高中離子反應教案
發(fā)表時間:2020-10-27化學反應與能量變化。
作為杰出的教學工作者,能夠保證教課的順利開展,作為教師就要精心準備好合適的教案。教案可以更好的幫助學生們打好基礎,幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學任務。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《化學反應與能量變化》,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
教案
課題:第一章化學反應與能量
第一節(jié)化學反應與能量變化
授課班級
課時
2教
學
目
的
知識
與
技能
1、了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式;2、認識化學反應過程中同時存在著物質(zhì)和能量的關系3、了解反應熱和焓變的含義4、認識熱化學方程式的意義并能正確書寫熱化學方程式
過程
與
方法
1、通過化學反應的實質(zhì)的回顧,逐步探究引起反應熱內(nèi)在原因的方法,引起學生在學習過程中主動探索化學原理的學習方法,2、通過討論、分析、對比的方法,培養(yǎng)學生的分析能力和主動探究能力
情感
態(tài)度
價值觀
激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生從微觀的角度理解化學反應,培養(yǎng)學生尊重科學、嚴謹求學、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
化學反應中的能量變化,熱化學方程式的書寫
難點
焓變,△H的“+”與“-”,熱化學方程式的書寫
知
識
結
構
與
板
書
設
計
第一章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化
一、反應熱焓變
1、定義:恒壓條件下,反應的熱效應等于焓變
2、符號:△H
3、單位:kJ/mol或kJmol-1
4、反應熱表示方法:△H為“+”或△H>0時為吸熱反應;△H為“一”或△H<0時為放熱反應。
5、△H計算的三種表達式:
(1)△H==化學鍵斷裂所吸收的總能量—化學鍵生成所釋放的總能量
(2)△H==生成的總能量–反應物的總能量
(3)△H==反應物的鍵能之和–生成物的鍵能之和
二、熱化學方程式(thermochemicalequation)
1.定義:表明反應所放出或吸收的熱量的化學方程式,叫做熱化學方程式。
例:H2(g)+I2(g) 2.書寫熱化學方程式的注意事項: (1)需注明反應的溫度和壓強。因反應的溫度和壓強不同時,其△H不同。 (2)要注明反應物和生成物的狀態(tài)。物質(zhì)的聚集狀態(tài),與它們所具有的能量有關。 (3)熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(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,當化學計量數(shù)不同時,其△H也不同。 4.熱化學方程式的應用 教學過程 教學步驟、內(nèi)容 教學方法、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。化學反應所釋放的能量是現(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,研究化學反應中的能量變化,就顯得極為重要。下面讓我們一同進入選修4化學反應原理的學習 [板書]第一章化學反應與能量 第一節(jié)化學反應與能量變化 [回憶]化學鍵在形成和斷裂的過程中能量的變化 [講]化學鍵形成的時候放出能量,斷裂的時候吸收能量; [問]當水從液態(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]為什么化學反應過程中會有能量的變化?從兩個角度來考慮:1、從化學鍵的角度看化學反應是怎樣發(fā)生的?與能量有什么關系?2、反應物和生成物的相對能量的大小 [圖像分析]1molH2和1molCl2反應得到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]從化學鍵的角度看化學反應包含兩個過程:舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵形成。斷裂化學鍵需要吸收能量,形成化學鍵要釋放出能量,斷開化學鍵吸收的能量和形成化學鍵釋放的能量通常不相等;2、反應物和生成物的總能量通常不相等,當反應物的總能量大于生成物的總能量時,化學能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量釋放出來,當反應物的總能量小于生成物的總能量時,化學反應將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來,所以化學反應過程中總會伴隨著能量的變化。 [過]斷開化學鍵和形成化學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中的能量的具體數(shù)值了,在以上的例子中我們對反應的討論和研究中,我們的研究對象是什么?反應物和生成物[講]我們對反應研究的對象是反應的反應物和生成物,我們把它們稱為反應體系,而把除它們之外的物質(zhì)稱為環(huán)境,我們把反應體系在化學反應過程中所釋放或吸收的能量,用熱量(或換算成相應的熱量)來表述,叫做反應熱,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、反應熱焓變 1、定義:恒壓條件下,反應的熱效應等于焓變 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]化學反應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)為基礎的,能量的多少與發(fā)生反應的反應物質(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物或生成物分子或原子,而是按熱化學方程式所表示的那些粒子的特定組合。反應熱就是“每摩爾”該特定組合完全反應的熱效應 [講]化學反應都伴隨能量的變化,所以可以將化學反應分為兩類。分析反應熱之前,先弄清楚兩個概念:環(huán)境和體系 [投影] 放熱反應:體系環(huán)境 H △H0為“-”Q0 吸熱反應 體系環(huán)境 H △H0為“+”Q0 [結論]△H和Q的角度不同,△H從體系的角度,Q從環(huán)境的角度 [講]當生成物釋放的總能量大于反應物吸收的總能量時,反應為放熱反應,使反應本身能量降低,規(guī)定放熱反應△H為“一”,所以△H為“一”或△H<0時為放熱反應。上述反應H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),反應熱測量的實驗數(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。 當生成物釋放的總能量小于反應物吸收的總能量時,反應是吸熱反應,通過加熱、光照等方法吸收能量,使反應本身能量升高,規(guī)定△H為“+”,所以△H為“+”或△H>0時為吸熱反應。 [投影] [板書]4、反應熱表示方法:△H為“+”或△H>0時為吸熱反應;△H為“一”或△H<0時為放熱反應。 [講]如果反應物所具有的總能量高于生物成具有的總能量,反應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==化學鍵斷裂所吸收的總能量—化學鍵生成所釋放的總能量 (2)△H==生成的總能量–反應物的總能量 [講]化學鍵斷裂或生成所吸收或放出的能量叫做化學鍵的鍵能。反應鍵能越小,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,反應之為正 [板書](3)△H==反應物的鍵能之和–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)學上的正負數(shù)比較,如果只比較反應放出熱量變化,則只比較數(shù)值大小。 [過渡]什么是化學反應熱?如何表示?如何準確地描述物質(zhì)間的化學反應及其能量變化?下面我們來學習熱化學方程式。 [板書]二、熱化學方程式(thermochemicalequation) 1.定義:表明反應所放出或吸收的熱量的化學方程式,叫做熱化學方程式。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反應生成lmol水蒸氣,放出241.8kJ的熱量。(在101kPa和 [小結]描述在一定條件下,一定量某狀態(tài)下的物質(zhì),充分反應后所吸收或放出熱量的多少。 [講]熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質(zhì)變化,也表明了化學反應中的能量變化。那么熱化學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.書寫熱化學方程式的注意事項: [講]與普通化學方程式相比,書寫熱化學方程式除了要遵循書寫化學方程式的要求外還應注意以下幾點: [學生活動]閱讀教材歸納、總結 [板書](1)需注明反應的溫度和壓強。因反應的溫度和壓強不同時,其△H不同。 [講]但中學化學中所用的△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]從上述兩個熱化學方程式可看出,lmolH2反應生成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。 [講]通常氣體用“g”、液體用”l”、固體用“s”、溶液用“aq”,且熱化學方程式通常不用“↑”、“↓”。 [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)熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(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,當化學計量數(shù)不同時,其△H也不同。 [講]我們還需要注意的是,熱化學方程式是表示反應已完成的量,而不管反應是否真正完成?!鱄與反應完成的物質(zhì)的量有關,而方程式中化學計量數(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),所以化學計量數(shù)必須與△H相對應,如果化學計量數(shù)加倍,則△H也要加倍。當反應逆向進行時,其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等,符號相反。 [板書]4.熱化學方程式的應用 [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.表示上述反應的熱化學方程式正確的是 A.;△H=-48.40kJ/mol B.;△H=-5518kJ/mol C.;△H=+5518kJ/mol D.;△H=-11036kJ/mol 答案BD [實踐活動]中和反應反應熱的測定 [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)生中和反應而生成1molH2O時的反應熱叫中和熱。在中學階段,只討論強酸和強堿反應的中和熱。 [回顧]必修2第二章30頁關于“中和熱”的內(nèi)容: 酸與堿發(fā)生中和反應生成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。 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,應取二者中量小的一種,因為過量的酸堿并不參加中和反應。 操作:學生按課本步驟做實驗,記錄相應數(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。△H= [總結]化學反應伴隨能量變化是化學反應的一大特征。我們可以利用化學能與熱能及其能量的相互轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惖纳a(chǎn)、生活及科學研究服務。化學在能源的開發(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,同學們平時可以通過各種渠道來關心、了解這方面的進展,從而深切體會化學的實用性和創(chuàng)造性。 [隨堂練習] 1、下列說法不正確的是(A) A、放熱反應不需加熱即可發(fā)生 B、化學反應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反應不一定是吸熱反應 D、化學反應熱效應數(shù)值與參加反應的物質(zhì)多少有關 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分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量;21molCl2分子中化學鍵斷裂時需要吸收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、氫氣和氯氣反應生成氯化氫氣體的熱化學方程式是H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g) B、氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體,反應的ΔH==183kJ/mol C、氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體,反應的ΔH==--183kJ/mol D、氫氣和氯氣反應生成1mol氯化氫氣體,反應的ΔH==--183kJ/mol吸熱反應與放熱反應的考查反應熱大小的比較熱化學方程式的書寫教學回顧: 相關知識 一位優(yōu)秀的教師不打無準備之仗,會提前做好準備,作為高中教師就要根據(jù)教學內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容,減輕高中教師們在教學時的教學壓力。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎?下面是小編精心為您整理的“化學反應中的能量變化”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。 