高中離子反應(yīng)教案
發(fā)表時間:2020-10-27反應(yīng)與能量的變化。
第一章化學(xué)反應(yīng)與能量
本章知識網(wǎng)絡(luò)
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式。
2.認識化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在著物質(zhì)和能量的變化,而且能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的,能量的多少取決于反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量。
3.了解反應(yīng)熱和焓變的涵義。
4.認識熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式。
學(xué)習(xí)重點、難點:
學(xué)習(xí)過程:
【溫習(xí)舊知】
1.化學(xué)反應(yīng)都有新物質(zhì)產(chǎn)生,同時還伴隨著能量變化,請列舉學(xué)過的有熱量變化的相關(guān)反應(yīng)。
2.在這些反應(yīng)中,哪些是我們?nèi)粘I钪欣玫降模?/p>
【學(xué)習(xí)新知】
一.反應(yīng)熱焓變
1、定義:化學(xué)反應(yīng)過程中所或的能量,叫反應(yīng)熱,又稱為,符號用表示,其單位常采用。許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過直接測量。
2、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是。
任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,這是由于在化學(xué)反應(yīng)過程中,當(dāng)反應(yīng)物分子間的化學(xué)鍵___時,需要_的相互作用,這需要能量;當(dāng),即新化學(xué)鍵時,又要能量。
如果反應(yīng)完成時,生成物釋放的總能量比反應(yīng)物吸收的總能量,這是放熱反應(yīng)。對于放熱反應(yīng),由于反應(yīng)后放出能量(釋放給環(huán)境)而使反應(yīng)體系的能量。因此,規(guī)定放熱反應(yīng)的ΔH為“_”。
反之,對于吸熱反應(yīng),由于反應(yīng)通過、等吸收能量(能量來自環(huán)境)而使反應(yīng)體系的能量。因此,規(guī)定吸熱反應(yīng)的ΔH為“”。
當(dāng)ΔH為“_____”或ΔH0時,為放熱反應(yīng);
當(dāng)ΔH為“__”或ΔH___0時,為吸熱反應(yīng)。
3、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)比較
類型
比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)
定義
形成原因
與化學(xué)鍵強弱的關(guān)系
表示方法
圖示
二、熱化學(xué)方程式
1、化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的變化。
2、H2(g)+O2(g)===H2O(l);ΔH=-285.8kJmol-1,表示在℃,_
Pa,molH2與molO2完全反應(yīng)生成態(tài)水時的熱量是285.8kJ。
(3)熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)只表示不表示,因此,它可以是_數(shù),也可以是數(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ΔH。
小結(jié):書寫熱化學(xué)方程式的注意事項
①標(biāo)聚集狀態(tài)(s、l、g)
②右端標(biāo)熱量數(shù)值和符號,
△H:吸熱用“”,放熱用:“”。
③系數(shù)單位是“”,而不是“”。
④系數(shù)可用分數(shù),但熱量值要相應(yīng)變化。如:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),△H=-571.6kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(l),△H=kJ/mol
⑤不注明條件,既指:(25℃,1.01×105Pa)
【當(dāng)堂檢測】
1、下列說法正確的是
A.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B.放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生
C.反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小
D.吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生
2、已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ的熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是
A.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(g);ΔH=-48.40kJmol-1
B.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l);ΔH=-5518kJmol-1
C.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O;ΔH=+5518kJmol-1
D.C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l);ΔH=-48.40kJmol-1
3、在同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式中,ΔH1>ΔH2的是
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g);ΔH1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH2
B.S(g)+O2(g)===SO2(g);ΔH1
S(s)+O2(g)===SO2(g);ΔH2
C.C(s)+O2(g)===CO(g);ΔH1
C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH2
D.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g);ΔH1
H2(g)+Cl2(g)===HCl(g);ΔH2
【作業(yè)】
1.物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,一定發(fā)生變化的是
A.顏色B.狀態(tài)C.化學(xué)鍵D.原子核
2.下列過程一定釋放出能量的是
A.化合反應(yīng)B.分解反應(yīng)
C.分子拆成原子D.原子組成分子
3.我們把拆開1mol共價鍵所吸收的能量或生成1mol共價鍵所放出的能量叫鍵能,已知Cl—Cl鍵的鍵能為247kJmol-1。下列有關(guān)鍵能的敘述正確的是
A.要拆開1molCl—Cl鍵需吸收247kJ能量
B.要形成1molCl—Cl鍵需吸收247kJ能量
C.要拆開1molCl—Cl鍵需放出247kJ能量
D.要形成1molCl—Cl鍵需放出247kJ能量
4.“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料。吸食時,將飲料罐隔離層中的化學(xué)物質(zhì)和水混合后搖動即會制冷。該化學(xué)物質(zhì)是
A.氯化鈉B固體硝酸銨
C.生石灰D.蔗糖
5.下列反應(yīng)中,生成物的總能量大于反應(yīng)物總能量的是
A.氫氣在氧氣中燃燒B.鐵絲在氧氣中燃燒
C.硫在氧氣中燃燒D.焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng)
6.石墨和金剛石都是碳元素的單質(zhì),石墨在一定條件下可轉(zhuǎn)化為金剛石。已知12g石墨完全轉(zhuǎn)化成金剛石時,要吸收EkJ的能量,下列說法正確的是()
A.石墨不如金剛石穩(wěn)定
B.金剛石不如石墨穩(wěn)定
C.等質(zhì)量的石墨與金剛石完全燃燒,金剛石放出的能量多
D.等質(zhì)量的石墨與金剛石完全燃燒,石墨放出的能量多
7.在25℃、101kPa下,1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ,下列熱化學(xué)方程式正確的是
A.CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l);ΔH=+725.8kJmol-1
B.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l);ΔH=-1452kJmol-1
C.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l);ΔH=-725.8kJmol-1
D.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l);ΔH=+1452kJmol-1
8.298K、101kPa時,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.38kJmol-1。在該溫度下,取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密閉容器中,在催化劑存在情況下進行反應(yīng),測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ,其原因是什么?
