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2019-2020年高中化學(xué) 3.3《化學(xué)反應(yīng)中的能量變化》教案 舊人教版選修 【教學(xué)目的】 1．使學(xué)生理解反應(yīng)熱的涵義。 2．使學(xué)生掌握熱化學(xué)方程式的書寫方法和應(yīng)用。 【教學(xué)重點(diǎn)】 反應(yīng)熱的涵義，熱化學(xué)方程式的書寫方法和應(yīng)用。 【教學(xué)難點(diǎn)】 △H的“＋”與“一”，熱化學(xué)方程式的書寫。 【課時安排】 2課時。 第一課時 反應(yīng)熱 第二課時 熱化學(xué)方程式 【教學(xué)方法】 啟發(fā)、討論、歸納法。 【教學(xué)過程】 第一課時 【復(fù)習(xí)】高一時曾做過鋁片與鹽酸、氫氧化鋇與氯化銨晶體的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。在這兩個實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，能量有哪些變化？為什么？在我們學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中，還有哪些反應(yīng)伴隨著能量變化？ 【引言】通過討論知道，在化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中，常伴有能量變化，現(xiàn)在我們來學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 【板書】第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 一 、反應(yīng)熱 (1)定義：在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量、通常叫做反應(yīng)熱。 (2)符號：用△H表示。 (3)單位：一般采用kJ/mol。 (4)可直接測量，測量儀器叫量熱計。 (5)研究對象：一定壓強(qiáng)下，在敞口容器中發(fā)生的反應(yīng)所放出或吸收的熱量。 (6)反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因： 【設(shè)疑】例如：H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g) 實(shí)驗(yàn)測得 lmol H2與 lmol Cl2反應(yīng)生成 2 mol HCl時放出184.6 kJ的熱量，從微觀角度應(yīng)如何解釋？ 【電腦投影】 【析疑】 (1)化學(xué)鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ＋243kJ＝679 kJ， (2)化學(xué)鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ＋431kJ＝862 kJ， (3)反應(yīng)熱的計算：862kJ—679kJ=183kJ 【講述】任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，這是由于反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵斷裂時，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)鍵形成時，又要釋放能量。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。 【板書】 (7)反應(yīng)熱表示方法： 【學(xué)生閱讀教材小結(jié)】 【板書】①當(dāng)生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，使反應(yīng)本身能量降低，規(guī)定放熱反應(yīng)△H為“一”，所以△H為“一”或△H＜0時為放熱反應(yīng)。 上述反應(yīng) H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)，反應(yīng)熱測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為 184.6 kJ/mol，與計算數(shù)據(jù) 183kJ/mol很接近，一般用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示，所以△H =-184.6 kJ/mol。 ②當(dāng)生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量時，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，通過加熱、光照等方法吸收能量，使反應(yīng)本身能量升高，規(guī)定△H為“＋”，所以△H為“＋”或△H＞0時為吸熱反應(yīng)。 【電腦投影】 例 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。(＋131.5) 例 2：拆開 lmol H—H鍵、lmol N－H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946N，則1mol N2生成NH3的反應(yīng)熱為 ，1mol H2生成NH3的反應(yīng)熱為 。 分析：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)，因拆開 lmol N—H鍵和生成 lmol N—H鍵吸收和釋放出的能量相等，所以此反應(yīng)的反應(yīng)熱計算如下： 23391kJ/mol-946kJ/mol-3436kJ/mol=92kJ/mol 而 lmol H2只與mol N2反應(yīng)，所以反應(yīng)熱△H=，則此題lmolN2生成NH3的反應(yīng)熱△H = -92kJ/mol。 學(xué)生自學(xué)課本圖3－7，并加以總結(jié)。 【電腦投影】 【小結(jié)】 (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量，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)△H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量，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△H為“＋”。 【作業(yè)】預(yù)習(xí)熱化學(xué)方程式。 【板書設(shè)計】 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 一、反應(yīng)熱 (1)意義：在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量，通常叫做反應(yīng)熱 (2)符號：用面H表示 (3)單位：一般采用kJ/mol (4)可直接測量，測量儀器叫量熱計 (5)研究對象：一定壓強(qiáng)下，在敞口容器中發(fā)生的反應(yīng)所放出或吸收的熱量 (6)反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因 (7)反應(yīng)熱表示方法 ①當(dāng)生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H為“一”或△H＜0 ②當(dāng)生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量時，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，△H為“十”或△H＞0 第二課時 【復(fù)習(xí)提問】什么是化學(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？