第三節(jié)化學反應中的能量變化 類型定義原因常見實例放熱反應有熱量放出的反應反應物的總能量大于生成物的總能量所有燃燒反應酸堿中和反應金屬置換出H2的反應吸熱 【解析】C+O2CO2放熱反應 【解析】BC重難點突破 隨筆: 易混易錯點 4.反應熱與物質(zhì)狀態(tài)的關系 【分析】因為將液態(tài)水汽化,需要吸收熱量,反過來,氣態(tài)水液化要放出熱量,所以Q2>Q1 【解析】A 【解析】(1)鎂片上有氣泡產(chǎn)生,鎂片逐漸溶解至最后消失,燒杯中石灰水變渾濁。 【解析】(1)一級能源有:石油、天然氣、太陽能、草木、風能、水能、地熱能、海洋能、潮汐能等;二級能源有:電能、水煤氣、沼氣等。 【解析】B隨筆: 知識鏈接 15.利用太陽能的方法之一,是將裝有芒硝(Na2SO410H2O)的密閉塑料管安裝在房屋的外墻內(nèi),當太陽照射時,它能將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能,達到蓄熱的作用,使室內(nèi)保持較低溫度。晚上,它能將化學能轉(zhuǎn)化為熱能放出,使室內(nèi)保持較高溫度,利用化學原理分析熱能的轉(zhuǎn)化過程。 課題 類型 二、熱化學方程式 課題第一章化學反應與能量 當堂鞏固 序號abcdef H2SO4NaOH平均值 每個老師上課需要準備的東西是教案課件,大家靜下心來寫教案課件了。需要我們認真規(guī)劃教案課件工作計劃,才能對工作更加有幫助!你們到底知道多少優(yōu)秀的教案課件呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“高二化學教案:《化學反應與能量變化》教學設計”,僅供參考,歡迎大家閱讀。 第八講 化學反應限度 一、復習鞏固 反應條件對化學平衡的影響 (1)溫度的影響。 升高溫度,化學平衡向吸熱方向移動; 降低溫度,化學平衡向放熱方向移動。 (2)濃度的影響。 增大反應物濃度或減小生成物濃度,化學平衡向正反應方向移動; 減小反應物濃度或增大生成物濃度,化學平衡向逆反應方向移動。 (3)壓強的影響。 增大壓強,化學平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動; 減小壓強,化學平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動。 (4)催化劑。 加入催化劑,化學平衡不移動。 二、知識梳理 考點1:化學平衡常數(shù) 1.概念:對于一定條件下的可逆反應(aA+bB cC+dD),達到化學平衡時,生成物濃度的乘冪的乘積與反應物濃度的乘冪的乘積之比為一常數(shù),記作Kc,稱為化學平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))。 2.數(shù)學表達式: 如果反應物和生成物均為氣體,當達到化學平衡時,將由各物質(zhì)平衡分壓算得的平衡常數(shù)稱為壓強平衡常數(shù)。 濃度平衡常數(shù)和壓強平衡常數(shù)均稱為化學平衡常數(shù)。 注意:(1)對于有純固體或溶劑參加的反應,它們不列入平衡常數(shù)的表達式中。 (2)化學平衡常數(shù)只與溫度有關,與反應物或生成物的濃度無關。 3.化學平衡常數(shù)的應用及意義: 平衡常數(shù)的大小化學反應可能進行的程度(即反應限度);平衡常數(shù)的數(shù)值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例越大,它正向反應進行的程度越大,即該反應進行得越完全,反應物轉(zhuǎn)化率越大;反之,反應轉(zhuǎn)化得越不完全,反應物轉(zhuǎn)化率就越小。 4.影響因素:只與溫度有關,而與濃度無關。 考點2:平衡轉(zhuǎn)化率 化學反應 平衡常數(shù) 溫度 973K 1173K ①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) K1 1.47 2.15 ②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) K2 2.38 1.67 ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K3 ? ? 選項 內(nèi)容 結論 A H2O(g)變成H2O(l) ΔS>0 B 硝酸銨溶于水可自發(fā)進行 因為ΔS>0 C 一個反應的ΔH>0,ΔS>0 反應一定不自發(fā)進行 D H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-271kJ·mol-1 ΔS=+8J·mol-1·K-1 反應在任意外界條件下均可自發(fā)進行 容器編號 起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達平衡過程體系能量的變化[來] CO H2O CO2 H2 ① 1 4 0 0 放出熱量:32.8kJ ② 0 0 1 4 熱量變化:Q 南京外國語學校朱征 教學設想 1、教材分析 案例章節(jié):《普通高中標準實驗教科書(人教版)》必修②第二章化學反應與能量第三節(jié)化學反應的速率和限度(第一課時) 內(nèi)容分析 化學反應速率是對教材前兩節(jié)內(nèi)容的拓展和完善,化學反應速率的學習也為后面反應限度知識奠定了基礎。本節(jié)教材從日常生活中學生熟悉的化學現(xiàn)象入手,引出反應速率的概念。在此基礎上通過實驗探究,總結影響化學反應速率的因素。 教學方法 問題教學、分組協(xié)作學習、實驗探究 2、教學思路與設計 學生通過一年多的化學學習,了解到不同的化學反應速率有快有慢,同一個化學反應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,教會學生從定性、定量的角度設計實驗比較反應快慢的方法,在實驗中培養(yǎng)學生的實驗設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)學圖像、數(shù)學模型,進而從物質(zhì)微觀結構做出解釋的化學問題的研究方法。 在傳統(tǒng)的教學中,學生在整章學完之后,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)動學生的思維,從已有知識中搜索相關信息,總結、歸納出一些可行的比較反應速率的方法是這節(jié)課的關鍵。因此用“影響反應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的快慢?”“設計實驗獲取數(shù)據(jù),定量的比較反應的快慢?”三個層層深入的討論題貫穿這節(jié)課,促進學生科學探究的方法的習得,而不僅僅是知識本身。 一、教學目標分析 知識與技能:了解影響化學反應速率的主要因素;了解常用的比較反應快慢的簡便方法;通過實驗認識到濃度對化學反應速率的影響,并能以粒子的觀點初步解釋。 過程與方法:能夠設計簡單實驗方法測定濃度對化學反應速率的影響,掌握從實驗數(shù)據(jù)出發(fā),建立數(shù)學圖像、數(shù)學模型,進而形成一個由簡單到復雜、宏觀到微觀、定性到定量的科學探究過程。 情感態(tài)度與價值觀:能體會到實驗是化學學習的重要手段,培養(yǎng)科學探究意識和實事求是的科學精神。 