本文题目:高三化学教案:化学反应与能量的变化
1. 了解反应热、吸热反应、放热反应的概念;
2. 了解反应热和焓变的涵义,了解焓变的表示符号(ΔH)及其常用单位(kJ/mol),认识ΔH的“-”、“+”与放热反应和吸热反应的对应关系;
3. 掌握热化学方程式的涵义和书写方法;
4. 了解盖斯定律的涵义,能用盖斯定律进行有关反应热的计算。
【知识梳理】
一、反应热、放热反应和吸热反应的关系
1.反应热是指 。在化学实验中,通常遇到的反应是在敞口容器下进行的,此时的反应热等于 ,用符号表示,单位一般采用。
2.从化学键角度看,反应热近似等于 .
3.的化学反应是放热反应, 的化学反应是吸热反应.从能量的角度来看,放热反应是由于,吸热反应是由于 .如图中,a表示 ,b表示,该反应的ΔH 0.中学常见的放热反应有 ;吸热反应有.
二、反应热和焓变
1.焓和焓变
(1)焓
(2)焓变(ΔH) ΔH = H(产物)— H(反应物)
2.反应热
⑴定义:
⑵符号:用△H表示 ⑶单位;一般采用
⑷可直接测量,测量仪器叫量热计
⑸反应热产生的原因(微观讨论)
以H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)为例:
①化学键断裂时需要吸收热量
②化学键形成时要释放热量
吸热和放热的差值即为反应热
(6)反应热表示方法
反应热是表示化学反应过程中整个体系的能量(即焓)增加或者减少的量值,
ΔH =H产物—H反应物
焓增加→吸热→则用“ ”表示;
焓减少→放热→则用“ ”表示。(填“+”或“-”)
3.反应热的计算
(1)根据键能数据计算;ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
(2)根据热化学方程式计算;将ΔH看作热化学方程式中的一项,再按有关方程式的计算步骤、格式进行计算,得出有关数据。
(3)盖斯定律
三、热化学方程式
1.热化学方程式的概念: 的化学方程式,叫做热化学方程式。热化学方程式不仅表示了化学反应中的 变化,也表明了化学反应中的 变化。
2.书写热化学方程式时的注意点
(1)要注明 ,但中学化学中所用ΔH的数据一般都是在101kPa和25℃时的数据,因此可不特别注明;
(2)需注明ΔH的“+”与“—”,“+”表示 ,“—”表示 ;比较ΔH的大小时,要考虑ΔH的正负。
(3)要注明反应物和生成物的状态。g表示 ,l表示 ,s表示 ;
(4)各物质前的化学计量数表示 ,可以是整数也可以是分数。
四、盖斯定律及其应用
盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的,这就是盖斯定律。
【典例精析】
例1.对下列化学反应热现象,不正确的说法是 ( )
A.放热的反应发生时不必加热
B.化学反应一定有能量变化
C.吸热反应需要加热后才能发生
D.化学反应热效应数值与参加反应物质多少有关
解题体会:
例2.下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是 ( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g);△H1 C(s)+12O2(g)===CO(g);△H2
②S(s)+O2(g)===SO2(g);△H3 S(g)+O2(g)===SO2(g);△H4
③H2(g)+12O2(g)===H2O(l);△H5 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);△H6
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g);△H7 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s);△H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
解题体会:
例3.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g); △H= + 49.0 kJ?mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9 kJ?mol-1
下列说法正确的是 ( )
A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ?mol-1
B.反应①中的能量变化如右图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应: CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>-192.9kJ?mol-1
解题体会:
例4. ( )已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是
A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g);△H= +242kJ?mol-1
B. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l);△H= -484kJ?mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g);△H= +242kJ?mol-1
D. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g);△H= +484kJ?mol-1
解题体会:
例5.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1);△H= —571.68kJ?mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H= —282.9kJ?mol-1
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量,同时生成3.6g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为 ( )
A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.2:3
解题体会:
例6.在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,下列热化学方程式正确的是 ( )
A.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H= +725.8 kJ/mol
B.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= -1452 kJ/mol
C.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= -725.8 kJ/mol
D.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= +1452 kJ/mol
解题体会:
例7. 科学家盖斯曾提出:“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。
① P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10 (s); △H1=-2983.2kJ/mol
② P (s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10 (s);△H2=-738.5kJ/mol
则白磷转化为红磷的热化学方程式 。相同的状况下,能量较低的是 ;白磷的稳定性比红磷 (添“高”或“低”)。
例8.CH3-CH3→CH2=CH2+H2,有关化学键的键能如下:
化学键 C-H C=C C-C H-H
键能(kJ/mol) 414.4 615.3 347.4 435.3
试计算该反应的反应热。
解题体会:
【反馈练习】
1.化学反应中常常伴有能量变化,下列说法错误的是 ( )
A 原电池是将部分化学能转化为电能
B TNT爆炸是将部分化学能转化为动能
C 铝热反应是将部分化学能转化为热能
D 甲烷燃烧是将全部的化学能转化为热能
2.分析右面的能量变化示意图,确定下列选项中正确的是( )
A.2 A(g)+ B(g) 2 C(g);△H
B.2 A(g)+ B(g) 2 C(g); △H>0
C.2A + B 2 C;△H
D.2C 2 A +B ;△H
3.已知在25、101Kpa下,1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ热量。则表示上述反应的热化学方程式正确的是 ( )
A. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g);△H =-96.80KJ/mol
B. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l);△H =-11035.20KJ/mol
C. 2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l);△H =+11035.20KJ/mol
D. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g);△H =-96.80KJ/mol
4.使18g焦炭发生不完全燃烧,所得气体中CO占1/3体积,CO2占2/3体积,已知:
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-Q1kJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-Q2kJ/mol
与这些焦炭完全燃烧相比较,损失的热量是 ( )
A.1/2Q2 kJ B.1/3Q2 kJ C.1/3(Q1+Q2)kJ D.1/3Q1 kJ
5.现有 CO,H2,CO2组成的混合气体116.6升(标况),经完全燃烧后放出的总热量为867.9KJ,并生成18克H2O(L),已知2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(L);△H=-571.6KJ/mol ,CO(g)+1/2O2=CO2 (g); △H=-282.8KJ/mol,则燃烧前混合气体中CO的体积分数最接近于 ( )
A 80% B 60% C 40% D 20%
6.肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料,反应时N2O4为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。已知:N2(g) + 2O2(g)=N2O4(g); △H=+ 8.7kJ/mol
N2H4(g) + O2(g)=N2(g) + 2H2O(g); △H=–534 kJ/mol
下列表示肼和N2O4反应的热化学方程式,正确的是 ( )
A. 2N2H4(g) + N2O4(g) = 3N2(g) + 4H2O(g); △H=–1076.7 kJ/mol
B. N2H4(g) + 1/2N2O4(g) =3/2N2(g) + 2H2O(g); △H=–1076.7 kJ/mol
C. 2N2H4(g) + N2O4(g) = 3N2(g) + 4H2O(g); △H=–542.7 kJ/mol
D. 2N2H4(g) + N2O4(g) = 3N2(g) + 4H2O(g); △H=–1059.3 kJ/mol
7.根据热化学方程式(101 KPa) S(s) +O2 (g)=SO2 (g); △H=-297.23KJ/mol分析下列说法不正确的是 ( )
A S的燃烧热为297.23KJ/mol
B S(g) +O2 (g)=SO2 (g) 放出的热量大于297.23KJ
C S(g) +O2 (g)=SO2 (g) 放出的热量小于297.23KJ
D 形成1mol SO2化学键所释放总能量大于断裂1molS(s)和1molO2 (g)的化学键所吸收的总能量
8.已知某温度下的热化学方程式:2SO2(气)+O2(气) 2SO3;△H= -197KJ/mol,在同温同压下,向密闭容器中通入2molSO2和1molO2,达平衡时放出热量Q1KJ;向另一相同的密闭容器中通入1.5molSO2,0.75molO2和0.5molSO3,达平衡时放出热量Q2KJ。下列关系正确的是 ( )
A.Q1=Q2=197 B.Q1=Q2