9.以NA代表阿伏加德羅常數(shù),則關(guān)于熱化學(xué)方程式C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l);ΔH=-1300kJmol-1的說法中,正確的是
A.當(dāng)10NA個電子轉(zhuǎn)移時,該反應(yīng)放出1300kJ的能量
B.當(dāng)1NA個水分子生成且為液體時,吸收1300kJ的能量
C.當(dāng)2NA個碳氧共用電子對生成時,放出1300kJ的能量
D.當(dāng)8NA個碳氧共用電子對生成時,放出1300kJ的能量
10.一些鹽的結(jié)晶水合物,在溫度不太高時就有熔化現(xiàn)象,即熔溶于自身的結(jié)晶水中,又同時吸收熱量。它們在塑料袋中經(jīng)日曬就熔化,又在日落后緩慢凝結(jié)而釋放熱量。故可用于調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,或用作夏日防暑的枕墊或坐墊,這些物質(zhì)可稱之為熱材料。現(xiàn)有幾種鹽的結(jié)晶水合物有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
①Na2S2O35H2O②
CaCl26H2O③Na2SO410H2O④
Na2HPO412H2O
熔點/℃40~5029.9232.3835.1
熔化熱/kJmol-149.737.377100.1
根據(jù)上述數(shù)據(jù)和實用性考慮,實際應(yīng)用時常采用的物質(zhì)應(yīng)該是
A.①B.②C.③D.④
11、1g炭與適量水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣,需吸收10.94kJ的熱量,相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為()
A.C+H2O=CO+H2ΔH=+10.9kJ/mol
B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+10.94kJ/mol
C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.28kJ/mol
D.1/2C(s)+1/2H2O(g)=1/2CO(g)+1/2H2(g)ΔH=+65.64kJ/mol
12.已知1mol白磷轉(zhuǎn)化成1mol紅磷,放出18.39kJ熱量,又知:P4(白,s)+5O2=2P2O5(s)ΔH1,4P(紅,s)+5O2=2P2O5(s)ΔH2
則ΔH1和ΔH2的關(guān)系正確的是()
A.ΔH1>ΔH2B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH1=ΔH2D.無法確定
13、今有如下三個熱化學(xué)方程式:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=akJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=bkJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=ckJ/mol
關(guān)于它們的下列表述正確的是()
A.它們都是吸熱反應(yīng)B.a(chǎn)、b和c均為正值
C.a(chǎn)=bD.2b=c
14.家用液化氣中的主要成分之一是丁烷,當(dāng)10kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳和液態(tài)水時,放出熱量為5×105kJ?,試寫出丁烷燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________。已知1mol液態(tài)水汽化時需要吸收44kJ的熱量,則1mol丁烷完全燃燒并生成氣態(tài)水時放出的熱量為______kJ。
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化學(xué)反應(yīng)與能量變化
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開展,作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?下面是小編幫大家編輯的《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
教案
課題:第一章化學(xué)反應(yīng)與能量
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化
授課班級
課時
2教
學(xué)
目
的
知識
與
技能
1、了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式;2、認識化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在著物質(zhì)和能量的關(guān)系3、了解反應(yīng)熱和焓變的含義4、認識熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式
過程
與
方法
1、通過化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)的回顧,逐步探究引起反應(yīng)熱內(nèi)在原因的方法,引起學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動探索化學(xué)原理的學(xué)習(xí)方法,2、通過討論、分析、對比的方法,培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和主動探究能力
情感
態(tài)度
價值觀
激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度理解化學(xué)反應(yīng),培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、嚴謹求學(xué)、勤于思考的態(tài)度,樹立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的唯物主義觀點
重點
化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,熱化學(xué)方程式的書寫
難點
焓變,△H的“+”與“-”,熱化學(xué)方程式的書寫
知
識
結(jié)
構(gòu)
與
板
書
設(shè)
計
第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化
一、反應(yīng)熱焓變
1、定義:恒壓條件下,反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變
2、符號:△H
3、單位:kJ/mol或kJmol-1
4、反應(yīng)熱表示方法:△H為“+”或△H>0時為吸熱反應(yīng);△H為“一”或△H<0時為放熱反應(yīng)。
5、△H計算的三種表達式:
(1)△H==化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量—化學(xué)鍵生成所釋放的總能量
(2)△H==生成的總能量–反應(yīng)物的總能量
(3)△H==反應(yīng)物的鍵能之和–生成物的鍵能之和
二、熱化學(xué)方程式(thermochemicalequation)