今天我們來學(xué)習(xí)熱化學(xué)方程式。 【板書】 二、熱化學(xué)方程式 1．定義：表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。 例：H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)；△H=184.6 kJ/mol 【學(xué)生分析】熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 【板書】2．書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)：(讓學(xué)生閱讀教材歸納、總結(jié)) (1)需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)。因反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)不同時，其△H不同。 【講述】但中學(xué)化學(xué)中所用的△H的數(shù)據(jù)，一般都是在101 kPa和 25℃時的數(shù)據(jù)，因此可不特別注明。但需注明△H的“＋”與“－”。 【板書】(2)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。物質(zhì)的聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)。 【討論】例如：H2(g)＋O2(g) = H2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol H2(g)十O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol 從上述兩個熱化學(xué)方程式可看出，lmol H2反應(yīng)生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44kJ/mol的熱量。產(chǎn)生的熱量為什么不同？ 【板書】(3)熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù)，它可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。對于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計量數(shù)不同時，其△H也不同。 【投影】例如：H2(g)+C12(g) = 2HCl(g)；△H=-184.6 kJ/mol H2(g)+ Cl2(g) = HCl(g)；△H＝－92.3 kJ/mol 【板書】3．熱化學(xué)方程式的含義 【投影】例：H2(g)＋O2(g) = H2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol，表示 lmol氣態(tài) H2 和mol氣態(tài) O2反應(yīng)生成 lmol水蒸氣，放出 241.8kJ的熱量。(在 101kPa和 25℃時) H2(g)十O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol，表示lmol氣態(tài)H2與mo氣態(tài)O2反應(yīng)在101 kPa和 25℃時，生成lmol液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量。 【學(xué)生歸納】描述在一定條件下，一定量某狀態(tài)下的物質(zhì)，充分反應(yīng)后所吸收或放出熱量的多少。 【板書】4．熱化學(xué)方程式的應(yīng)用 【投影】例 1：已知：C(s)＋O2(g) = CO2(g)；△H=-393.5 kJ/mol H2(g)＋ O2 (g)＝H2O(g)；△H＝-241.5 kJ/mol 欲得相同熱量，需充分燃燒 C和 H2的質(zhì)量比約為( )。 A．12：3.25 B．3.25：12 C．1：1 D．6：1 【分析】欲得相同熱量，設(shè) C的質(zhì)量為x(C)，H2質(zhì)量為 y(HZ)，則有： 【投影】例2：已知兩個熱化學(xué)方程式： 實(shí)驗(yàn)測得H2和C3H8的混合氣體共5 mol，完全燃燒時放熱3847kJ，則混合氣體中H2與C3H8的體積比是( ) A．1：3 B．3：1 C．1：4 D．1：1 【分析】設(shè) H2物質(zhì)的量為 n(H2)，則 n(C3H8)為5mol－n(H2)，則有 【課堂練習(xí)題】 (1)燃燒 a g乙醇(液態(tài))生成CO2氣體和液態(tài) H2O，放出熱量為 Q kJ，經(jīng)測定 a g乙醇與足量 Na反應(yīng)能生成 H2 5.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式表示正確的( ) (2)2molCl2與足量H2反應(yīng)生成HCl(g)，放出369.2kJ的熱量，其正確的熱化學(xué)方程式是( )。 (3)已知金剛石、石墨燃燒的熱化學(xué)方程式： 。則石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)熱△H= kJ/mol，兩物質(zhì)比較， 較為穩(wěn)定。 答案：(l)C、D (2)B、C (3)＋1、9，石墨 【作業(yè)】課后練習(xí)一、二、三。 【板書設(shè)計】 二、熱化學(xué)方程式 1．定義：表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。 2．書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)： (1)需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)；因反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)不同時，其△H不同。 (2)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。 (3)熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù)，它可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。對于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計量數(shù)不同時，其△H也不同。 3．熱化學(xué)方程式的舍義 描述在一定條件下，一定量某狀態(tài)下的物質(zhì)，充分反應(yīng)后所吸收或放出熱量的多少。 4．熱化學(xué)方程式的應(yīng)用