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2019-2020年高二化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》教案4 知識與技能：通過反應(yīng)熱定義的學(xué)習(xí)，了解反應(yīng)熱效應(yīng)的定量描述與反應(yīng)條件有關(guān)；通過中和熱的實驗，了解反應(yīng)熱效應(yīng)的定量測定原理和方法；通過反應(yīng)焓變定義的學(xué)習(xí)，了解反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變的關(guān)系；通過熱化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)，了解熱化學(xué)方程式的意義，了解燃燒熱的概念，體會熱力學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性；通過蓋斯定律求算反應(yīng)焓變，了解反應(yīng)焓變與變化途徑無關(guān)，僅僅與狀態(tài)有關(guān)；通過鍵能的變化求算反應(yīng)焓變，了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其能量變化的關(guān)系。 過程與方法：通過反應(yīng)熱定義的學(xué)習(xí)，理解實驗研究和理論研究在科學(xué)探究方面的意義；在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)會運用觀察、對比、分析、思考等方法對所獲得的信息進(jìn)行處理；通過反應(yīng)焓變概念的學(xué)習(xí)，了解實驗研究和理論研究在科學(xué)探究方面的意義；在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)會運用觀察、分析、遷移等思維方法來建構(gòu)新的概念；通過蓋斯定律求算反應(yīng)焓變的過程，體會數(shù)學(xué)、物理在學(xué)習(xí)化學(xué)中的重要性，注意理科之間的相互滲透和影響。 情感態(tài)度與價值觀：體會實驗成功的喜悅，感悟科學(xué)探究的樂趣；養(yǎng)成良好的實事求是的科學(xué)態(tài)度；體會思考帶給人的愉快情感體驗，感悟化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的樂趣；養(yǎng)成良好的實事求是的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)重點：反應(yīng)熱概念的含義；熱化學(xué)方程式的正確書寫；熱化學(xué)方程式的正確書寫以及反應(yīng)焓變的計算。 教學(xué)難點：反應(yīng)焓變的計算 課時安排：3課時 第二課時 【復(fù)習(xí)提問】1、什么是反應(yīng)熱？ 2、什么是中和熱？如何測定中和熱？ 【引入新課】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱是由于反應(yīng)前后物質(zhì)所具有的能量不同而產(chǎn)生的。能量正如質(zhì)量一樣，也是物質(zhì)固有的性質(zhì)。物質(zhì)具有的這個能量可以用一個物理量來描述，為此，科學(xué)家們定義了一個稱之為“焓”的物理量，下面我們來看看這個物理量。 【板書】二、化學(xué)反應(yīng)的焓變 （一）焓與焓變 【閱讀預(yù)習(xí)】1、焓和焓變分別是用來描述什么的物理量？ 2、反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱有什么關(guān)系？在什么條件下，該關(guān)系成立？ 【板書】1、焓（H）：用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。 【注意】① 焓是一個物理量；②焓是物質(zhì)固有的性質(zhì)，與密度相似 【板書】2、焓變（△H）：反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差，稱為反應(yīng)焓變。是用來描述反應(yīng)熱的物理量。 （1）單位：J?mol—1或kJ?mol—1 （2）表達(dá)式： △H=H（反應(yīng)產(chǎn)物) — H（反應(yīng)物） 【學(xué)生分析】從能量角度分析焓變與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系： 吸熱反應(yīng)：△H>0，即產(chǎn)物的焓（產(chǎn)物具有的總能量）大于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 )，當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時，需吸收能量。 放熱反應(yīng)：△H<0，即產(chǎn)物的焓（產(chǎn)物具有的總能量）小于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 )，當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時，需釋放能量。 【板書】 △H>0 或“+”反應(yīng)放熱 （3）△H △H<0 或“—”反應(yīng)吸熱 （4）對于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)，若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變，表示為：Qp=△H （Qp為等壓反應(yīng)熱） 【投影】我們可以借助于反應(yīng)焓變示意圖來理解反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱之間的關(guān)系。 焓 焓 反應(yīng)物 反應(yīng)產(chǎn)物 反應(yīng)物 △H > 0 △H < 0 反應(yīng)吸熱 反應(yīng)放熱 反應(yīng)產(chǎn)物 化學(xué)反應(yīng)中的焓變示意圖 △H = ∑E(反應(yīng)產(chǎn)物） —∑E(反應(yīng)物) 【過渡】我們以前講的化學(xué)反應(yīng)方程式僅表示物質(zhì)的變化，沒有將反應(yīng)過程中的能量表示出來。