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)+I2(g) 2.書寫熱化學(xué)方程式的注意事項: (1)需注明反應(yīng)的溫度和壓強。因反應(yīng)的溫度和壓強不同時,其△H不同。 (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)。 (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)也可以是分數(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。 4.熱化學(xué)方程式的應(yīng)用 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動 阿基米德 [問]推動人類社會進步的這個支點和杠桿是什么呢? [講]對,能量就是推動人類進步的“杠桿”!能量使人類脫離了“茹毛飲血”的野蠻,進入繁華多姿的文明?;瘜W(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一(一般以熱和功的形式與外界環(huán)境進行能量交換)。所以,研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,就顯得極為重要。下面讓我們一同進入選修4化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí) [板書]第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化 [回憶]化學(xué)鍵在形成和斷裂的過程中能量的變化 [講]化學(xué)鍵形成的時候放出能量,斷裂的時候吸收能量; [問]當(dāng)水從液態(tài)變成氣態(tài)的時候能量是如何變化的?能否從微觀的角度解釋能量變化的原因? 水分子之間存在分子間作用力,當(dāng)水從液態(tài)變成氣態(tài)時,分子間距離增大,所以要吸收能量 [講]雖然力的種類和大小不同,但是本質(zhì)都一樣,就是形成作用力時要放出能量;破壞作用力時要吸收能量,即物質(zhì)的變化常常伴隨能量的變化 [投影] [問]為什么化學(xué)反應(yīng)過程中會有能量的變化?從兩個角度來考慮:1、從化學(xué)鍵的角度看化學(xué)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的?與能量有什么關(guān)系?2、反應(yīng)物和生成物的相對能量的大小 [圖像分析]1molH2和1molCl2反應(yīng)得到2molHCl要放出183kJ的能量;斷開1molH-H鍵需要吸收436kJ的能量;斷開1molCl-Cl鍵需要吸收243kJ的能量;形成1molH-Cl鍵能放出431kJ的能量; [講]從化學(xué)鍵的角度看化學(xué)反應(yīng)包含兩個過程:舊的化學(xué)鍵斷裂和新的化學(xué)鍵形成。斷裂化學(xué)鍵需要吸收能量,形成化學(xué)鍵要釋放出能量,斷開化學(xué)鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵釋放的能量通常不相等;2、反應(yīng)物和生成物的總能量通常不相等,當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量釋放出來,當(dāng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時,化學(xué)反應(yīng)將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來,所以化學(xué)反應(yīng)過程中總會伴隨著能量的變化。 [過]斷開化學(xué)鍵和形成化學(xué)鍵所吸收和放出的能量的數(shù)值是可以定量測定出來的,可以在工具書上查到,這樣我們就可以計算到反應(yīng)中的能量的具體數(shù)值了,在以上的例子中我們對反應(yīng)的討論和研究中,我們的研究對象是什么?反應(yīng)物和生成物[講]我們對反應(yīng)研究的對象是反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物,我們把它們稱為反應(yīng)體系,而把除它們之外的物質(zhì)稱為環(huán)境,我們把反應(yīng)體系在化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量,用熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來表述,叫做反應(yīng)熱,又稱作為“焓變”,用符號“△H”表示,單位常采用kJ/mol或kJmol-1[板書]一、反應(yīng)熱焓變 1、定義:恒壓條件下,反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變 2、符號:△H 3、單位:kJ/mol或kJmol-1 [思考]我們看看△H的單位是kJ/mol,這個單位的分子和分母分別代表的是什么物理量?我們可以怎樣計算△H的數(shù)值? [講]化學(xué)反應(yīng)的過程同時存在著物質(zhì)和能量的變化,而且能量的釋放和吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的,能量的多少與發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物質(zhì)量及物質(zhì)的量成正比。焓變的單位中的“mol”的基本單元不是某一反應(yīng)物或生成物分子或原子,而是按熱化學(xué)方程式所表示的那些粒子的特定組合。反應(yīng)熱就是“每摩爾”該特定組合完全反應(yīng)的熱效應(yīng) [講]化學(xué)反應(yīng)都伴隨能量的變化,所以可以將化學(xué)反應(yīng)分為兩類。分析反應(yīng)熱之前,先弄清楚兩個概念:環(huán)境和體系 [投影] 放熱反應(yīng):體系環(huán)境 H △H0為“-”Q0 吸熱反應(yīng) 體系環(huán)境 H △H0為“+”Q0 [結(jié)論]△H和Q的角度不同,△H從體系的角度,Q從環(huán)境的角度 [講]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)熱測量的實驗數(shù)據(jù)為184.6kJ/mol,與計算數(shù)據(jù)183kJ/mol很接近,一般用實驗數(shù)據(jù)表示,所以△H=-184.6kJ/mol。 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)。 [投影] [板書]4、反應(yīng)熱表示方法:△H為“+”或△H>0時為吸熱反應(yīng);△H為“一”或△H<0時為放熱反應(yīng)。 [講]如果反應(yīng)物所具有的總能量高于生物成具有的總能量,反應(yīng)時就會以熱能的形式放出,反之,則吸熱。 [板書]5、△H計算的三種表達式: (1)△H==化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量—化學(xué)鍵生成所釋放的總能量 (2)△H==生成的總能量–反應(yīng)物的總能量 [講]化學(xué)鍵斷裂或生成所吸收或放出的能量叫做化學(xué)鍵的鍵能。反應(yīng)鍵能越小,穩(wěn)定性越弱,能量就越高破壞它需要的能量就越?。簧晌锏逆I能越大,穩(wěn)定性越強,能量就越低,釋放的能量就越大,故需要放出能量,△H為負,反應(yīng)之為正 [板書](3)△H==反應(yīng)物的鍵能之和–生成物的鍵能之和 [講]△H有正負之分,因此比較△H大小時,要連同“+”、“-”包含在內(nèi),類似于數(shù)學(xué)上的正負數(shù)比較,如果只比較反應(yīng)放出熱量變化,則只比較數(shù)值大小。 [過渡]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?下面我們來學(xué)習(xí)熱化學(xué)方程式。 [板書]二、熱化學(xué)方程式(thermochemicalequation) 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)+I2(g)2HI(g);△H=-14.9kJ/mol [投影]例:H2(g)+O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ/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 [小結(jié)]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。 [講]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。那么熱化學(xué)方程式的書寫有什么要求或者需要注意哪些事項呢? [板書]2.書寫熱化學(xué)方程式的注意事項: [講]與普通化學(xué)方程式相比,書寫熱化學(xué)方程式除了要遵循書寫化學(xué)方程式的要求外還應(yīng)注意以下幾點: [學(xué)生活動]閱讀教材歸納、總結(jié) [板書](1)需注明反應(yīng)的溫度和壓強。因反應(yīng)的溫度和壓強不同時,其△H不同。 [講]但中學(xué)化學(xué)中所用的△H的數(shù)據(jù),一般都是在101kPa和25℃時的數(shù)據(jù),因此可不特別注明。