【教学设计】
第一章化学反应与能量
第一节化学反应与能量的变化(第1课时)
一、教材分析:
本章包括“化学反应与能量的变化”“燃烧热能源”和“化学反应热的计算”三节,属于热化学基础知识。热化学是研究化学反应热现象的科学,曾为建立热力学第一定律(能量守恒和转换定律)提供了实验依据,反过来,它又是热力学第一定律在化学反应中的具体应用。它主要解决各种热效应的测量和计算问题。在必修2中,学生初步学习了化学能与热能的知识,对于化学键与化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识,本章是在此基础上的扩展与提高。
1molH2与1molCl2反应的反应热的推导是本节教学的关键。可以采用电化教学手段,利用多媒体软件进行形象化教学,也可以利用教材中的图示分析化学反应前后反应物与生成物中化学键的断裂和生成情况,并与反应物的总能量、生成物的总能量及能量差联系起来,以使学生理解△H的涵义及与放热反应、吸热反应的关系。
探讨化学反应放热、吸热本质时,要强调三点:①化学反应的特点是有新物质生成,新物质和反应物总能量不同;②反应中能量守恒;③反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热,如果两者能量比较接近,则放热和吸热不明显。
二、教学目标:
1、知识目标:
⑴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关系
(3)理解反应热、放热反应、吸热反应、焓及焓变等概念。
2、能力目标:通过化学反应的实质的回顾,逐步探究引起反应热内在原因的方法,引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法.
3、情感、态度和价值观目标:激发学生的学习兴趣,培养学生从微观的角度理解化学反应
三、教学重点难点:
重点:化学反应中的能量变化;
难点:焓变,△H的“+”与“-”.
四、学情分析:
本章介绍的是热化学的一些初步知识,以启发学生从能量角度考虑化学反应问题,有利于学生较全面地认识化学反应的本质。授课时可以通过回忆高一有关放热反应和吸热反应的实验入手,引出反应热的概念、符号和一般采用的单位等。再联系化学反应的本质,即反应物分子的旧化学键的断裂所需要的能量和生成物分子新化学键的形成所放出的能量,定量讨论反应的能量变化,说明了宏观的反应热和微观的化学键断裂和形成所吸收和放出的总能量之间的关系,最后总结出化学反应过程中能量变化示意图。
五、教学方法:归纳、总结等方法
六、课前准备:
1.学生的学习准备:预习课本上相关的知识,完成课前预习学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作、实物投影仪,课前预习学案,课内探究学案。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查,总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,是教学具有针对性。
(二)情景导入,展示目标
由焰火画面导入。我们知道:一个化学反应过程中,除了生成了新物质外,还有能量变化:热能,电能,光能等。当能量变化以热能的形式表现时:化学反应分放热反应和吸热反应,回顾常见的放热反应和吸热反应并举例。
我们知道:一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒,那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢?
能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础,二者密不可分,但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化?我们今天学习化学反应与能量的变化反应热与焓变。
(三)合作探究,精讲点拨
探究一:反应热△H的“+”与“-”与放热反应、吸热反应的关系
让学生思考:对于放热反应:(1)能量如何转换的?能量从哪里转移到哪里?
(2)体系的能量如何变化?升高还是降低?
(3)环境的能量如何变化?升高还是降低?
(4)规定放热反应的ΔH为“-”,是站在谁的角度?体系还是环境?