9.已知1mol CO气体完全燃烧生成CO2气体,放出283KJ热量,1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286KJ热量,1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890KJ热
⑴ 写出H2完全燃烧热化学方程式
⑵ 若1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸汽,放出热量 890KJ(填“ =”、“>””
⑶ 若将a mol CH4,CO,H2混合气体完全燃烧,生成CO2气体和水蒸汽,则放出热量(Q)的取值范围是 ( )
⑷若将a mol CH4,CO,H2混合气体完全燃烧,生成CO2气体和水蒸汽,且CO2和H2O物质的量相等,则放出热量(Q)的取值范围是
10.已知下列两个热化学方程式;
H2(g)+ O2(g)===H2O(1); △H=-285.0kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(1); △H=-2220.0kJ/mol
(1)实验测得H2和C?3H8的混合气体共5mol,完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是 。
(2)已知:H2O(1)=H2O(g);△H=+44.0kJ/mol
写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式。
11.化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。如:
H(g)+I(g)→H-I(g)+297KJ 即H-I键的键能为297KJ?mol-1,也可以理解为破坏1mol H-I键需要吸收297KJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成。下表是一些键能数据。(单位:KJ?mol-1)
键能 键能 键能
H-H 436 Cl-Cl 243 H-Cl 432
S=S 255 H-S 339 C-F 427
C-Cl 330 C-I 218 H-F 565
C-O 347 H-O 464
阅读上述信息,回答下列问题:
(1)根据表中数据判断CCl4的稳定性 (填“大于”或“小于”)CF4的稳定性。试预测C-Br键的键能范围_________
(2)结合表中数据和热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= —QKJ/ mol;通过计算确定热化学方程式中Q的值为 。
(3)卤代烃RX在同样条件下发生碱性水解反应时,RF、RCl、RBr、RI(R相同)的反应活性由大到小的顺序是_________________________________。
(4)有人认为:H-O键的键能大于H-S键的键能,所以H2O的熔沸点高于H2S的熔沸点。你是否赞同这种观点?如不赞同,请说出你的解释。
。
12..已知下列反应的热化学方程式为:
(1) C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5kJ/mol
(2) CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H2= -870.3kJ/mol
(3) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H3= -285.8kJ/mol
试计算下列反应的反应热:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)
13.化学键的键能是原子间形成1mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下部分共价键键能数据:H—S 364 kJ/mol,S—S 266 kJ/mol ,S=O 522 kJ/mol ,H—O 464 kJ/mol。
(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热:2H2S(g)+SO2(g)=3S(g)+2H2O; △H= —Q kJ/mol,反应产物中的S实为S8,实际分子是一个8元环状分子(如图)。求Q。
S S S S
(2)标准状况下,将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应,当a>2b时,反应放热多少kJ/mol;当a
化学反应与能量的变化 参考答案
[典例精析]
1 2 3 4 5 6
AC C D A C B
7. P4(s,白磷)= 4P (s,红磷);△H=-29.2 kJ/mol,红磷 低
8.125.6 kJ/mol
[反馈练习]
1 2 3 4 5 6 7 8
D A B A C A C D
9. ⑴ H2(g)+12 O2(g)=H2O(l);△H=-286kJ?mol-1 ⑵
⑶ 283a kJ
10.(1)1:1;(2)C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g); △H=-2044.0kJ/mol
11.(1)小于 218~330 KJ?mol-1
(2)185 (3)RI> RBr > RCl > RF
(4)不赞同,H2O的熔沸点高于H2S是因为水分子间存在氢键,与键能无关。(2分)
12.-488.3 kJ/mol
13.(1)154 (2)6.88b 3.44a
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助教师能够更轻松的上课教学。那么如何写好我们的教案呢?下面是小编为大家整理的“高一化学教案:《化学反应及能量变化》教学设计”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
高一化学教案:《化学反应及能量变化》教学设计
【教材分析】
▲本节教材包括:化学反应的类型、氧化还原反应、氧化剂与还原剂三部分,主要从化合价的升降、电子的转移讨论氧化还原反应。
▲"氧化还原反应原教材穿插在第一章"卤素"中学习,新旧教材这部分的要求基本一致,但比起原教材来,新教材有三个特色:
1、结构合理:新教材从研究燃烧出发,导入氧化还原,先由复习初中所学的四种基本类型入手,对照Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2类属判断的矛盾导出氧化还原,顺理成章。全节拟成三个相互联系的问题,纲目清晰。