但需注明△H的“+”與“-”。熱化學(xué)方程式一般不要求寫條件 [投影]例如:H2(g)+O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ/molH2(g)十O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol [講]從上述兩個熱化學(xué)方程式可看出,lmolH2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](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)。 [講]通常氣體用“g”、液體用”l”、固體用“s”、溶液用“aq”,且熱化學(xué)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)也可以是分數(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。 [講]我們還需要注意的是,熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的量,而不管反應(yīng)是否真正完成?!鱄與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān),而方程式中化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的量的多少,并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù),所以化學(xué)計量數(shù)必須與△H相對應(yīng),如果化學(xué)計量數(shù)加倍,則△H也要加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進行時,其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反。 [板書]4.熱化學(xué)方程式的應(yīng)用 [點擊試題]已知在25℃,101kPa下,1g(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量.表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 A.;△H=-48.40kJ/mol B.;△H=-5518kJ/mol C.;△H=+5518kJ/mol D.;△H=-11036kJ/mol 答案BD [實踐活動]中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定 [投影]一、實驗原理 [講]中和熱的定義是在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O時的反應(yīng)熱叫中和熱。在中學(xué)階段,只討論強酸和強堿反應(yīng)的中和熱。 [回顧]必修2第二章30頁關(guān)于“中和熱”的內(nèi)容: 酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。 實驗2-3:在50mL燒杯中加入20mL2mol/L的鹽酸,測其溫度。另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液,測其溫度,并緩緩地傾入燒杯中,邊加邊用玻璃棒攪拌。觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化過程,并作好記錄。 鹽酸溫度/℃ NaOH溶液溫度/℃ 中和反應(yīng)后溫度/℃ t(HCl) t(NaOH) t2數(shù)據(jù)處理:△H=Q/n=cm△t/n 其中:c=4.18J/(g·℃),m為酸堿溶液的質(zhì)量和,△t=t2-t1,t1是鹽酸溫度與NaOH溶液溫度的平均值,n為生成水的物質(zhì)的量。 [投影]二、實驗操作 [討論]上述實驗裝置和操作存在哪些問題?——熱量的散失 [投影] [問]課本第5頁圖1-3與實驗2-3相比,作了哪些改進?改進的目的是什么? 1——雙層燒杯、2——碎泡沫塑料、3——蓋板、都是為了減少熱量的散失。 [思考與交流]課本第5頁實驗用品,想一想,每件用品的用途,NaOH溶液為什么不用0.50mol/L而用0.55mol/L? 為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和,采用堿稍過量。 [講]閱讀課本第5頁實驗步驟,強調(diào)下列問題 [投影]注意事項: 1、為了保證0.50mol·L-1的鹽酸完全被NaOH中和,采用0.55mol·L-1NaOH溶液,使堿稍稍過量,因為過量的堿并不參加中和反應(yīng)。 2、實驗中若用弱酸代替強酸,或用弱堿代替強堿,因中和過程中電離吸熱,會使測得中和熱的數(shù)值偏低。 3、要使用同一支溫度計。分別先后測量酸、堿及混合液的溫度時,測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球部分要完全浸入溶液中,且要穩(wěn)定一段時間再記下讀數(shù)。 4、實驗中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫,才能使用。 5、操作時動作要快,盡量減少熱量的散失。 6、實驗時亦可選用濃度體積都不相同的酸堿溶液進行中和熱的測定,但在計算時,應(yīng)取二者中量小的一種,因為過量的酸堿并不參加中和反應(yīng)。 操作:學(xué)生按課本步驟做實驗,記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。 [投影]三、數(shù)據(jù)處理 1、取三次測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)(t2-t1)= 思考:如果某一次實驗的數(shù)據(jù)與另外兩次實驗的數(shù)據(jù)差異明顯,怎么辦? 2、計算反應(yīng)熱:△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?!鱄= [總結(jié)]化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化是化學(xué)反應(yīng)的一大特征。我們可以利用化學(xué)能與熱能及其能量的相互轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惖纳a(chǎn)、生活及科學(xué)研究服務(wù)。化學(xué)在能源的開發(fā)、利用及解決日益嚴重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用,同學(xué)們平時可以通過各種渠道來關(guān)心、了解這方面的進展,從而深切體會化學(xué)的實用性和創(chuàng)造性。 [隨堂練習(xí)] 1、下列說法不正確的是(A) A、放熱反應(yīng)不需加熱即可發(fā)生 B、化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化除了熱能外,也可以是光能、電能等 C、需要加熱才能進行的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng) D、化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值與參加反應(yīng)的物質(zhì)多少有關(guān) 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 則a、b、c、d的關(guān)系正確的是。 A、ac0B、bd 3、沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時,放出445kJ的熱量。則下列熱化學(xué)方程式中正確的是 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分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量;21molCl2分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收243kJ3由H原子和Cl原子形成1molHCl分子時釋放431kJ的能量。