高三化学《化学反应与能量变化》教案.doc

该【高三化学《化学反应与能量变化》教案 】是由【泰山小桥流水】上传分享，文档一共【7】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高三化学《化学反应与能量变化》教案 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化授课目的:能举例说明化学能与热能的相互转变,认识反应热的看法。知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。授课重点、难点:化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。研究建议:查阅资料、交流研究。课时划分:一课时。授课过程:[[谈论]在我们学过的化学反应中间,有哪些反应陪同着能量(热量)变化?序言]经过谈论知道,在化学反应中间,常件有能量变化,现在我们来学****化学反应中的能量变化。[板书]第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化一、反应热焓变:在化学反应过程中放出或吸取的热量、平时叫做反应热。又称焓变。1)符号:用△H表示。2)单位:一般采用kJ/mol。3)可直接测量,测量仪器叫量热计。4)研究对象:必然压强下,在敞口容器中发生的反应所放出或吸取的热量。5)反应热产生的原因:[设疑]比方:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),从微观角度应如何讲解?[电脑投影][析疑]化学键断裂时需要吸取能量。吸取总能量为:化学键形成时需要释放能量。释放总能量为:反应热的计算:862kJ—679kJ=183kJ436kJ+243kJ=679kJ431kJ+431kJ=862kJ,,[表达]任何化学反应都有反应热,这是由于反应物中旧化学键断裂时,需要战胜原子间的相互作用而吸取能量;当原子重新组成生成物、新化学键形成时,又要释放能量。新化学键形成时所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂时所吸取的总能量的差就是此反应的反应热。[板书](6)反应热表示方法:[学生阅读教材小结]①当生成物释放的总能量大于反应物吸取的总能量时,反应为放热反应,使反应自己能量降低,规定放热反应△H为“一”,因此△热反应。上述反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),反应热测量的实验数据为H为“一”或△H<0时为放,与计算数据183kJ/mol很凑近,一般用实验数据表示,因此△H=-。②当生成物释放的总能量小于反应物吸取的总能量时,反应是吸热反应,经过加热、光照等方法吸取能量,使反应自己能量高升,规定△H为“+”,因此△H为“+”或△H>0时为吸热反应。[板书]△H为“+”或△H>0时为吸热反应;△H为“一”或△H<0时为放热反应。[投影][讲解](1)若是反应物所拥有的总能量大于生成物所拥有的总能量,反应物转变为生成物时放出热量。反应为放热反应。规定放热反应△H为“一”。(2)若是反应物所拥有的总能量小于生成物所拥有的总能量,反应物转变为生成物时吸取热量。反应为吸热反应。规定△H为“+”。[投影]例1:1molC与1molH2O(g)反应失成lmolCO(g)和1molH2(g),,该反应的反应热为△H=kJ/mol。(+)例2:翻开lmolH—H键、lmolN-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946N,则1molN2生成NH3的反应热为,1molH2生成NH3的反应热为。分析:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),因翻开lmolN—H键和生成lmolN—H键吸取和释放出的能量相等,因此此反应的反应热计算以下:2×3×391kJ/mol-946kJ/mol-3×436kJ/mol=92kJ/mol而lmolH2只与1molN2反应,因此反应热△H=92kJ/mol,则此题33lmolN2生成NH3的反应热△H=-92kJ/mol。[过渡]什么是化学反应热?如何表示?如何正确地描述物质间的化学反应及其能量变化?下面我们来学****热化学方程式。[板书]二、:表示反应所放出或吸取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=-[学生分析]热化学方程式不但表示了化学反应中的物质变化,也表示了化学反应中的能量变化。[板书]:(让学生阅读教材归纳、总结)(1)需注明反应的温度和压强。因反应的温度和压强不相同时,其△H不相同。[表达]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“-”。[板书](2)要注明反应物和生成物的状态。物质的齐聚状态,与它们所拥有的能量相关。[]谈论]比方:H2(g)+1O2(g)=H2O(g);△H=-(g)十1O(g)=HO(l);△H=-,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相同?