教师组织学生分组讨论,最后师生总结。
设计意图:通过引导,学生能深入领会反应热的含义,加深学生对△H的“+”与“-”的表示。
探究二:反应热的计算表达式
让学生观察多媒体,从微观的角度理解反应热。
1由课本P2中H2+Cl2=2HCl反应热的计算总结出用物质的键能计算反应热的数学表达式△H==
2、由课本P3中图1-2总结出用物质的能量计算反应热的数学表达式。
设计意图:通过多媒体以及课本的图画,给学生一感性认识,并提高学生对图表的分析能力。
(四)反思总结,当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
(五)发导学案,布置预习。下节课我们一起来学习热化学方程式的书写,课后同学们预习这部分内容,着重分析热化学方程式的书写注意事项。并完成本节练习。
九、板书设计:
一、反应热焓变
1、常见的放热反应:
常见的吸热反应:
2、△H<0时反应放热△H>0时反应吸热
△H计算的三种表达式:
(1)△H==化学键断裂所吸收的总能量—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
(3)△H==反应物的键能之和–生成物的键能之和
十、教学反思:
本节课的教学对于学生较全面地认识化学反应具有重要意义,尤其是反应热的教学,涉及到化学反应的本质――旧化学键的断裂和新化学键的形成,即涉及到化学反应中的物质变化和能量变化,对培养学生全面地分析问题很有帮助。
注意新、旧知识的衔接。在学习本节知识前要指导学生复习必修课程中学习的“化学键与化学反应中能量变化的关系”和“热能与化学能的相互转化”中的相关知识。
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面是小编帮大家编辑的《化学反应与能量变化》,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!
教案
课题:第一章化学反应与能量
第一节化学反应与能量变化
授课班级
课时
2教
学
目
的
知识
与
技能
1、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关系3、了解反应热和焓变的含义4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式
过程
与
方法
1、通过化学反应的实质的回顾,逐步探究引起反应热内在原因的方法,引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法,2、通过讨论、分析、对比的方法,培养学生的分析能力和主动探究能力
情感
态度
价值观
激发学生的学习兴趣,培养学生从微观的角度理解化学反应,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点
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
知
识
结
构
与
板
书
设
计
第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化
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
3、单位:kJ/mol或kJmol-1
4、反应热表示方法:△H为“+”或△H>0时为吸热反应;△H为“一”或△H<0时为放热反应。
5、△H计算的三种表达式:
(1)△H==化学键断裂所吸收的总能量—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
(3)△H==反应物的键能之和–生成物的键能之和
二、热化学方程式(thermochemicalequation)
1.定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
例:H2(g)+I2(g) 2.书写热化学方程式的注意事项: (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。物质的聚集状态,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.热化学方程式的应用 教学过程 教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动 阿基米德 [问]推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢? [讲]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)。所以,研究化学反应中的能量变化,就显得极为重要。下面让我们一同进入选修4化学反应原理的学习 [板书]第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量变化 [回忆]化学键在形成和断裂的过程中能量的变化 [讲]化学键形成的时候放出能量,断裂的时候吸收能量; [问]当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的?能否从微观的角度解释能量变化的原因? 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,所以要吸收能量 [讲]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;破坏作用力时要吸收能量,即物质的变化常常伴随能量的变化 [投影] [问]为什么化学反应过程中会有能量的变化?从两个角度来考虑:1、从化学键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 [图像分析]1molH2和1molCl2反应得到2molHCl要放出183kJ的能量;断开1molH-H键需要吸收436kJ的能量;断开1molCl-Cl键需要吸收243kJ的能量;形成1molH-Cl键能放出431kJ的能量; [讲]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。断裂化学键需要吸收能量,形成化学键要释放出能量,断开化学键吸收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,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伴随着能量的变化。 [过]断开化学键和形成化学键所吸收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,这样我们就可以计算到反应中的能量的具体数值了,在以上的例子中我们对反应的讨论和研究中,我们的研究对象是什么?