下列敘述正確的是()A、氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g) B、氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體,反應(yīng)的ΔH==183kJ/mol C、氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體,反應(yīng)的ΔH==--183kJ/mol D、氫氣和氯氣反應(yīng)生成1mol氯化氫氣體,反應(yīng)的ΔH==--183kJ/mol吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的考查反應(yīng)熱大小的比較熱化學(xué)方程式的書寫教學(xué)回顧: 南京外國語學(xué)校朱征 教學(xué)設(shè)想 1、教材分析 案例章節(jié):《普通高中標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書(人教版)》必修②第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度(第一課時) 內(nèi)容分析 化學(xué)反應(yīng)速率是對教材前兩節(jié)內(nèi)容的拓展和完善,化學(xué)反應(yīng)速率的學(xué)習(xí)也為后面反應(yīng)限度知識奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)教材從日常生活中學(xué)生熟悉的化學(xué)現(xiàn)象入手,引出反應(yīng)速率的概念。在此基礎(chǔ)上通過實驗探究,總結(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。 教學(xué)方法 問題教學(xué)、分組協(xié)作學(xué)習(xí)、實驗探究 2、教學(xué)思路與設(shè)計 學(xué)生通過一年多的化學(xué)學(xué)習(xí),了解到不同的化學(xué)反應(yīng)速率有快有慢,同一個化學(xué)反應(yīng)在不同的外界條件影響下也可能速率不同,而且基本上能夠用微粒的觀點加以解釋。本課時選擇濃度這一影響因素為載體,教會學(xué)生從定性、定量的角度設(shè)計實驗比較反應(yīng)快慢的方法,在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和小組合作意識,掌握從實驗數(shù)據(jù)出發(fā),建立數(shù)學(xué)圖像、數(shù)學(xué)模型,進而從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)做出解釋的化學(xué)問題的研究方法。 在傳統(tǒng)的教學(xué)中,學(xué)生在整章學(xué)完之后,僅記住書本上幾個具體的實驗,而今后遇到新問題,很難獨立設(shè)計實驗進行探究?!笆谌艘贼~,不如授人以漁”。如何在這節(jié)課上,調(diào)動學(xué)生的思維,從已有知識中搜索相關(guān)信息,總結(jié)、歸納出一些可行的比較反應(yīng)速率的方法是這節(jié)課的關(guān)鍵。因此用“影響反應(yīng)速率的外部因素有哪些?”“借助哪些實驗現(xiàn)象可以幫助我們比較反應(yīng)的快慢?”“設(shè)計實驗獲取數(shù)據(jù),定量的比較反應(yīng)的快慢?”三個層層深入的討論題貫穿這節(jié)課,促進學(xué)生科學(xué)探究的方法的習(xí)得,而不僅僅是知識本身。 一、教學(xué)目標(biāo)分析 知識與技能:了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素;了解常用的比較反應(yīng)快慢的簡便方法;通過實驗認識到濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,并能以粒子的觀點初步解釋。 過程與方法:能夠設(shè)計簡單實驗方法測定濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,掌握從實驗數(shù)據(jù)出發(fā),建立數(shù)學(xué)圖像、數(shù)學(xué)模型,進而形成一個由簡單到復(fù)雜、宏觀到微觀、定性到定量的科學(xué)探究過程。 情感態(tài)度與價值觀:能體會到實驗是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要手段,培養(yǎng)科學(xué)探究意識和實事求是的科學(xué)精神。 二、教學(xué)內(nèi)容分析 設(shè)問質(zhì)疑、呈示目標(biāo)——筆者通過展示真實的圖片(牛奶和咸水鴨的外包裝),引出教學(xué)任務(wù)(化學(xué)反應(yīng)速率),將學(xué)生的注意力都吸引到學(xué)習(xí)任務(wù)中來。通過溫度條件的不同保存時間不同,使學(xué)生對此產(chǎn)生困惑(好奇)并對學(xué)習(xí)活動產(chǎn)生積極的興趣和動機。當(dāng)學(xué)生提出可能是溫度影響了食品變質(zhì)這樣一個過程的速率時,筆者及時給予肯定,并馬上提出“影響反應(yīng)速率的因素還有哪些?”,激發(fā)學(xué)生的思考,導(dǎo)入下一個環(huán)節(jié)。 互動交流——教師是學(xué)生學(xué)習(xí)動機的激發(fā)者,是善于歸納問題的指導(dǎo)者,更是教學(xué)活動的調(diào)節(jié)者和組織者。策劃好個別研究與集體討論的步驟、節(jié)奏和深廣度,在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和創(chuàng)新精神,學(xué)生在問題情境中去“發(fā)現(xiàn)”問題,提出解決方案,從探究和討論中掌握知識,獲得發(fā)展。教師適時的激發(fā)學(xué)生的思考,讓問題的討論環(huán)環(huán)相扣,步步深入。 實驗探究——這是引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實踐出真知。本節(jié)課采用引導(dǎo)-發(fā)現(xiàn)教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生通過實驗(鎂條與不同濃度鹽酸的反應(yīng)),去觀察、分析、研究,從而“發(fā)現(xiàn)”知識,探究規(guī)律;從生活實際中發(fā)現(xiàn)問題(牛奶、咸水鴨的外包裝),通過設(shè)計,用實驗去探究,用數(shù)據(jù)去分析,再用理論去論證,從而使問題獲得解決。 得出結(jié)論——學(xué)生通過親身經(jīng)歷的科學(xué)探究活動,在教師的引導(dǎo)下,得到正確的結(jié)論。以此為基礎(chǔ),構(gòu)建數(shù)學(xué)圖像分析問題(學(xué)生根據(jù)測得數(shù)據(jù),繪制表格)。教師幫助學(xué)生將在探究階段所構(gòu)建的陳述性知識重新組織成有利于運用的程序性知識形式(師生共同歸納總結(jié),把一般性知識概括成),建立并加強其與其他知識之間的聯(lián)系,以便于將來的提取和使用。 總結(jié)與反思——在這節(jié)探究課的最后,教師和學(xué)生一起進行總結(jié)與反思。總結(jié)從兩方面進行:一方面是學(xué)生在完成一階段的探究活動后,反思這節(jié)課所做實驗的嚴密性,還有哪些方面有待解決,比如,學(xué)生在探究實驗結(jié)束之后,反思實驗過程中,手握反應(yīng)試管,會導(dǎo)致反應(yīng)溫度變化,影響實驗結(jié)果。另一方面,教師依據(jù)整節(jié)課的環(huán)節(jié),結(jié)合教材對全課及探究過程進行總結(jié)。 本節(jié)課采用模塊化的結(jié)構(gòu),以六個模塊構(gòu)成整體,逐層深入展開問題。 三、--流程(見下表) 模塊一影響化學(xué)反應(yīng)速率的外部因素 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 引入:為什么不同溫度,牛奶、鹽水鴨等食品的保值期不同? 聚焦問題情景 激發(fā)學(xué)生興趣 提問:舉例說明影響化學(xué)反應(yīng)速率的外部因素有哪些? 小組討論、舉例 引入正題 師生共同歸納影響因素 1、催化劑(雙氧水的分解) 2、濃度(蠟燭在空氣和氧氣燃燒) 3、表面積(碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)) 4、溫度(金屬的氧化) …… 激活學(xué)生的認知結(jié)構(gòu),引導(dǎo)學(xué)生 模塊二如何定性地比較反應(yīng)快慢 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 選擇濃度進行探究 提問:在探究濃度對反應(yīng)速率影響時,借助哪些現(xiàn)象可以比較反應(yīng)速度的快慢? 