二、教學內(nèi)容分析 設問質(zhì)疑、呈示目標——筆者通過展示真實的圖片(牛奶和咸水鴨的外包裝),引出教學任務(化學反應速率),將學生的注意力都吸引到學習任務中來。通過溫度條件的不同保存時間不同,使學生對此產(chǎn)生困惑(好奇)并對學習活動產(chǎn)生積極的興趣和動機。當學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“影響反應速率的因素還有哪些?”,激發(fā)學生的思考,導入下一個環(huán)節(jié)。 互動交流——教師是學生學習動機的激發(fā)者,是善于歸納問題的指導者,更是教學活動的調(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,在學習過程中培養(yǎng)學生的合作精神和創(chuàng)新精神,學生在問題情境中去“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——這是引導學生深入學習的關鍵環(huán)節(jié)。實踐出真知。本節(jié)課采用引導-發(fā)現(xiàn)教學模式,引導學生通過實驗(鎂條與不同濃度鹽酸的反應),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。 得出結論——學生通過親身經(jīng)歷的科學探究活動,在教師的引導下,得到正確的結論。以此為基礎,構建數(shù)學圖像分析問題(學生根據(jù)測得數(shù)據(jù),繪制表格)。教師幫助學生將在探究階段所構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,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。 總結與反思——在這節(jié)探究課的最后,教師和學生一起進行總結與反思??偨Y從兩方面進行:一方面是學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,學生在探究實驗結束之后,反思實驗過程中,手握反應試管,會導致反應溫度變化,影響實驗結果。另一方面,教師依據(jù)整節(jié)課的環(huán)節(jié),結合教材對全課及探究過程進行總結。 本節(jié)課采用模塊化的結構,以六個模塊構成整體,逐層深入展開問題。 三、--流程(見下表) 模塊一影響化學反應速率的外部因素 教師活動 學生活動 設計意圖 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)學生興趣 提問:舉例說明影響化學反應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) 4、溫度(金屬的氧化) …… 激活學生的認知結構,引導學生 模塊二如何定性地比較反應快慢 教師活動 學生活動 設計意圖 選擇濃度進行探究 提問:在探究濃度對反應速率影響時,借助哪些現(xiàn)象可以比較反應速度的快慢? 小組討論、舉例并總結在日常生活和化學實驗過程中觀察化學反應進行得快慢的方法 化學反應速率的定性觀察 引導學生、拓寬思路 歸納總結: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:比較反應的快慢,一般比較反應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快慢 教師活動 學生活動 設計意圖 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,如何設計實驗,通過數(shù)據(jù),定量地比較反應的快慢? 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)學生的思維發(fā)散能力與知識遷移運用能力 學生討論、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) 及時鞏固 小結學生方案 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 學生活動 設計意圖 給出實驗步驟方法 學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 學生活動 設計意圖 提問:如何從微粒的角度解釋這一結果? 學生積極思考 由宏觀到微觀,培養(yǎng)學生認識物質(zhì)本質(zhì)的科學探究方法 提問:還有什么因素會影響反應物微粒的碰撞幾率? 思考、回答 演示Flash動畫 觀看、思考 多媒體輔助教學,促進學生對微觀粒子的理解 模塊六評價與反思 教師活動 學生活動 設計意圖 本實驗中忽略了什么因素的影響? 學生回答 培養(yǎng)學生思考問題的嚴密性與實驗評價能力 對學生在探究過程中的表現(xiàn)進行評價 集中注意,傾聽 適時的評價強化學生參與的主動性 教后反思: 1、小組協(xié)作學習,積極參與問題解決過程 2、發(fā)展學生的思維品質(zhì) 傳統(tǒng)課上,老師的演示實驗或是學生實驗其實變成了驗證性的實驗。而筆者在英國進修期間,留意到英國中學在處理這一部分內(nèi)容時,首先通過計算機輔助手段讓學生了解有關化學反應中的微粒碰撞理論,然后在具體研究每一種因素時,都是采用學生實驗得出結論,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,學生從實驗中形象的感知,再從理論中抽象的概括,符合學生的認知規(guī)律。 教師從學科領域和現(xiàn)實生活中選擇主題,創(chuàng)設一種類似科學研究的情境,運用類似科學研究的辦法,使學生主動探究問題,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認識方法。 3、充分利用數(shù)據(jù)采集技術 數(shù)據(jù)采集技術具有方便、精確、細微化等優(yōu)勢,解決傳統(tǒng)實驗技術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,充分挖掘化學實驗的資源價值,提高實驗的探索性,使信息技術從學習對象轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習工具。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)和控制化學演示實驗過程,利用數(shù)、模轉(zhuǎn)換技術和傳感器使數(shù)字采集、分析和報告自動化、科學化,提高了演示實驗效果和水平,為化學實驗提供了一種新的計算機輔助教學模式。 運用數(shù)據(jù)采集技術不僅是改進教學的手段,而是改變學生的學習方式,開拓了學生的視野,大大擴展了學生思考設計實驗方案的空間。進而促使學生自主學習,引發(fā)化學教學模式變革,為培養(yǎng)信息時代的接班人開辟了新的途徑。 4、現(xiàn)代教學媒體與傳統(tǒng)板書有機結合 現(xiàn)代教學媒體(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。吸引學生的注意,在發(fā)現(xiàn)學習教學中,充分利用多媒體手段可以收到事半功倍的效果。但傳統(tǒng)的教學手段板書,也有著不可替代的作用,在教師提問、學生回答的過程中,教師的板書有助于學生傾聽已有意見,在此基礎上,發(fā)表自己的觀點,師生共同完成教學過程。化學反應中的能量變化