反应物和生成物[讲]我们对反应研究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收的能量,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,单位常采用kJ/mol或kJmol-1[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 3、单位:kJ/mol或kJmol-1 [思考]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?我们可以怎样计算△H的数值? [讲]化学反应的过程同时存在着物质和能量的变化,而且能量的释放和吸收是以发生变化的物质为基础的,能量的多少与发生反应的反应物质量及物质的量成正比。焓变的单位中的“mol”的基本单元不是某一反应物或生成物分子或原子,而是按热化学方程式所表示的那些粒子的特定组合。反应热就是“每摩尔”该特定组合完全反应的热效应 [讲]化学反应都伴随能量的变化,所以可以将化学反应分为两类。分析反应热之前,先弄清楚两个概念:环境和体系 [投影] 放热反应:体系环境 H △H0为“-”Q0 吸热反应 体系环境 H △H0为“+”Q0 [结论]△H和Q的角度不同,△H从体系的角度,Q从环境的角度 [讲]当生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时,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△H<0时为放热反应。上述反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),反应热测量的实验数据为184.6kJ/mol,与计算数据183kJ/mol很接近,一般用实验数据表示,所以△H=-184.6kJ/mol。 当生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量时,反应是吸热反应,通过加热、光照等方法吸收能量,使反应本身能量升高,规定△H为“+”,所以△H为“+”或△H>0时为吸热反应。 [投影] [板书]4、反应热表示方法:△H为“+”或△H>0时为吸热反应;△H为“一”或△H<0时为放热反应。 [讲]如果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,则吸热。 [板书]5、△H计算的三种表达式: (1)△H==化学键断裂所吸收的总能量—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 [讲]化学键断裂或生成所吸收或放出的能量叫做化学键的键能。反应键能越小,稳定性越弱,能量就越高破坏它需要的能量就越小;生成物的键能越大,稳定性越强,能量就越低,释放的能量就越大,故需要放出能量,△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]△H有正负之分,因此比较△H大小时,要连同“+”、“-”包含在内,类似于数学上的正负数比较,如果只比较反应放出热量变化,则只比较数值大小。 [过渡]什么是化学反应热?如何表示?如何准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(thermochemicalequation) 1.定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。例:H2(g)+I2(g)2HI(g);△H=-14.9kJ/mol [投影]例:H2(g)+O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ/mol,表示lmol气态H2和mol气态O2反应生成lmol水蒸气,放出241.8kJ的热量。(在101kPa和 [小结]描述在一定条件下,一定量某状态下的物质,充分反应后所吸收或放出热量的多少。 [讲]热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了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注意哪些事项呢? [板书]2.书写热化学方程式的注意事项: [讲]与普通化学方程式相比,书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下几点: [学生活动]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]但中学化学中所用的△H的数据,一般都是在101kPa和25℃时的数据,因此可不特别注明。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:H2(g)+O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ/molH2(g)十O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol [讲]从上述两个热化学方程式可看出,lmolH2反应生成H2O(l)比生成H2O(g)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。物质的聚集状态,与它们所具有的能量有关。 [讲]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:H2(g)+C12(g)=2HCl(g);△H=-184.6kJ/mol H2(g)+Cl2(g)=HCl(g);△H=-92.3kJ/mol [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]我们还需要注意的是,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,所以化学计量数必须与△H相对应,如果化学计量数加倍,则△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(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量.表示上述反应的热化学方程式正确的是 A.;△H=-48.40kJ/mol B.;△H=-5518kJ/mol C.;△H=+5518kJ/mol D.;△H=-11036kJ/mol 答案BD [实践活动]中和反应反应热的测定 [投影]一、实验原理 [讲]中和热的定义是在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O时的反应热叫中和热。在中学阶段,只讨论强酸和强碱反应的中和热。 [回顾]必修2第二章30页关于“中和热”的内容: 酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。 实验2-3:在50mL烧杯中加入20mL2mol/L的盐酸,测其温度。另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液,测其温度,并缓缓地倾入烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌。观察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/℃ t(HCl) t(NaOH) t2数据处理:△H=Q/n=cm△t/n 其中:c=4.18J/(g·℃),m为酸碱溶液的质量和,△t=t2-t1,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、实验操作 [讨论]上述实验装置和操作存在哪些问题?——热量的散失 [投影] [问]课本第5页图1-3与实验2-3相比,作了哪些改进?改进的目的是什么? 1——双层烧杯、2——碎泡沫塑料、3——盖板、都是为了减少热量的散失。 [思考与交流]课本第5页实验用品,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? 为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和,采用碱稍过量。 [讲]阅读课本第5页实验步骤,强调下列问题 [投影]注意事项: 1、为了保证0.50mol·L-1的盐酸完全被NaOH中和,采用0.55mol·L-1NaOH溶液,使碱稍稍过量,因为过量的碱并不参加中和反应。 2、实验中若用弱酸代替强酸,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,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间再记下读数。 4、实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,尽量减少热量的散失。 6、实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,但在计算时,应取二者中量小的一种,因为过量的酸碱并不参加中和反应。 操作:学生按课本步骤做实验,记录相应数据。 [投影]三、数据处理 1、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据(t2-t1)= 思考:如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显,怎么办? 2、计算反应热:△H=Q/n=cm△t/n。 其中:c=4.18J/(g·℃),m=m1+m2=100g,△t=(t2-t1)=, n=0.50mol·L-1×0.50mL=0.025mol。△H= [总结]化学反应伴随能量变化是化学反应的一大特征。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、生活及科学研究服务。化学在能源的开发、利用及解决日益严重的全球能源危机中必将起带越来越重要的作用,同学们平时可以通过各种渠道来关心、了解这方面的进展,从而深切体会化学的实用性和创造性。 [随堂练习] 1、下列说法不正确的是(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一定是吸热反应 D、化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关 2、已知(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH1=akJ/mol (2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=bkJ/mol (3)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH3=ckJ/mol (4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH4=dkJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是。 A、ac0B、bd 3、沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是 A、2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=+890kJ/mol B、CH4+2O2=CO2+H2OΔH=-890kJ/mol C、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ/mol D、1/2CH4(g)+O2(g)=1/2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890kJ/mol 4、已知11molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量;21molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ3由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量。下列叙述正确的是()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)+Cl2(g)==2HCl(g) B、氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的ΔH==183kJ/mol C、氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的ΔH==--183kJ/mol D、氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体,反应的ΔH==--183kJ/mol吸热反应与放热反应的考查反应热大小的比较热化学方程式的书写教学回顾: 化学:第一章《化学反应与能量》重要知识点总结(人教版选修4) 十、中和反应反应热的测定: 一名优秀的教师就要对每一课堂负责,作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。那么如何写好我们的高中教案呢?下面的内容是小编为大家整理的第二章化学反应与能量,希望能对您有所帮助,请收藏。 第二章化学反应与能量(必修2) 教材分析: 本章共三节,可分为两个部分——化学反应和能量、化学反应速率和限度,它们都属于化学反应原理范畴,是化学学科最重要的原理性知识之一,也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。同时,它们又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识,是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识,与我们每个人息息相关。因此,化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及条件控制对化学反应的重要性,决定了本章学习的重要性。 