小組討論、舉例并總結(jié)在日常生活和化學(xué)實驗過程中觀察化學(xué)反應(yīng)進行得快慢的方法 化學(xué)反應(yīng)速率的定性觀察 引導(dǎo)學(xué)生、拓寬思路 歸納總結(jié):氣泡多少,沉淀快慢,固體消失快慢,溫度變化,顏色變化…… 為后面引出定量實驗做鋪墊 總結(jié):比較反應(yīng)的快慢,一般比較反應(yīng)物消耗的快慢或者生成物增加的快慢。 內(nèi)化、概括、建立概念體系 模塊三如何定量地比較反應(yīng)快慢 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 給予及時的評價和啟發(fā) 小組討論、交流: 針對鎂條與不同濃度鹽酸的反應(yīng),如何設(shè)計實驗,通過數(shù)據(jù),定量地比較反應(yīng)的快慢? 思考、討論、匯報 1、測定單位時間內(nèi)生成氫氣的體積 2、測定鎂條消耗所需時間長短 3、測定密閉容器內(nèi)氣壓增加的快慢 4、測定敞開體系質(zhì)量減少的快慢 …… 培養(yǎng)學(xué)生的思維發(fā)散能力與知識遷移運用能力 學(xué)生討論、交流,提出疑問 密閉容器內(nèi)氣壓增加的快慢實驗演示(利用數(shù)據(jù)采集技術(shù)) 及時鞏固 小結(jié)學(xué)生方案 歸納常用實驗方法 ①體系質(zhì)量變化 ②生成氣體體積 ③生成沉淀的量 …… 提高知識的可利用性,將陳述性知識組織成程序性知識。 模塊四實驗探究 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 給出實驗步驟方法 學(xué)生分組分工完成實驗探究,記錄數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)。 利用所得數(shù)據(jù),繪制曲線。 培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力、合作意識與數(shù)據(jù)分析處理能力 適時點評 學(xué)生以小組為單位,進行數(shù)據(jù)匯報 模塊五從微觀角度解釋 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 提問:如何從微粒的角度解釋這一結(jié)果? 學(xué)生積極思考 由宏觀到微觀,培養(yǎng)學(xué)生認識物質(zhì)本質(zhì)的科學(xué)探究方法 提問:還有什么因素會影響反應(yīng)物微粒的碰撞幾率? 思考、回答 演示Flash動畫 觀看、思考 多媒體輔助教學(xué),促進學(xué)生對微觀粒子的理解 模塊六評價與反思 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 本實驗中忽略了什么因素的影響? 學(xué)生回答 培養(yǎng)學(xué)生思考問題的嚴密性與實驗評價能力 對學(xué)生在探究過程中的表現(xiàn)進行評價 集中注意,傾聽 適時的評價強化學(xué)生參與的主動性 教后反思: 1、小組協(xié)作學(xué)習(xí),積極參與問題解決過程 2、發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì) 傳統(tǒng)課上,老師的演示實驗或是學(xué)生實驗其實變成了驗證性的實驗。而筆者在英國進修期間,留意到英國中學(xué)在處理這一部分內(nèi)容時,首先通過計算機輔助手段讓學(xué)生了解有關(guān)化學(xué)反應(yīng)中的微粒碰撞理論,然后在具體研究每一種因素時,都是采用學(xué)生實驗得出結(jié)論,再嘗試用碰撞理論解釋,最后遷移運用。這樣一種方式是一種真正的探究模式,學(xué)生從實驗中形象的感知,再從理論中抽象的概括,符合學(xué)生的認知規(guī)律。 教師從學(xué)科領(lǐng)域和現(xiàn)實生活中選擇主題,創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境,運用類似科學(xué)研究的辦法,使學(xué)生主動探究問題,獲得知識、技能、情感、態(tài)度的發(fā)展,促進學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的提高。通過實驗之后的反思,培養(yǎng)了學(xué)生思維的嚴密性,并對物質(zhì)探究由定性到定量,由宏觀到微觀的科學(xué)認識方法。 3、充分利用數(shù)據(jù)采集技術(shù) 數(shù)據(jù)采集技術(shù)具有方便、精確、細微化等優(yōu)勢,解決傳統(tǒng)實驗技術(shù)方法無法進行的或無法顯示的實驗或無法處理數(shù)據(jù)的實驗,充分挖掘化學(xué)實驗的資源價值,提高實驗的探索性,使信息技術(shù)從學(xué)習(xí)對象轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)工具。例如,密閉容器內(nèi)氣壓增加快慢的實驗。利用計算機開發(fā)和控制化學(xué)演示實驗過程,利用數(shù)、模轉(zhuǎn)換技術(shù)和傳感器使數(shù)字采集、分析和報告自動化、科學(xué)化,提高了演示實驗效果和水平,為化學(xué)實驗提供了一種新的計算機輔助教學(xué)模式。 運用數(shù)據(jù)采集技術(shù)不僅是改進教學(xué)的手段,而是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,開拓了學(xué)生的視野,大大擴展了學(xué)生思考設(shè)計實驗方案的空間。進而促使學(xué)生自主學(xué)習(xí),引發(fā)化學(xué)教學(xué)模式變革,為培養(yǎng)信息時代的接班人開辟了新的途徑。 4、現(xiàn)代教學(xué)媒體與傳統(tǒng)板書有機結(jié)合 現(xiàn)代教學(xué)媒體(Flash動畫、PowerPoint)能把文字、聲音、圖像、動畫等傳媒集于一體,具有促思,激趣,高效等功能。吸引學(xué)生的注意,在發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)教學(xué)中,充分利用多媒體手段可以收到事半功倍的效果。但傳統(tǒng)的教學(xué)手段板書,也有著不可替代的作用,在教師提問、學(xué)生回答的過程中,教師的板書有助于學(xué)生傾聽已有意見,在此基礎(chǔ)上,發(fā)表自己的觀點,師生共同完成教學(xué)過程。化學(xué)反應(yīng)與能量
引導(dǎo)-發(fā)現(xiàn)探究教學(xué)模式強調(diào)學(xué)生的積極參與,學(xué)習(xí)任務(wù)主要是通過學(xué)生自主探索和協(xié)作學(xué)習(xí)完成的。本節(jié)課采用小組協(xié)作的形式,一般由4人組成,各小組按照探究活動進行分工(記錄、掐表、搭建儀器、操作),由小組成員共同完成一個研究課題。在探究過程中,小組成員既有分工,又有合作。學(xué)生要積極主動地利用各種信息工具獲取、分析、處理信息,并在活動中學(xué)會與人交流、合作共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
高二化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)與能量的變化》導(dǎo)學(xué)案
高二化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)與能量的變化》導(dǎo)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】:1、使學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式;2、認識化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在著物質(zhì)和能量的變化,而且能量的釋放或吸收是以發(fā)生的物質(zhì)為基礎(chǔ)的,能量的多少決定于反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量;
3、了解反應(yīng)熱和焓變的含義。