寫出下列化學方程式
1.氫氣在空氣中燃燒。2H2+O22H2O
2.一氧化碳在空氣中燃燒。2CO+O22CO2
3.木炭在空氣中完全燃燒。C+O2CO2
課本知識導學運用
課本知識詮解重要提示1.化學反應中的能量變化
(1)化學反應的特征
(2)分類及原因
反應吸收熱量的反應反應物的總能量小于生成物的總能量C+CO22CO(s)
C+H2O(g)2-=CO↑(g)+H2↑(g)2.燃料的燃燒
燃燒條件:燃料必須與空氣接觸,且達到著火點
(2)充分燃燒的條件:①要有足夠的空氣;②燃料與空氣要有足夠的接觸面積
(3)不充分燃燒的危害
①產(chǎn)生的熱量少,浪費資源;
②產(chǎn)生污染物。(如CO)
(4)提高燃燒效率的具體途徑:固體燃料粉碎成粉末狀,液體燃料進行霧化,適量調(diào)節(jié)通風量,提高燃燒溫度。
3.新能源開發(fā)
即使燃料得到充分利用,也總有一天會枯竭的,因此,開發(fā)新能源對于人類有重要的意義。新能源包括氫能、太陽能、核能等。1.物質(zhì)變化遵循質(zhì)量守恒原理
2.能量變化遵循能量守恒原理
3.反應的熱效應與反應條件沒有關系
4.燃料燃燒時,并不是空氣越多越好,因為過量的空氣會帶走大量的熱量。基礎例題點撥一拖二【例題1】在燃燒正旺的煤爐上添加新煤時,發(fā)現(xiàn)爐溫下降,同時在新煤上方,有藍色火焰出現(xiàn)。寫出該過程中發(fā)生反應的化學方程式,并說明是吸熱反應,還是放熱反應。
【分析】燃燒正旺的煤爐進行的反應是碳燃燒生成二氧化碳,這是放熱反應;添加新煤時爐溫下降,主要是因為進行的反應是吸熱反應,這是碳與二氧化碳化合生成一氧化碳的反應;產(chǎn)生的一氧化碳是可燃性氣體,燃燒時產(chǎn)生藍色火焰,也是放熱反應。
CO2+C2-2CO吸熱反應
2CO+O22CO2放熱反應
【例題2】大氣中,二氧化碳含量的增加會引起“溫室效應”,自然界能消耗二氧化碳的反應是()
A.CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
B.CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
C.6CO2+6H2O陽光C6H12O6+6O2
D.CO2+C2-2CO
拖1(典型例題考綜合題)下列選項中說明乙醇作為燃料的優(yōu)點的是()
①燃燒時發(fā)生氧化反應;
②充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境;
③乙醇是一種再生能源;
④燃燒時放出大量熱量。
A.①②③B.①②④
C.①③④D.②③④
答案:D(解析:燃燒是發(fā)光發(fā)熱的氧化反應,這不是乙醇作為燃料的優(yōu)點,其他三點均為乙醇作為燃料的優(yōu)點)
【分析】自然界能消耗CO2的反應物應在自然界中存在,而且還要在自然條件下該反應能發(fā)生。自然界中不存在NaOH,存在CaCO3、CO2與C反應需高溫條件也不可能。光合作用是消耗CO2的最重要和最佳途徑。
重點難點易混點易錯點方法技巧
重點:
化學反應及其能量變化,放熱反應和吸熱反應。
化學反應中生成物總能量不可能正好等于反應物的總能量,這樣反應前后的能量差值即為化學反應中的能量變化。化學反應中的能量變化形式有多種,如光能、聲能、電能、機械能等,但通常表現(xiàn)為熱量的變化,其他各種形式的能量有時和熱能的變化相伴發(fā)生。
因為反應過程中能量守恒,故當反應物的總能量高于生成物的總能量時為放熱反應,反應物的總能量低于生成物的總能量時為吸熱反應。有些反應物和生成物的能量比較接近,這樣的反應熱效應不明顯。另外要注意放熱反應常溫下不一定能夠發(fā)生,吸熱反應也不一定需要加熱才能發(fā)生。
難點:
化學反應中能量變化觀點的建立。
在化學反應中,從反應物分子轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锓肿樱髟觾?nèi)部并沒有發(fā)生很大變化,但原子間的結合方式發(fā)生了改變,在這個過程中發(fā)生了能量變化。故化學反應的特點是有新物質(zhì)的生成,而新物質(zhì)和反應物的總能量不同,根據(jù)能量守恒定律,反應必釋放或吸收能量。
1.反應的熱效應與反應條件的關系
很多同學認為反應發(fā)生需要加熱的反應為吸熱反
拖2下列說法正確的是()
A.需要加熱才能發(fā)生的反應,這不一定對。有的需加熱的反應為吸熱反應。如:C(s)+H2O(g)CO↑(g)+H2↑(g)為吸熱反應。而有很多需加熱的反應為放熱反應。如大多數(shù)燃燒反應,需點燃才能發(fā)生。因為燃料燃燒需達到著火點。而燃燒一旦開始,就放出大量的熱量,就不用再加熱。
2.化合反應與分解反應的熱效應
很多同學認為化合反應為放熱反應,分解反應為吸熱反應,這不夠準確。如C+CO22CO這個反應為化合反應,卻是一個吸熱反應,2HIH2+I2這個分解反應卻為放熱反應。不過,大多數(shù)化合反應為放熱反應,大多數(shù)分解反應為吸熱反應。
3.燃料燃燒時空氣的量的控制
有同學認為燃料燃燒時,要使燃料燃燒充分,就要有足夠的空氣,因為空氣越多越好,殊不知,過量的空氣會帶走大量的熱量,浪費了能量。
答案:CD(解析:化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱。反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應和吸熱反應在一定的條件下都能發(fā)生。反應開始時需加熱的反應可能是吸熱反應,也可能是放熱反應,所以C、D選項是正確的)
【例題3】在相同溫度下,相同質(zhì)量的H2發(fā)生下列反應放出的熱量,分別為Q1和Q2:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)放熱Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放熱Q2
則Q1和Q2的關系為()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2
C.Q1=Q2D.無法確定
【解析】B
【例題4】解釋“燃著的蠟燭一扇就滅,而爐火越扇越旺”這一事實。
【易錯分析】不會用所學化學知識解決實際生活中所遇到的問題。這是化學素質(zhì)教育的重點之一,本題可利用燃燒充分燃料的條件進行解釋。
【解析】大量空氣的急速流動會帶動大量的熱量,使蠟燭達不到著火點而熄滅。而爐火通入足量的空氣,使之充分燃燒,故越扇越旺。應一定是吸熱反應
B.放熱的反應在常溫下一定很易發(fā)生
C.反應是放熱的還是吸熱的必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小
D.吸熱反應在一定的條件下也能發(fā)生
拖3下列說法正確的是()
A.分解反應要吸熱,需加熱才能發(fā)生
B.化合反應一般為放熱反應,常溫下就可發(fā)生
C.需高溫才能進行的一定為吸熱反應
D.吸熱反應在常溫下也可發(fā)生
答案:D(解析:一個反應發(fā)生的條件與反應的熱效應無關,如燃料的燃燒是一個放熱過程,但需要點燃,即加熱達到其著火點。分解反應不全為吸熱反應,分解反應也不一定需加熱的條件,如碳酸的分解?;戏磻蝗珵榉艧徇^程,在常溫下不一定發(fā)生,如H2與O2化合成H2O需點燃)
