2 800 kJ/mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學方程式與它燃燒的熱化學方程式相同。計算100 g葡萄糖在人體中完全氧化時所產生的熱量。
2、中和熱
1)定義:在稀溶液中,酸跟堿發生中和反應,生成1mol水時的反應熱叫做中和熱。2)中和熱的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol。3)要點
①條件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。
②反應物:(強)酸與(強)堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應。
③生成1mol水,中和反應的實質是H+和OH-化合生成 H20,若反應過程中有其他物質生成,這部分反應熱也不在中和熱內。④放出的熱量:57.3kJ/mol 例:已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△ H=-57.3kJ/mol,求下列中和反應中放出的熱量。(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應放出____________ kJ的熱量。
(2)用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反應,放出____________kJ的熱量。
3燃燒熱和中和熱的區別與聯系
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、風力、流水、潮汐以及柴草等。?能源的開發和利用可以用來衡量一個國家或地區的經濟發展和科學技術水平。2)當今世界上重要的能源是什么?怎樣解決能源枯竭問題?節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 :開源節流;即開發新能源,節約現有能源,提高能源的利用率。
措施:科學地控制燃燒反應,使燃料充分燃燒,提高能源的利用率。新能源:太陽能、氫能、風能、地熱能、海洋能和生物能。3)相關思考題∶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生SO2、氮氧化物及煙塵等,嚴重影響空氣質量且易導致酸雨、溫室效應等,從而使環境受到嚴重污染,故通過清潔煤技術(如煤的液化和氣化,以及實行煙氣凈化脫硫等),大大減少燃煤對環境造成的污染,勢在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發新的能源也是大勢所趨。
第一節化學反應與能量的變化(第四課時)
一學習目標:蓋斯定律及其應用 二學習過程
1.引入:如何測出這個反應的反應熱:C(s)+1/2O2(g)==CO(g)①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=? ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol
③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol① + ② = ③,則 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3所以,ΔH1=ΔH3-ΔH2 ΔH1=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol 2.蓋斯定律:
不管化學反應是分一步完成或分幾步完成,其反應熱是相同的。化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關,而與反應的途徑無關。
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)同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率慢,有時還很不完全,測定反應熱很困難。現在可根據蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完成,這個總過程的熱效應是相同的”。已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s);ΔH =-2983.2 kJ/mol P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s);ΔH =-738.5 kJ/mol 試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式 _________________________________。
2)在同溫同壓下,下列各組熱化學方程式中Q2>Q1的是(B)A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H =-Q2 B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-Q2 C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-Q2 D.S(g)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q23、298K,101kPa時,合成氨反應的熱化學方程式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,測得反應放出的熱量總是少于92.38kJ,其原因是什么。
第五篇:化學反應與能量變化說課
《化學反應與能量變化》說課稿
63中學 陳靜
一、說教材
1、本節教材的地位和作用
化學反應和能量變化作為主要線索貫穿在整個高中化學教學中,這是教材體系的總體安排,新教材除了以物質結構知識統帥整個化學教材外,還以化學變化中的能量變化來組織教材。其原因是化學反應過程的能量變化對人類十分重要。能源又是人類生存和發展的重要物質條件。人們目前使用的能源大多是化學反應產生的,又通過化學反應來利用能量,因此研究化學反應中的能量變化具有十分重要的意義。它不僅可以使學生獲得充分利用能源的方法,更可促使學生找到新能源以及確保社會的可持續發展。本節內容定量的探討“質”“能”關系,來進一步理解化學反應的本質,同時引入了焓的概念,是整個化學反應原理學習的基礎。
2、本節教材內容分析
本節教材包含了三個方面的內容:一是化學反應中的能量變化,包括焓變、反應熱的概念、符號和單位,并從微觀的角度舉例定量的探討反應中的能量變化。二是熱化學方程式的書寫。
三是附加有實踐活動“中和反應反應熱的測定”。
本節教學重點:化學反應中的能量變化,熱化學方程式的書寫。本節教學難點:焓變,△H的“+”與“-”,熱化學方程式的書寫。
3、教學目標分析
(一)知識與技能:
1、使學生了解化學反應中能量轉化的原因和常見的能量轉化形式;
2、認識化學反應過程中同時存在著物質和能量的變化,而且能量的釋放或吸收是以發生的物質為基礎的,能量的多少決定于反應物和生成物的質量;
3、了解反應熱和焓變的含義;
4、認識熱化學方程式的意義并能正確書寫熱化學方程式。
(二)過程與方法:
通過化學反應的實質的回顧,逐步探究引起反應熱效應內在原因的方法,引起學生在學習過程中主動探索化學原理的學習方法,通過討論、分析、對比的方法,培養學生的分析能力和主動探究能力。
(三)情感態度與價值觀:
激發學生的學習興趣,培養學生從微觀的角度理解化學反應,培養學生尊重科學、嚴謹求學、勤于思考的態度,樹立透過現象看本質的唯物主義觀點。
二、說學情
學生在必修二中已經學習過斷開化學鍵吸收能量,形成化學鍵要放出能量,知道化學能與熱能的相互轉化,了解化學能可以轉化為電能,化學反應過程中有能量變化這一事實已經接受并認可,但只有定性的認識,沒有定量的認識和計算。因此在教學過程中,要讓學生獨立思考與計算,同時結合課本及與同學相互探討,相互學習的過程,總結提煉出自己的知識體系,并加以應用。
三、說教法
采用對比法,探究法,為學生創設好學習、研究的環境:把接受知識時間和空間留給學生;把探究過程留給學生;把交流與評價的權力留給學生。在講授的過程中,注重遵循啟發式原則,精心設計知識臺階,減緩知識坡度,循序漸進的引導學生不斷設疑,析疑,解疑。恰當地運用現代信息技術,遵守直觀性教學的原則。
四、說教學程序 環節1:設疑
CO(g)+ O2(g)=CO2(g)
ΔH=-283.0kJ/mol CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+H2O(l)ΔH=-890.31kJ/mol 這兩個方程式與我們通常所見的方程式有何不同? ?。何镔|后面帶有(g)(l),有何涵義? ⅱ:系數是分數; ⅲ: ΔH表示什么? 環節2:析疑
化學反應中為何有能量變化?
(1)微觀:化學鍵的斷裂是化學反應中能量變化的主要原因。
(2)宏觀:在化學反應中,反應物的總能量與生成物的總能量間的能量差?!艵(反應物)>∑E(生成物)——放出能量 ∑E(反應物)<∑E(生成物)——吸收能量 環節3:解疑
化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為:436kJ+243kJ=679 kJ,化學鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為:431kJ+431kJ=862 kJ,反應熱的計算:862kJ—679kJ=183kJ 環節4:歸納 總結
化學反應過程中所釋放或吸收的能量,都可以熱量(或轉換成相應的熱量)來表述,叫做反應熱。符號: ΔH,單位:kJ/mol 或 kJ?mol-1 研究方法:a:實驗法:直接測量測量的儀器叫量熱計
b:計算法
若反應體系的能量減少(放熱反應)則△H為“-” 值,即△H<0 若反應體系的能量增加(吸熱反應)則△H為“+”值,即△H>0 總結正確書寫熱化學方程式的注意事項以及熱化學方程式的意義
五、板書設計:分為主板書與副板書兩部分,主板書書寫重要的公式,副板書舉實例進行講解。