如果既要將物質(zhì)變化表示出來，也要將能量變化表示出來的話我們就要借助于熱化學(xué)方程式了。 【板書】（二）熱化學(xué)方程式 1、定義：表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。 2、含義：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。 【舉例】H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H (298K)=—285.8kJ?mol—1的意義：1molH2和molO2反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O時放出285.8kJ的熱量。 【交流與討論】觀察上述熱化學(xué)方程式與普通的化學(xué)方程式有什么不同？ 【學(xué)生】回答。 【交流與討論】1、 △H的單位中 mol—1的含義是什么？ 2、 觀察下面三個熱化學(xué)方程式： ①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H (298K)=—241.8kJ?mol—1 ② H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H (298K)=—285.8kJ?mol—1 ③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H (298K)=—571.6kJ?mol—1 試回答： 為什么① 中的△H 的值要比②中的 △H值要大？ ③中的△H的值為什么是②中的 △H值的2倍？ 3、 298K，101kPa時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)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(jìn)行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么。 【板書】3、熱化學(xué)方程式的書寫要點 【投影】熱化學(xué)方程式的書寫要點： ① 注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不標(biāo)反應(yīng)條件，也不用↑和↓。 ② 注意反應(yīng)熱△H與測定條件（溫度、壓強等）有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明△H的測定條件。 絕大多數(shù)△H是在298K、101325Pa下測定的，可不注明溫度和壓強。 ③ △H的單位J?mol—1或kJ?mol—1； ④ 注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)、也可以是分?jǐn)?shù)。 ⑤△H的的值與方程式中的物質(zhì)前的系數(shù)成正比，若反應(yīng)逆向進(jìn)行，△H的數(shù)值改變符號，但絕對值不變。 ⑥△H的的值指的是反應(yīng)物完成轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所放出的熱量。 【練習(xí)】1、比較下列各組熱化學(xué)方程式中△H1與△H2 的大小，并說明理由。 （1） 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (g) △H1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) △H2 （2） S(g) + O2(g) = SO2 (g) △H1 S(s) + O2(g) = SO2 (g) △H2 （3） H2(g) + Cl2(g) = 2HCl (g) △H1 H2(g) + Cl2(g) = HCl (g) △H2 （4） C(s) + O2(g) = CO (g) △H1 C(s) + O2(g) = CO2 (g) △H2 2、在101325Pa和298K條件下,2molH2生成水蒸汽放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是( ) A.2H2+O2=2H2O ， △H= -484kJ/mol B.H2O(g)= H2(g)+ O2(g) △H= +242kJ/mol C.2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)， △H= -484kJ/mol D.H2(g)+ O2(g)= H2O(g) △H= +242kJ/mol 3、0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，乙硼烷燃燒的熱化學(xué)方程式為： 。 4、在101kPa時，0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O放出495.2kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。并計算1000L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）甲烷燃燒放出的熱量為多少？480g呢？ 【小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。 【作業(yè)】P9 1 P10 2 【板書設(shè)計】二、化學(xué)反應(yīng)的焓變 （一）焓與焓變 1、焓（H）：用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。 2、焓變（△H）：反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差，稱為反應(yīng)焓變。是用來描述反應(yīng)熱的物理量。 （1）單位：J?mol—1或kJ?mol—1 （2）表達(dá)式： △H=H（反應(yīng)產(chǎn)物) — H（反應(yīng)物） △H>0 或“+”反應(yīng)放熱 （3）△H △H<0 或“—”反應(yīng)吸熱 （4）對于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)，若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變，表示為：Qp=△H （Qp為等壓反應(yīng)熱） （二）熱化學(xué)方程式 1、定義：表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。 