拖4同溫同壓下,相同質(zhì)量的固態(tài)硫和液態(tài)硫燃燒發(fā)生以下反應放出的熱量分別為Q1和Q2
S(s)+O2(g)=SO2(g)
放熱Q1
S(l)+O2(g)=SO2(g)
放熱Q2
則Q1與Q2的關系為()
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.無法確定
答案:B[解析:將固態(tài)硫燃燒分解成兩個過程:先將固態(tài)硫液化(此過程吸熱),再將液態(tài)硫燃燒(放熱Q2),所以Q1<Q2
方法技巧
1.化學反應過程中的能量變化
(1)化學反應的特點是有新物質(zhì)生成,新物質(zhì)和反應物總能量不同。
(2)反應中能量定恒。
(3)反應物與生成物的能量差若以熱能形式表現(xiàn)即為放熱和吸熱,如果兩者能量比較接近,則放熱和吸熱不明顯。
2.兩個或多個分子化合成一個分子的化合反應一定為放熱反應,或一個微粒變成兩個或多個微粒的過程一定為吸熱過程。
如:NH3+HClNH4Cl
一個分子分解成兩個或多個分子的分解反應為吸熱反應?;騼蓚€或多個微粒變成一個微粒的過程一定為放熱過程。
如:NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
注意:“個”與“種”的區(qū)別。
(1)可燃物燃燒的主要條件:①與空氣接觸;②溫度達到著火點。
(2)滅火方法:隔絕空氣或使可燃物溫度降至著火點以下。
【例題5】已知NaOH溶液與稀鹽酸反應放出的熱量為Q1,等濃度、等量NaOH溶液與CH3COOH(醋酸)反應放出的熱量為Q2,則Q1、Q2的相對大小()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2
C.Q1=Q2D.無法確定
【分析】NaOH、HCl均為強電解質(zhì),其溶液在混合之前均完全電離,混合后,H+與OH-結合成水放出熱量;而醋酸為弱電解質(zhì)溶液,電離的醋酸分子較少,當與NaOH溶液混合時,CH3COOH先電離出H+,需吸收能量,然后H+與OH-結合又放出能量,所以Q1>Q2。
【例題6】下列過程屬于吸熱過程的是()
A.H++OH-=H2O
B.NaCl=Na++Cl-
C.CaO+H2O=Ca(OH)2
D.Cl+Cl=Cl2
拖5已知H2SO4溶液與NaOH溶液反應放出的熱量為Q1,等濃度、等量的H2SO4溶液與Ba(OH)2溶液反應放出的熱量為Q2,測Q1、Q2的相對大小為()
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.無法確定
答案:B(解析:因為兩個微粒合成一個微粒的過程一定放熱,故H++OH-H2O放熱,Ba2++SO2-4BaSO4↓也放熱,H2SO4與NaOH反應,只有H++OH-H2O,而H2SO4與Ba(OH)2反應,除H++OH-H2O外,還有Ba2++SO2-4BaSO4↓發(fā)生)
拖6海灣戰(zhàn)爭引起油井著火,下列措施不可以考慮滅火的是()
A.設法降低火焰溫度
B.設法降低著火點
C.設法堵住油井出口
D.設法使火焰隔離空氣
答案:B(解析:根據(jù)燃料燃燒的條件:①達到著火點,②燃料與空氣接觸,因此滅火可以采取的措施:①降低火焰溫度至著火點以下;②使燃料與空氣隔絕。而著火點是物質(zhì)的屬性。不可能改變)
拖7下列過程屬于放熱過程的有()
A.NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.SO3+H2O=H2SO4
D.2CO+O22CO2
答案:CD(一個微粒變成多個微粒的過程吸熱,多個微粒變成一個微粒的過程放熱)
拖8水蒸氣通過熾熱的煤所產(chǎn)生的混合氣體,其主要成分是CO、H2,還含有CO2和水蒸氣。試選用下列試劑確認這四種氣體的存在:①澄清石灰水;②無水硫酸銅;③熾熱的氧化銅;④濃硫酸。假設每步反應均充分進行,則混合氣體依次通過試劑的順序為_______。
答案:②①④③②①(解析:四種氣體中首先要確認的是水蒸氣,通過無水硫酸銅,白色粉末變藍,說明含有水蒸氣;再通過澄清石灰水即可確定CO2;將混合氣體經(jīng)濃硫酸干燥后,通過熾熱的氧化銅,CO、H2均被氧化,通過檢驗氧化產(chǎn)物來確認它們的存在,具體做法是:通過熾熱的氧化銅后,依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水)
【分析】A、C、D都屬于兩個微粒合為一個微粒的形式,為放熱過程。而B為一個微粒變成兩個微粒的形式,所以為吸熱過程。
【解析】B
圖1-3-1【例題7】如圖1?3?1所示,把試管放入盛有25℃的飽和石灰水溶液的燒杯中,試管中開始放入幾小片鎂片,再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中。回答下列問題:
(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是____________。
(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是____________。
(3)寫出有關反應的離子方程式。
(4)由實驗推知,所得MgCl2溶液和H2的總能量_______(填“大于”“小于”“等于”)原來鎂片和鹽酸的總能量。
【分析】鎂與鹽酸反應為放熱反應,放出的熱量使燒杯溶液溫度升高,而Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小,從而飽和石灰水變渾濁。
(2)鎂片與鹽酸反應,鎂與鹽酸反應為放熱反應,放出的熱量使燒杯中溶液溫度升高,而Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小。
(3)Mg+2H+=Mg2++H2↑
(4)小于
隨筆:
名題活題創(chuàng)新探究
例題分析解答【例題8】能源可劃分為一級能源和二級能源,自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源;需依靠其他能源間接制取的能源稱為二級能源。例如自然界中的煤即為一級能源,而氫氣則是一種高效沒有污染的二級能源,它可以由自然界中大量存在的水來制取;2H2O通電2H2↑+O2↑,該反應為吸熱反應。
(1)除了題中提到的以外,你還能列舉出一些一級能源和二級能源嗎?
一級能源;
二級能源。
(2)關于用水制取二級能源氫氣,以下研究方向不正確的是_______。
A.構成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì),因此可以研究在水不分解的情況下,使氫成為二級能源
B.設法將太陽光聚焦,產(chǎn)生高溫,使水分解產(chǎn)生氫氣
C.尋找高效催化劑,使水分解產(chǎn)生氫氣,同時釋放能量
D.尋找特殊化學物質(zhì),用于開發(fā)廉價能源,以分解水制取氫氣
(3)我國的能源消耗以煤為主,煤炭的儲量占世界儲量的13%,僅次于美國、前蘇聯(lián),居世界第三位。據(jù)估計,全世界石油和天然氣的資源于80年后將枯竭,煤炭最多能供應200~300年。能源緊缺已成為世界經(jīng)濟和社會發(fā)展的一種制約因素。節(jié)約能源是解決能源緊缺的重要途徑。根據(jù)你所學的化學知識,簡述提高煤的利用效率的途徑和方法?