【重、難點】:1、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,2、對△H的“+”與“-”的理解。
【學(xué)習(xí)過程】:一、反應(yīng)熱焓變
(一):反應(yīng)能量變化與反應(yīng)熱
能量就是推動人類進步的“杠桿”!能量使人類脫離了“茹毛飲血”的野蠻,進入繁華多姿的文明。化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一(一般以熱和功的形式與外界環(huán)境進行能量交換)。所以,研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,就顯得極為重要。
1.化學(xué)反應(yīng)與能量變化的關(guān)系
任何一個化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量是相等的,在產(chǎn)生新物質(zhì)的同時總是伴隨著能量的變化。即在一個化學(xué)反應(yīng)中,同時遵守質(zhì)量守恒和能量守恒兩個基本定律。
2、化學(xué)反應(yīng)中能量變化形式
化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一,一般以熱和功的形式與外界環(huán)境進行能量交換,通常表現(xiàn)為熱量的變化。
3、類型
(1)放熱反應(yīng):即_化學(xué)反應(yīng)中放出熱量的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)物的總能量__大于生成物的總能量。如:燃料的燃燒、中和反應(yīng)、生石灰與水化合、金屬和酸的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等都是放熱反應(yīng)。
(2)吸熱反應(yīng):即_化學(xué)反應(yīng)中放出熱量的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)物的總能量_小于_生成物的總能量。
如:H2還原CuO的反應(yīng),灼熱的碳與二氧化碳反應(yīng),CaCO3分解等大多數(shù)分解反應(yīng),Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)。
說明:吸熱反應(yīng)特征是大多數(shù)反應(yīng)過程需要持續(xù)加熱,但有的不需要加熱如:Ba(OH)28H2O和NH4Cl固體反應(yīng),
放熱反應(yīng)有的開始時需要加熱以使反應(yīng)啟動。即反應(yīng)的吸、放熱與反應(yīng)條件無關(guān)。形成原因(圖示)
從微觀上分析:從宏觀上分析:
預(yù)測生成:
(二):反應(yīng)熱焓變
兩個概念:環(huán)境一切影響化學(xué)反應(yīng)要素的總稱體系反應(yīng)物和生成物按一定的規(guī)律組合成的整體。
1、定義:化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量叫反應(yīng)熱-。
2、表示符號:△H
3、單位:kJ/mol(或J/mol)。
4、計算方法:△H=反應(yīng)物的總鍵能—生成物的總鍵能(或△H=生成物的總能量—反應(yīng)物的總能量)因此,△H0時,為放熱反應(yīng);△H0時,為吸熱反應(yīng)。
5、注意:在應(yīng)用焓變時,應(yīng)注意△H的符號。當(dāng)△H0時,其“+”號_不能_(填“能”、“”)省略。
6、“反應(yīng)熱”與“熱量”的區(qū)別:反應(yīng)熱有“+”、“—”之分;而熱量是標(biāo)量,但要注明是“吸收”、還是”放出”。
知識拓展:焓是與物質(zhì)的內(nèi)能有關(guān)的一個物理量,但它又不同于物質(zhì)的內(nèi)能。單位為kJ/mol,不可以測量。化學(xué)研究表明,對于在等壓條件下進行的化學(xué)反應(yīng),如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能(同時可能伴隨著反應(yīng)體系體積的改變),而沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓的變化,即焓變。即在此,可用焓變代替反應(yīng)熱。但焓變與反應(yīng)熱是不同含義兩個的概念。
【思考】:看看兩幅圖分別表示什么反應(yīng),這一段差值表示什么?(A放熱反應(yīng)B吸熱反應(yīng)還可表示出中間物)
AB
【疑點反饋】:(通過本課學(xué)習(xí)、作業(yè)后你還有哪些沒有搞懂的知識,請記錄下來)____
化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化
專題2化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化
第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
【我思我學(xué)】
想一想
1、你能舉出日常生活中化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的一些例子嗎?
2、原電池的工作原理是什么?
【同步導(dǎo)學(xué)】
一、評價要點
1.原電池的工作原理
原電池是將能轉(zhuǎn)化為能的一種裝置,電子流出的一極稱為極,該
極發(fā)生反應(yīng),電子流入的一極叫極,該極發(fā)生反應(yīng)。原電池中電子流動的方向為:從極經(jīng)外電路流向極。
2.構(gòu)成原電池的條件
(1)具有活潑性不同的兩個電極,較活潑金屬作極,發(fā)生反應(yīng)。較不活潑金屬或能導(dǎo)電的非金屬單質(zhì)(如石墨等)作極,發(fā)生反應(yīng)。
(2)具有電解質(zhì)溶液(一般與活潑性強的電極發(fā)生氧化還原反應(yīng))
(3)形成閉合回路(或在溶液中接觸)
(4)原電池反應(yīng)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。
二、方法指引
1.原電池正負極的判斷方法
(1)可由組成原電池的電極材料來判斷。一般活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬
或能導(dǎo)電的非金屬為正極;
(2)根據(jù)電流的方向或電子流動的方向來判斷。電流是由正極流經(jīng)外電路流向負極,電子流動方向正好相反。
2.原電池電極反應(yīng)的書寫方法
原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng),書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下:
(1)寫出總化學(xué)反應(yīng)方程式(即氧化還原反應(yīng)方程式);
(2)根據(jù)總反應(yīng)方程式從電子得失(或元素化合價升降)的角度,將總反應(yīng)分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng);
(3)氧化反應(yīng)在負極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,注意介質(zhì)可能參與反應(yīng);
(4)驗證;兩電極反應(yīng)式相加所得式子和原化學(xué)方程式相同,則書寫正確。
三、典型例題
1、把a、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池,若a、b相連時,a為負極;c、d相連時,電流由d到c;a、c相連時,c極上產(chǎn)生大量氣泡;b、d相連時,b上有大量氣泡產(chǎn)生,則四種金屬的活動性順序為()
A.a(chǎn)bcdB.acdbC.cabdD.bdca
解析:根據(jù)原電池原理:作為負極的金屬活動性比正極的金屬活動性強,電子流動方向是由負極流向正極,電流方向與電子流動方向相反,因此依次作出判斷:活潑性ab;cd;ac;db。答案為B
2、在用Zn片、Cu片和稀硫酸組成的原電池裝置中,經(jīng)過一段時間工作后,下列說法正確的是()
A.鋅片是正極,銅片上有氣泡產(chǎn)生B.電流方向是從鋅片流向銅片
C.溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度減小D.電解質(zhì)溶液的pH保持不變
解析:活潑金屬鋅為負極,電流方向由正極到負極,與電子流動方向相反,隨著H+消耗,pH逐漸增大。答案為C