[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,当化学计量数不相同时,其△H也不相同。[投影]比方:H2(g)+C12(g)=2HCl(g);△H=-(g)+1Cl(g)=HCl(g);△H=-[板书][投影]例:H(g)+1O(g)=HO(g);△H=-,表示lmol气态H22222和1mol气态O2反应生成lmol水蒸气,。(在101kPa和25℃时)2H(g)十1=HO(l);△H=-,表示lmol气态H与1mo气态O反应在101O(g)2222222kPa和25℃时,生成lmol液态水,。[学生归纳]描述在必然条件下,必然量某状态下的物质,充分反应后所吸取或放出热量的多少。[板书][投影]例1已知在25℃,101kPa下,1gC8H18(辛烷)()(1)25O2(g)8CO2(g)9H2O(g);△H=-(1)25O2(g)8CO2(g)9H2O(1);△H=-5518kJ/(1)258CO2(g)9H2O(1);△H=+5518kJ/molO2(g)(1)218H2O(1);△H=-11036kJ/mol25O2(g)16CO2(g)×114g=5518kJ。(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,,:H2O(1)H2O(g);△H=(标准状况)(),放出热量为12165kJ,(1)(g)需吸取热量为66kJ,因此,25molB2H6燃烧生成气态水时放出热量为:(g)3O2(g)B2O3(s)3H2O(l);△H=-2165kJ/[小结]略[作业]P51、2、3、4[板书计划]第一节化学反应与能量的变化一、反应热焓变:在化学反应过程中放出或吸取的热量、平时叫做反应热。又称焓变。1)符号:用△H表示。2)单位:一般采用kJ/mol。3)可直接测量,测量仪器叫量热计。4)研究对象:必然压强下,在敞口容器中发生的反应所放出或吸取的热量。5)反应热产生的原因:6)反应热表示方法:①当生成物释放的总能量大于反应物吸取的总能量时,反应为放热反应,△H为“一”或H<0②当生成物释放的总能量小于反应物吸取的总能量时,反应是吸热反应,△H为“十”或H>0二、:表示反应所放出或吸取的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。.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相同时,其△H不相同。要注明反应物和生成物的状态。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,当化学计量数不相同时,其△H也不相同。.热化学方程式的舍义描述在必然条件下,必然量某状态下的物质,充分反应后所吸取或放出热量的多少。[备课参照资料]分析中学化学教材中热化学方程式的表示方法依照国家指令性规定,在使用“量和单位”的名称、符号、书写规则时都应吻合《中华人民共和国国家标准GB3100~3102-93“量和单位”》(以下简称《国标》)的规定。《整天制一般高级中学教科书(试验本)化学》(以下简称“新教材”)依照国家的相关规定,结合中学化学授课特点,在物理量的引用上,积极贯彻“量和单位”国家标准,规范了教材中相关物理量的表述。本文就新教材里“化学反应中的能量变化”中引入热力学函数“惹起的热化学方程式的表示方法问题作一些商议。△H”及其由此一、新教材引入△H的必要性和依照在化学反应中,物质发生化学变化的同时,还陪同有能量的变化,平时以热能的形式表现出来,称为反应热。这种化学反应的热效应(反应中吸取或放出的热量)可用热化学方程式来表示。在旧教材中热化学方程式是这样表示的:C(固)+O2(气)=CO(气)+(即反应系统在压强为101kPa和温度为25℃时的状态)下,。这种表示方法的优点是写法直观,简单为学生所理解。但由于物质的化学式拥有表示物种及其质量之意义,化学方程式揭穿的又是物质的转变关系,而热化学方程式的这种表示方法把反应中物质的变化和热量的变化用加号连在一起是不当的。因此,《国标》规定,热量(Q)应当用合适的热力学函数的变化来表示,比方用“T·△S”或“△H”表示(△S是熵的变化,△H是焓的变化)。在中等化学中,一般仅研究在必然压强(即恒压条件)下,在敞开容器中发生的反应所放出或吸取的热量。因此依照热力学第必然律:系统在过程中的热力学能(旧称内能)变化“△”等于传给系统的热量“”与外界对系统所作功“”之和,即:△U=Q+W。当系统处UQW于恒压过程时,则有:△U=QP+W若系统在反应过程中只有体积功,即:W=-P(V2-V1)=-(P2V2-P1V1),则有:△U=Q-(PV-PV)P2211依照焓(H)的定义:H=U+PV,显然:Q=(2-1)+(22-11)UUPVPVP(U2+P2V2)-(U1+P1V1)=H2-H1=△H即有:P=△HQ式中“QP”叫恒压热,是指封闭系统不做除体积功以外的其他功时,在恒压过程中吸取或放出的热量。上式表示,恒压热等于系统焓的变化。因此,在中等化学所研究的反应范围之内,Q=QP=△H,这就是新教材中引入△H的依照。但需注意的是,限于中等化学学生的知识水平和接受能力,教材不便引入焓的看法,而仍称“△H”为反应热,授课中也不用引深。