【分析】解答(1)問的關鍵要運用題目所給的信息,認定一級能源和二級能源概念的界定。(2)根據(jù)氫氣燃燒為放熱反應,知水的分解反應為吸熱反應,所以水分解釋放能量是不可能的。
(2)AC
(3)①使煤充分燃燒。(一是燃燒時要有足夠多的空氣,二是煤與空氣要有足夠大的接觸面積)。②熱能的充分
拖9(廣東高考題)
(1)日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要能量的主要來源為_______,特別是_______燃燒所產(chǎn)生的能量。
(2)氫氣作為燃料具有其他燃料所不及的優(yōu)點主要有,_______,_______。
(3)科學家預言:未來理想的燃料,可取自于綠色植物,即把植物中的纖維素用適當?shù)拇呋瘎┡c水作用生成葡萄糖(C6H12O6),再在催化劑與水作用下使葡萄糖分解成乙醇(C2H5OH)和二氧化碳,乙醇是一種理想的燃料,試寫出葡萄糖在催化劑作用下生成乙醇和二氧化碳的化學方程式_______。
答案:解:(1)化石燃料化學反應產(chǎn)生的煤、石油、天然氣
(2)質(zhì)量一定時燃燒放出的熱量多燃燒產(chǎn)物無污染可以再生
(3)C6H12O6催化劑2C2H5OH+2CO2↑
拖10(典型例題合)航天飛機用鋁粉與高氯酸銨(NH4ClO4)的混合物為固體燃料,點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應,其方程式可表示為:
2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑
下列對此反應的敘述中錯誤的是()
A.上述反應屬于分解反應
B.上述反應瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機飛行
C.反應從能量變化上說,主要是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽?br>
D.在反應中高氯酸銨只起氧化劑作用
答案:D(解析:此反應為一個自身氧化還原反應,N元素、O元素化合價升高被氧化,Cl元素化合價降低被還原,NH4ClO4既作氧化劑,又作還原劑)
利用。(通過改進設備,防止熱能損失,提高熱能的利用率)。③煤的氣化和液化。(固體煤經(jīng)過處理變?yōu)橐后w或氣體,燃燒時可減少污染,燃燒效率高,也便于運輸)。
【例題9】(上海市檢測題)天然氣和液化石油氣燃燒的主要化學方程式依次為CH4+2O2CO2+2H2O,C3H8+5O23CO2+4H2O現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具,今改為用液化石油氣,應采取的正確措施是()
A.減小空氣進入量,增大石油氣進氣量
B.增大空氣進入量,減小石油氣進氣量
C.減小空氣進入量,減小石油氣進氣量
D.增大空氣進入量,增大石油氣進氣量
【分析】從CH4、C3H8燃燒的方程式可知,等量的CH4與C3H8燃燒,C3H8需要的O2比CH4需要的O2多,為使燃料充分燃燒,可以減少燃氣進氣量或增大空氣進入量或?qū)蓚€措施同時進行。
氧化還原反應的廣泛應用
氧化還原反應在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學技術和日常生活中有著廣泛的應用,現(xiàn)作一些簡單介紹。
我們所需要的各種各樣的金屬,都是通過氧化還原反應從礦石中提煉而得到的。例如,制造活潑的有色金屬要用電解或置換的方法;制造黑色金屬和其他有色金屬都是在高溫條件下用還原的方法;制備貴重金屬常用濕法還原等等。許多重要化工產(chǎn)品的制造,如合成氨、合成鹽酸、接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食鹽水電解制燒堿等,主要反應也都是氧化還原反應。石油化工里的催化去氫、催化加氫、鏈烴氧化制羧酸、環(huán)氧樹脂的合成等也都是氧化還原反應。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,植物的光合作用、呼吸作用是復雜的氧化還原反應。施入土壤的肥料的變化,如銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,SO2-4轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S等,雖然需要有細菌起作用,但就其實質(zhì)來說,也是氧化還原反應。土壤里鐵或錳的化合價態(tài)的變化直接影響著作物的營養(yǎng),曬田和灌田主要就是為了控制土壤里的氧化還原反應的進行。
我們通常使用的干電池、蓄電池以及在空間技術上應用的高能電池都發(fā)生著氧化還原反應,否則就不可能把化學能變成電能,或把電能變成化學能。
人和動物的呼吸,把葡萄糖氧化為二氧化碳和水。通過呼吸把貯藏在食物分子內(nèi)的能,轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟谌姿嵯佘?ATP)高能磷酸鍵的化學能,這種化學能再供給人和動物進行機械運動、維持體溫、合成代謝、細胞的主動運輸?shù)取C禾俊⑹?、天然氣等燃料的燃燒更是供給人們生活和生產(chǎn)所必需的大量的能量。
由此可見,在許多領域里都涉及到氧化還原反應,學習和逐步掌握氧化還原反應對同學們生活和今后參加工作都是很有意義的。
能力達標檢測
1.下列變化中,屬于吸熱反應的是()
A.白磷自燃B.工業(yè)上制氧氣
C.葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解D.鋁片與鹽酸反應
答案:B(燃燒反應全為放熱反應,所以白磷為放熱反應,工業(yè)上制O2通常用電解H2O來制取,而我們知道,2H2+O22H2O放熱,所以水分解吸熱;葡萄糖在人體內(nèi)氧化是人體能量的主要來源,故為放熱過程)
2.吸熱反應一定是()
A.貯存能量B.釋放能量
C.反應物總能量低于生成物總能量D.反應物總能量高于生成物總能量
答案:AC(吸收的能量轉(zhuǎn)化為化學能貯存起來)
3.下列說法正確的是()
A.化學反應中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化
B.煤和石油屬于可再生的化石能源