2、含義：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。 3、熱化學(xué)方程式的書寫要點 第三課時 【復(fù)習(xí)提問】1、什么是熱化學(xué)方程式？書寫熱化學(xué)方程式要注意哪些要點？ 2、 寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 （1）1molC2H5OH(l)與適量O2(g)反應(yīng)，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ熱量。 。 （2）18g葡萄糖與適量O2(g)反應(yīng)，生成CO2(g)和H2O(l)， 放出280.4kJ熱量。 。 【講解】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，有的能夠測量，有的不能測量。比如將一些生成不穩(wěn)定物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，例有C CO，CO或多或少的要轉(zhuǎn)化為CO2，還有一些反應(yīng)進(jìn)行的比較慢，要幾天，幾個月，幾年，甚至幾十年，肯定不能測量。對于這樣的反應(yīng)熱，我們就要進(jìn)行計算才能得到。這節(jié)課我們就來講講反應(yīng)焓變的計算。 【板書】三、反應(yīng)焓變的計算 【講解】反應(yīng)焓變之所以能夠有計算得出，要歸功于瑞士科學(xué)家蓋斯提出的蓋斯定律，我們來看看該定律的內(nèi)容。 【板書】（一）蓋斯定律： 1、內(nèi)容：對于一個化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變都是一樣的。 【講解】這就說明對于化學(xué)反應(yīng)，只要其反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物確定了，不管它中間經(jīng)歷了多少步，反應(yīng)焓變總是一定的。好比一個人登山，不管他選擇什么途徑，只要他從山腳到了山頂，他攀爬的高度總是一定的。這也說明了反應(yīng)焓變有點像物理學(xué)中的矢量。究其原因是焓是一個狀態(tài)函數(shù)。 【板書】2、理解要點： （1）反應(yīng)焓變（反應(yīng)熱效應(yīng)）只與始態(tài)（反應(yīng)物）、終態(tài)（生成物）有關(guān)，與反應(yīng)過程無關(guān)。 （2）焓變（反應(yīng)熱）總值一定。 反應(yīng)物 a 生成物 △H △H2 △H1 c b △H5 △H4 △H3 【投影】 △H = △H1 + △H2 = △H3 + △H4 + △H5 【講解】下面就結(jié)合例題，利用蓋斯定律來求反應(yīng)焓變。 【板書】（二）焓變的計算方法 1、利用已知焓變求未知焓變——熱化學(xué)方程式相加減 【例1】試?yán)?98K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，計算此溫度下 C（s，石墨）+O2（g）=CO（g）的反應(yīng)焓變。 C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g） △H1 = —393.5kJ?mol—1 CO （g） + O2（g）= CO2（g） △H2 = —283.0kJ?mol—1 解：設(shè)此反應(yīng)分兩步進(jìn)行： 第一步：C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g） △H1 = —393.5kJ?mol—1 第二步：CO2（g）= CO （g） + O2（g）△H2 ′= —△H2 = 283.0kJ?mol—1 將上述兩步反應(yīng)相加得總反應(yīng)為： C（s，石墨）+O2（g）=CO（g） △H3 = ？ 根據(jù)蓋斯定律，△H3 =△H1 + △H2 ′ =—393.5kJ?mol—1 + 283.0kJ?mol—1 =—110.5kJ?mol—1 答：298KC（s，石墨）+O2（g）=CO（g）的△H為—110.5kJ?mol—1。 【例2】試?yán)?98K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，計算此溫度下P4（s，白磷）= 4P（ s，紅磷）的反應(yīng)焓變。 P4（s，白磷）+ 5O2（g）= P4O10（S） △H1 = —2983.2kJ?mol—1 P（s，紅磷）+ O2（g）= P4O10（S） △H2 = —738.5kJ?mol—1 — 29.2 kJ?mol—1 【練習(xí)1】試?yán)?98K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，計算此溫度下 2N2H4(g) + 2NO2(g) == 3N2(g) + 4H2O(g)的反應(yīng)焓變。 N2（g） + 2O2（g） == 2NO2（g） △H1 = + 67.7kJ?mol—1 N2H4（g）+ O2（g） == N2（g）+ H2O（g） △H2 = — 534kJ?mol—1 — 1135.7 kJ?mol—1 【練習(xí)2】試?yán)?98K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，計算此溫度下 Zn（s）+ HgO（s） == ZnO（s）+ Hg（l）的反應(yīng)焓變。 Zn（s） + O2（g）== ZnO（s） △H1 = —351.1kJ?mol—1 Hg（s） + O2（g）== HgO（s） △H2= —90.7kJ?mol—1 — 260.4 kJ?mol—1 【小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。 【作業(yè)】 P10 3、4 【板書設(shè)計】三、反應(yīng)焓變的計算 （一）蓋斯定律： 1、內(nèi)容：對于一個化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變都是一樣的。 2、理解要點： （1）反應(yīng)焓變（反應(yīng)熱效應(yīng)）只與始態(tài)（反應(yīng)物）、終態(tài)（生成物）有關(guān)，與反應(yīng)過程無關(guān)。 （2）焓變（反應(yīng)熱）總值一定。 （二）焓變的計算方法 1、利用已知焓變求未知焓變——熱化學(xué)方程式相加減