2、表述生动:用拟人漫画形象生动的表述概念,激发兴趣,便于理解。
3、联系实际:列举生产、生活中对人类有益或有害的氧化还原反应。
【教学目标】
知识目标:(1)以价态升降和电子转移的观点理解氧化还原反应,氧化剂、还原剂的概念。
(2)了解初中所学的基本反应类型与氧化还原不同分类的关系。
(3)会用"双线桥"式表示基本的氧化还原方程式。
能力目标:通过判断一个反应是否是氧化还原,谁是氧化剂、还原剂,培养学生的逻辑思维能力。
情感目标:培养学生能用辨证的对立统一的观点分析事物的意识。
【课时分配】
3课时:(1)学习"一、二";(2)学习"三",练习写"双线桥"反应式;(3)课堂小结,课堂训练及作业评析、补偿。
【教学设计】
1、化合价的升降、电子的转移
教学内容要点
教与学活动建议
一、化学反应类型
初中化学学习了化学反应分类共有:
1、根据反应物与生成物的种数、类别分:
基本类型:化合:A+B=AB
分解:AB=A+B
置换:A+BC=AC+B
复分解:AB+CD=AD+CB
2、根据反应物得失氧分:
氧化:物质得到氧
还原:物质失去氧
3、判断反应属于何类型:
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO
CuO+H2===Cu+H2O
二、氧化还原反应:
1、实验分析:
实例:CuO + H2 = Cu + H2O
↓↓
从得失氧分析:失氧 得氧
↓↓
从升降价分析:降价 升价
↓↓
电子转移分析:得e 失e
↓↓
反应结论: 还原反应 氧化反应
------------
同时发生,称为氧化还原反应
2、概念迁移:
用价态升降和电子转移的观点判断没有得失氧的反应。
(1)电子完全得失:2Na + Cl2 === 2NaCl
(2)电子对偏移:H2 + Cl2 === 2HCl
得出氧化还原的本质定义:
凡是有电子转移(得失、偏移)的反应。
3、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
三、氧化剂和还原剂
1、实例分析:
CuO + H2 = Cu + H2O
↓↓
还原反应 氧化反应
↓↓
被还原 被氧化
↓↓
氧化剂 还原剂
↓↓
得电子物质 失电子物质
------------------------
从反应物中找
2、用"双线桥式"表示氧化还原反应
高二化学《化学反应与能量的变化》导学案
【学习目标】:1、使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式;2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化,而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的,能量的多少决定于反应物和生成物的质量;
3、了解反应热和焓变的含义。
【重、难点】:1、化学反应中的能量变化,2、对△H的“+”与“-”的理解。
【学习过程】:一、反应热焓变
(一):反应能量变化与反应热
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)。所以,研究化学反应中的能量变化,就显得极为重要。
1.化学反应与能量变化的关系
任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是相等的,在产生新物质的同时总是伴随着能量的变化。即在一个化学反应中,同时遵守质量守恒和能量守恒两个基本定律。
2、化学反应中能量变化形式
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,通常表现为热量的变化。
3、类型
(1)放热反应:即_化学反应中放出热量的化学反应,其反应物的总能量__大于生成物的总能量。如:燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合、金属和酸的反应、铝热反应等都是放热反应。
(2)吸热反应:即_化学反应中放出热量的化学反应,其反应物的总能量_小于_生成物的总能量。
如:H2还原CuO的反应,灼热的碳与二氧化碳反应,CaCO3分解等大多数分解反应,Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应都是吸热反应。
说明:吸热反应特征是大多数反应过程需要持续加热,但有的不需要加热如:Ba(OH)28H2O和NH4Cl固体反应,
放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。形成原因(图示)
从微观上分析:从宏观上分析:
预测生成:
(二):反应热焓变
两个概念:环境一切影响化学反应要素的总称体系反应物和生成物按一定的规律组合成的整体。
1、定义:化学反应过程中吸收或放出的热量叫反应热-。
2、表示符号:△H
3、单位:kJ/mol(或J/mol)。
4、计算方法:△H=反应物的总键能—生成物的总键能(或△H=生成物的总能量—反应物的总能量)因此,△H0时,为放热反应;△H0时,为吸热反应。
5、注意:在应用焓变时,应注意△H的符号。当△H0时,其“+”号_不能_(填“能”、“”)省略。
6、“反应热”与“热量”的区别:反应热有“+”、“—”之分;而热量是标量,但要注明是“吸收”、还是”放出”。
知识拓展:焓是与物质的内能有关的一个物理量,但它又不同于物质的内能。单位为kJ/mol,不可以测量。化学研究表明,对于在等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能(同时可能伴随着反应体系体积的改变),而没有转化为电能、光能等其他形式的能,则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化,即焓变。即在此,可用焓变代替反应热。但焓变与反应热是不同含义两个的概念。
【思考】:看看两幅图分别表示什么反应,这一段差值表示什么?(A放热反应B吸热反应还可表示出中间物)
AB
【疑点反馈】:(通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识,请记录下来)____
文章来源:http://m.jab88.com/j/104785.html
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