二、引入△H后的热化学方程式表示方法新教材引入△H这个物理量后,热化学方程式的表示方法同旧教材对照发生了以下变化。《国家标准》,在热力学中将内能U改称为热力学能。其定义为:对于热力学封闭系统,△U=Q+W式中“Q”是传给系统的能量,“W”是对系统所作的功。Q、W都是以“系统”的能量增加为“+”来定义的。而旧教材中,Q是以“环境”的能量增加(或以“系统”的能量减少)为“+”来定义的,这样,旧教材中热化学方程式中反应热的“+”、“-”所表示的意义正好与《国家标准》的规定相反。因此,引入△H今后,当反应为放热反应时,△H为“-”或△H<0(表明系统能量减少);当反应为吸热反应时,△H为“+”或△H>0(表示系统能量增加)。,热化学方程式中物质的齐聚状态用中文表示,如固、液、气等。依照《国家标准》,应当用英文字母(取英文词头)表示,如“s”代表固体(solid)、“l”代表液体(liquid)、“g”代表气体(gas)、“aq”表示水溶液(Aqueoussolution)。旧教材中反应热的单位是为J/mol或kJ/mol。等。J或kJ,而△H的单位依照引入△H今后的这些变化,近似以下热化学方程式的表示方法已经取销:C(固)+O2(气)=CO2(气)+(固)+H2O(气)=CO(气)+H2(气)-:在化学方程式中用规定的英文字母注明各物质的齐聚状态。尔后写出该反应的摩尔焓[变]△rHm(下标“r”表示反应,“m”表示摩尔)。实质上平时给出的是反应系统处于标准状态(,压强为101kPa时的状态)时的摩尔焓[变],即反应的标准摩尔焓[变],以“Θ[变]间用逗号或分号分开。比方:rm”表示(上标“Θ”表示标准)。方程式与摩尔焓△HΘ()=-(s)+O2(g)=CO2(g);△rHmC(s)+H2O(g)=CO(g)+HΘ()=+(g);△rHm由于△rHm与反应系统的温度和压强相关,对于非标准状态下的反应系统,书写热化学方程式时还应注明反应的温度和压强。但中等化学所用的△rHm的数据,一般都是反应的标准摩尔焓[变],因此可不特别注明。考虑到这一点和中等化学学生的知识水平和接受能力,新教材中将Θ()”简写为△H来表示。比方:“△HrmC(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+、△H的单位与反应进度基于对中等化学知识的要求深度,新教材中没有引入“反应进度(代号为ξ)”这个物理量。但应明确,△rHm的单位“kJ/mol”中的“mol”是指定反应系统的反应进度的国际单位制(简称SI)单位,而不是物质的量的单位。反应进度的定义为:对于化学反应0=∑νB,BnB(ξ)=nB(0)+νBξ式中“B(0)”和“B(ξ)”分别为反应进度ξ=0(反应未开始)和ξ=ξ时B的物质的量,nn“ν”为反应中B物质的化学计量数(对于反应物其为负,对于产物其为正)。因“n(0)”为BB常数,则对于反应系统发生渺小变化时有:-1dnBdξ=νB对于反应系统发生有限的变化,则有:-1△ξ=νBB△n在此所定义的反应进度,显然只与指定反应系统的化学方程式的写法相关,而与选择系统中何种物质B没关。反应进度与物质的量拥有相同的量纲,SI单位为mol。由于ξ的定义与νB相关,因此在使用ξ及其与此相关的其他物理量时必定指明化学方程式,否则是没心义的。比方,说“氢气跟氧气反应生成水蒸气的标准摩尔焓Θ()=-[变]为:△rHmkJ/mol”是不明确的。反应进度是研究化学反应过程状态变化的最基础的物理量。由于化学中引入了此量,使涉及化学反应的量纲和单位的标准化大大前进了一步,也很好地解决了一系列物理量在量纲上出现的困难和矛盾。对于化学反应“0=∑νBB”,反应的摩尔焓[变]△rHm,一般可由测量反应进度ξ1→ξ2时的焓变△H,除以反应进度变△ξ而得,即:△H△H/△ξrm=由于反应进度(ξ)的定义与化学方程式的写法(即与反应方程式中物质B的νB)相关,因此反应的摩尔焓[变]△rHm也与化学方程式的写法相关,即对同一实验数据,由于计算△ξ所依照的化学方程式不相同,使得△H也不相同。因此在使用△H时,必定指明对应的化学方程式。rmrm比方:△H2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);-①rmΘ()=H(g)+1/2O(g)=HO(g);△Θ()=-②2rH22m对于反应①来说,2molH(g)和1molO(g)完全反应生成2molHO(g)表示反应进度222“ξ=1mol”的反应,对于反应②来说,1molH2(g)(g)完好反应生成1molH2O(g)也表示反应进度“ξ=1mol”的反应,,。因此,两个反应的△rm不相同,反应①的△rm是反应②的两倍。HH由上可见:(1)反应的摩尔焓[变]△rHm,实际上是单位反应进度的焓变。△rHm的单位“J/mol”或“kJ/mol”中的“mol”是“指定反应”的反应进度的SI单位,mol-1是每单位反应进度的SI单位。对于某个反应系统,当其指定反应的化学方程式的写法不相同时,每单位反应进度的反应所表示的意义是不相同的,自然相对应的△rHm也是不相同的。总之,引入△H后,热化学方程式的表示方法同旧教材对照有了较大的变动,其表达方式以热力学理论为依照,以《国家标准》为规范,因此,拥有了更强的科学性和规范性。授课中应做到胸有成竹,但不要过分引深,以防备不用要的追查。备课人:高三化学组柴勇