初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识,而在选修模块“化学反应原理”中,将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应和能量、化学反应速率和化学平衡的原理。因此,本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展,又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。 通过化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学习,学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识;通过对新型化学电源开发利用的介绍,学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会;通过对化学反应速率和限度的讨论,学生将从原理上加深对化学反应条件的认识。这些都会增进学生对化学的兴趣和情感,体会化学学习的价值。 由于本章内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排,体现了学习的阶段性和层次性,在具体内容上前后还有交叉和重叠,因此,教师在教学时要充分注意到这一点。既要加强教学内容与实际的联系,体现化学的实用性和重要性,又要注意知识的前后联系和阶段性、渐进性,把握教材内容的深度、广度,防止任意拓宽加深,增加学生负担。 第一节化学能与热能 第1课时 教学目标: 1、通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式,能根据事实判断吸热反应、放热反应,能说出中和热的涵义。 2、通过实验探究体验科学研究的一般过程,了解科学研究的基本方法。 3、通过实验发展学习化学的兴趣,进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。 重点难点:吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。 教学过程: [创设问题情景] 在一支试管中放入一小块生石灰,加入少量水,让学生观察实验现象,再让学生用手触摸试管外壁,然后要求学生回答观察到了什么现象?触摸试管外壁时有何感觉?说明什么问题?并要求学生写出反应方程式。 [结论] 生石灰与水反应生成糊状的氢氧化钙,试管发烫,说明反应放出了热能。 [设问] 热能是能量的一种表现形式。那么,除刚才的这个反应,其它的化学反应过程中是不是也会有能量变化呢?其表现形式又是怎样的?根据你已有的知识经验举例说明。 [学生举例、说明] [归纳小结] 物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,这些能量变化通常又表现为热量的变化。 [设疑] 那么,化学变化中热量变化的具体形式又有哪些呢?这将是我们本节课研究的主要内容。下面我们通过实验来进行研究、探讨,从中我们还可以了解到科学研究的一般过程和方法。 [学生分组实验] 见教材实验2-1。 [思考与讨论] 用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化,那么,你将采取哪些简单易行的办法 来了解反应中的热量变化?各有什么优缺点? [反思、交流与评价] 1、实验过程中,你自己最满意的做法是什么?最不满意的做法是什么? 2、在思考、讨论的过程中,其他同学给了你哪些启示?你又给了他们哪些启示? [演示实验] 见教材实验2-2 [思考与讨论] 1、通过观察实验现象,你得出了哪些结论?写出反应方程式。 2、你觉得做这个实验时需要注意哪些问题?还可以做哪些改进?实验中对你最有 启发的是什么? [小结] 化学反应中的能量变化经常表现为热量的变化,有的放热,有的吸热。 [设疑] 通过前面的学习,我们知道燃烧反应、金属与酸的反应是放热的,而氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热的,那么,作为一类重要而常见的反应,酸与碱的中和反应是放热的还是吸热的呢?下面,请同学们自己通过实验来揭开这个秘密。 [学生分组实验] 建议按教参P22页的三组对比实验进行。 [讨论与交流] 1、通过实验,你得出什么结论?如何解释? 2、通过这个实验,你学到了哪些知识?学会了哪些研究方法? 3、要明显的感知或测量反应中的热量变化,实验中应注意哪些问题?如何减小你与同组同学的实验结果的差异? 4、听完其他小组的汇报,发现他们的哪些做法比你们好?哪些不如你们的好?你现在是否又有了新的想法?假如要让你设计一个能较准确地测量反应中热量变化的装置,它的大体构造是怎样的,你可以和同学交流探讨共同确定。 [教师讲解] 1、中和反应都是放热反应。 2、三个反应的化学方程式虽然不同,反应物也不同,但本质是相同的,都是氢离 子与氢氧根离子反应生成水的反应,属于中和反应。由于三个反应中氢离子与氢氧根离子的量都相等,生成水的量也相等,所以放出的热量也相等。 3、中和热:酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热。 4、要精确地测定反应中的能量变化,一是要注重“量的问题”,二是要最大限度地 减小实验误差。 [总结] 本节课我们结合已有的知识经验,以实验为主要的研究手段,初步探讨了化学反应中的能量变化及其主要形式。相信通过学习,同学们会有许多收获。但是,随着学习的深入,也必然会有更深层次的问题涌现出来,比如:化学反应中为什么伴随有能量的变化?为什么有的反应放热,有的反应吸热?如何来合理地表达反应中的能量变化?等等。这些问题我们将在下一节课上进一步探讨。 补充练习 1、下列反应中属吸热反应的是() A镁与盐酸反应放出氢气B氢氧化钠与盐酸的反应 C硫在空气或氧气中燃烧DBa(OH)28H2O与NH4Cl反应 2、下列说法不正确的是() A化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化 B放热反应不需要加热即可发生 C需要加热条件的化学反应都是吸热反应 D1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。 3、城市使用的燃料,现大多为煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO、H2的混合气体,它由煤炭与水蒸气在高温下反应制得,故又称水煤气。试回答: (1)写出制取水煤气的主要化学方程式————————————,该反应是——————反应(填吸热、放热)。 (2)设液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8),其充分燃烧后产物为CO2和H2O,试比较完全燃烧等质量的C3H8及CO所需氧气的质量比。 4、比较完全燃烧同体积下列气体需要的空气体积的大小: 天然气(以甲烷计)、石油液化气(以丁烷C4H10计)、水煤气(以CO、H2体积比1:1计) 5、两位同学讨论放热和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应,乙说 反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正确吗?为什么? 答案:1.D2.BC3.(1)C+H2OCO+H2吸热(2)70:114.石油液化气天然气水煤气5.略 文章来源:http://m.jab88.com/j/28748.html高二化学化学反应与能量015