【隨堂檢學(xué)】
1、下列關(guān)于原電池的敘述,錯誤的是()
A.構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬
B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
C.在原電池中,電子流出的一極是負極,發(fā)生氧化反應(yīng)
D.原電池放電時,電流的方向是從負極到正極
2、下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是()
A.銅鋅組成的原電池中電子是從鋅經(jīng)過導(dǎo)線流向銅
B.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中,銅片表面出現(xiàn)氣泡
C.把銅片插入FeCl3溶液中,在銅片表面出現(xiàn)一層鐵
D.把鋅片放入盛有鹽酸的試管中,加入幾滴CuCl2溶液,氣泡放出速率加快
3、下列變化中屬于原電池的是()
A.在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層
B.白鐵(鍍鋅)表面有劃損時,也能阻止鐵被氧化
C.紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色保護層
D.鐵與稀硫酸反應(yīng)時,加入少量硫酸銅溶液時,可使反應(yīng)加速
4、實驗室中欲制氫氣,最好的方法是()
A.純鋅與稀硫酸反應(yīng)B.純鋅與濃硫酸反應(yīng)
C.純鋅與稀鹽酸反應(yīng)D.粗鋅(含鉛、銅雜質(zhì))與稀硫酸反應(yīng)
5、鐵制品上的鉚釘應(yīng)該選用下列哪些材料制成()
A.鋁鉚釘B.銅鉚釘C.鋅鉚釘D.錫鉚釘
6、由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時,電解質(zhì)溶液的pH怎樣變化()
A.不變B.先變小后變大C.逐漸變大D.逐漸變小
7、對銅-鋅-稀硫酸構(gòu)成的原電池中,當(dāng)導(dǎo)線中有1mol電子通過時,理論上的兩極變化是
①鋅片溶解了32.5g②鋅片增重了32.5g③銅片上析出1gH2④銅片上析出1molH2
A.①③B.①④C.②③D.②④()
8、X、Y、Z都是金屬,把X浸入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出,X與Y組成的原電池時,Y為電池的負極,則X、Y、Z三種金屬的活動順序為()
A.XYZB.XZYC.YXZD.YZX
9、將銅棒和鋁棒用導(dǎo)線連接后插入濃硝酸溶液中,下列敘述正確的是()
A.該裝置能形成原電池,其中鋁是負極B.該裝置能形成原電池,其中銅是負極
C.該裝置不能形成原電池D.以上說法均不正確
10、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛使用,鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)為:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)﹦Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列說法錯誤的是()
A.電池工作時,鋅失去電子
B.電池正極的電極反應(yīng)式為:2MnO2(s)+H2O(l)+2e-﹦Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C.電池工作時,電子由正極通過外電路流向負極
D.外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g
11、微型鋰電池可作植入某些心臟病人體內(nèi)的心臟起博器所用的電源,這種電池中的電解質(zhì)是固體電解質(zhì)LiI,其中的導(dǎo)電離子是I-.下列有關(guān)說法正確的是()
A.正極反應(yīng):2Li-2e-=2Li+B.負極反應(yīng):I2+2e-=2I-
C.總反應(yīng)是:2Li+I2=2LiID.金屬鋰作正極
12、某原電池總反應(yīng)離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()
A.正極為銅,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液
B.正極為銅,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)2溶液
C.正極為鐵,負極為鋅,電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3
D.正極為銀,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為CuSO4
13、鋅錳干電池在放電時,電池總反應(yīng)方程式可以表示為:
Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
在此電池放電時,正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()
A.ZnB.碳棒C.MnO2和NH4+D.Zn2+和NH4+
14、將鋅片和銅片插入某種電解質(zhì)溶液,鋅片和銅片用導(dǎo)線相連,形成原電池裝置。
(1)若電解質(zhì)溶液是稀硫酸,則發(fā)生氧化反應(yīng)的是極(“鋅”、“銅”),銅極發(fā)生的反應(yīng)是,該電池的總反應(yīng)方程式是
(2)若電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液,在導(dǎo)線中電子是由極流向極,銅極上反應(yīng)的電極反應(yīng)方程式是,該電池總反應(yīng)方程式是 。
15、某同學(xué)想測定A、B、C三種金屬活動順序,他把這三種金屬放到相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸中,反應(yīng)速率都較慢,不易分辨出三者差異,現(xiàn)只有鹽酸一種化學(xué)試劑,應(yīng)該用什么方法迅速測出三種金屬的活動性順序?
【活用所學(xué)】
16、氫氧燃料電池用于航天飛船,電極反應(yīng)產(chǎn)生的水,經(jīng)過冷凝后可用作航天員的飲用水,其電極反應(yīng)如下:
負極:2H2+4OH--4e-=4H2O正極:O2+2H2O+4e-=4OH-
當(dāng)?shù)玫?.8L飲用水時,電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為()
A.1.8molB.3.6molC.100molD.200mol
17、市場上出售的“熱敷袋”其中主要成分是鐵屑、碳粉和少量的NaCl、水等.熱敷袋在啟用前用塑料袋使之與空氣隔絕,啟用時,打開塑料袋輕輕揉搓,就會放出熱量,使用完后,會發(fā)現(xiàn)袋內(nèi)有許多鐵銹生成,回答:
(1)熱敷袋放出的熱量來源于放出的熱量.
(2)碳粉的作用是.
(3)加入NaCl的作用是.
(4)寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式.
18、請設(shè)計一個原電池,其總反應(yīng)為:Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2
參考答案
1.AD2.C3.BD4.D5.AC6.C7.A8.C9.B10.C11.C12.A13.C
14.(1)鋅2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑
(2)鋅銅Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu
15.將A、B、C三種金屬兩兩連接起來,放入鹽酸溶液中,觀察哪種金屬上產(chǎn)生氣泡,則其活動性較差。
16.D
17.(1)鐵屑被氧化(2)碳粉與鐵及NaCl溶液組成原電池,作為原電池的正極。
(3)NaCl與水作用形成電解質(zhì)溶液。(4)負極Fe-2e-=Fe2+
正極2H2O+O2+4e-=4OH-
18.該總反應(yīng)中,Zn為還原劑,Zn可直接作負極材料,F(xiàn)eCl3是氧化劑易溶于水可作電解質(zhì)溶液,用不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬(如石墨等)作正極,用導(dǎo)線連接正、負極即可。