一、放热与吸热反应的几种类型:
下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()
A.碳酸钙受热分解B.乙醇燃烧C.铝粉与氧化铁粉末反应D.氧化钙溶于水
二、△H的计算方法=反应物的总键能-生成物的总键能=生成物的总能量-反应物的总能量
(15分)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,也可以理解为破坏1molH-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)
键能键能键能
H-H436Cl-Cl243H-Cl432
S=S255H-S339C-F427
C-Cl330C-I218H-F565
C-O347H-O464Si—Si176
Si—O460O=O497
(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。
(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②请写出晶体硅与氧气反应生成二氧化硅的热化学方程式:
三、物质稳定性的比较:能量越低越稳定键能越高越稳定
已知25℃、101KPa下,4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH=-2834.9KJ/mol
4Al(s)+2O3(g)=2Al2O3(s)ΔH=-3119.1KJ/mol,由此得出的结论正确的是()
A.O2比O3能量低,由O2转变为O3为放热反B.O2比O3能量高,由O2转变为O3为吸热反应
C.O3比O2稳定,由O2转变为O3为放热反D.O2比O3稳定,由O2转变为O3为吸热反应
四、热化学方程式的书写判断:
下列热化学方程式书写正确的是
A、C(s)+O2(g)==CO2(g);△H=+393.5kJ/molB、2SO2+O2==2SO3;△H=—196.6kJ/mol
C、H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l);△H=—285.8kJ/molD、2H2(g)+O2(g)==2H2O(l);△H=—571.6KJ
五、反应热△H大小的比较:
根据以下3个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)△H=Q1kJ/mol2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)△H=Q2kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g)△H=Q3kJ/mol判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是()
A.Q1Q2Q3B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1D.Q2Q1Q3
同温同压下,已知下列各反应为放热反应,下列各热化学方程式中热量数值最小的是()
A.2A(l)+B(l)=2C(g)△H1B.2A(g)+B(g)=2C(g)△H2
C.2A(g)+B(g)=2C(l)△H3D.2A(l)+B(l)=2C(l)△H4
六、中和热与燃烧热的定义:
由:①2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ/mol②H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol可知:()
A.①的反应热为221kJ/molB.稀硫酸与Ba(OH)2稀溶液反应的中和热为57.3kJ/mol
C.碳的燃烧热大于110.5kJ/molD.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量
七、nmol可燃物放出的热量=n乘以它的燃烧热
已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJmol-1、-1411.0kJmol-1和-1366.8kJmol-1,则由等质量的各物质放出的热量比()
A.4.8:1.5:1B.1:3.2:1.5C.3.2:5:1D.1.5:1:2
八、能源探究问题:
未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是()
①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能
A.①②③④B.⑤⑥⑦⑧C.③⑤⑥⑦⑧D.③④⑤⑥⑦⑧
据人民网报道,有一集团拟将在太空建立巨大的集光装置,把太阳光变
成激光用于分解海水制氢,其反应可表示为:。有下列几种说法:①水分解反应是放热反应;②氢气是一级能源;③使用氢气作燃料有助于控制温室效应;④若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来,可改善生存条件。其中叙述正确的是()
A.①②B.②③C.③④D.①②③④
九、盖斯定律的计算:
已知:2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s)△H=-1644.3kJmol-1
2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s)△H=-815.88kJmol-1
试写出铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应的热化学方程式___________________________。
(14分)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值(填“偏大、偏小、无影响”)
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(填“相等、不相等”),所求中和热(填“相等、不相等”),简述理由
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会;(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
第二章化学反应与能量
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