C.需要加熱的反應是吸熱反應
D.大多數(shù)的化合反應是放熱反應,而大多數(shù)的分解反應是吸熱反應
答案:AD
4.將煤處理后變?yōu)闅怏w燃料的目的是()
A.提高燃料效率,減少大氣污染B.提高煤的價格
C.主要是為了更好地保管D.減少運輸環(huán)節(jié)
答案:A(將固體燃料氣化,燃料燃燒時與空氣充分接觸,燃燒充分,燃料利用率提高,同時產(chǎn)生CO含量減小)
5.下列說法不正確的是()
A.化石燃料在任何條件下都能充分燃燒
B.化石燃料在燃燒過程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體
C.直接燃燒煤不如將煤進行深加工后再燃燒的效果好D.固體煤變?yōu)闅怏w燃料后,燃燒效率將更低
答案:AD(化石燃料只有在適當?shù)臏囟群陀醒鯕獯嬖诘那闆r下才能燃燒?;剂喜唤?jīng)處理直接燃燒可產(chǎn)生污染物CO、SO2等有害氣體?;剂?煤)經(jīng)深加工后變?yōu)闅怏w燃料。不僅減少SO2對大氣的污染,而且能提高燃料效率。所以A、D選項的說法是錯誤的)
6.下列說法不正確的是()
A.白磷在空氣中可自燃說明白磷在空氣中的氧化是放熱反應,且白磷著火點低
B.煤炭燃燒需加熱才能進行,因此該反應是吸熱反應
C.相同溫度下,相同質(zhì)量的固體硫和硫蒸氣完全燃燒放出的熱量相同
D.所有燃燒反應必須有氧氣才能進行
答案:BC(白磷在空氣中不點自燃,說明著火點低,燃燒放出的熱量,使白磷繼續(xù)燃燒;燃料燃燒為放熱反應,但在常溫下,一般的燃燒需加熱至溫度達到著火點,故B不正確;因硫從固態(tài)變成液態(tài)要吸收熱量,故C不正確)
7.有關能源的下列說法不正確的是()
A.煤、石油、天然氣為化石能源B.化石能源為非再生能源
C.氫能為可再生能源D.化石能源是可再生能源
答案:D(化石能源是古代動植物遺體通過幾萬年或幾十萬年才形成,不可再生)
8.下列說法不正確的是()
A.物質(zhì)燃燒總是放熱的
B.化合反應是放熱反應,分解反應是吸熱反應
C.有些放熱反應,在引發(fā)反應時往往需要加熱
D.放熱反應在反應發(fā)生時都不需要加熱
答案:BD(大多數(shù)化合反應為放熱反應,大多數(shù)分解反應為吸熱反應,但不全是,反應的條件與熱效應無關)
9.下列物質(zhì)加入水中,顯著吸熱的是()
A.NaOHB.生石灰
C.NH4NO3晶體D.濃H2SO4
E.NaCl晶體
答案:C(強堿固體物質(zhì)溶于水是放熱過程,濃酸溶于水是放熱過程,NaCl等一般鹽溶于水,熱效應不明顯)
10.等質(zhì)量的碳在一定條件下發(fā)生如下反應,放出的熱量分別為Q1、Q2,2C(固)+O2(氣)2CO(氣)C(固)+O2(氣)CO2(氣)
則Q1、Q2的關系為()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2C.Q1=Q2D.無法確定
答案:B(前者可認為碳燃燒不完全)
11.已知31g的白磷變成31g的紅磷是放熱反應,下列兩個反應中:
4P(白)(固)+5O2(氣)2P2O5(固)+Q1
4P(紅)(固)+5O2(氣)2P2O5(固)+O2
則Q1和Q2的關系正確的是()
A.Q1=Q2B.Q1>Q2C.Q1<Q2D.無法判斷
答案:B(將白磷燃燒分解成兩個過程:先將白磷轉(zhuǎn)化為紅磷,要放出熱量,然后紅磷燃燒,又放出與紅磷燃燒相等的熱量)
12.某化學反應,設反應物總能量為E1,生成物總能量為E2。
(1)若E1>E2,則該反應物為_______熱反應,該反應的過程可看成是_______。
(2)若E1<E2,則該反應為熱反應,那么在發(fā)生反應時,反應物需要_______才能轉(zhuǎn)化成生成物,該反應的過程可看成是_______。
答案:(1)放將能量釋放出來的過程(2)吸吸收能量,將能量貯存起來的過程
13.氫氣被公認是21世紀理想的能源,試簡述氫氣作為能源的三個主要優(yōu)點:
(1)。
(2)。
(3)。
答案:(1)一定質(zhì)量H2燃燒,放出的熱量多(2)燃燒產(chǎn)物無污染(3)可以再生
14.鐵粉和硫粉混合后,稍加熱,反應即能自行進行下去,說明這個反應是反應。(填“放熱”或“吸熱”)
答案:放熱
答案:當太陽照射時,Na2SO410H2O分解吸收熱量,使室溫度不至升高很多,晚上,氣溫下降,Na2SO4與H2O結合成Na2SO410H2O又放出熱量,使室內(nèi)保持溫暖。
參考答案
【一拖二】
1.D(解析:燃燒是發(fā)光發(fā)熱的氧化反應,這不是乙醇作為燃料的優(yōu)點,其他三點均為乙醇作為燃料的優(yōu)點)2.CD(解析:化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱。反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應和吸熱反應在一定的條件下都能發(fā)生。反應開始時需加熱的反應可能是吸熱反應,也可能是放熱反應,所以C、D選項是正確的)3.D(解析:一個反應發(fā)生的條件與反應的熱效應無關,如燃料的燃燒是一個放熱過程,但需要點燃,即加熱達到其著火點。分解反應不全為吸熱反應,分解反應也不一定需加熱的條件,如碳酸的分解。化合反應不全為放熱過程,在常溫下不一定發(fā)生,如H2與O2化合成H2O需點燃)4.B[解析:將固態(tài)硫燃燒分解成兩個過程:先將固態(tài)硫液化(此過程吸熱),再將液態(tài)硫燃燒(放熱Q2),所以Q1<Q2]5.B(解析:因為兩個微粒合成一個微粒的過程一定放熱,故H++OH-H2O放熱,Ba2++SO2-4BaSO4↓也放熱,H2SO4與NaOH反應,只有H++OH-H2O,而H2SO4與Ba(OH)2反應,除H++OH-H2O外,還有Ba2++SO2-4BaSO4↓發(fā)生)6.B(解析:根據(jù)燃料燃燒的條件:①達到著火點,②燃料與空氣接觸,因此滅火可以采取的措施:①降低火焰溫度至著火點以下;②使燃料與空氣隔絕。而著火點是物質(zhì)的屬性。不可能改變)7.CD(一個微粒變成多個微粒的過程吸熱,多個微粒變成一個微粒的過程放熱)8.②①④③②①(解析:四種氣體中首先要確認的是水蒸氣,通過無水硫酸銅,白色粉末變藍,說明含有水蒸氣;再通過澄清石灰水即可確定CO2;將混合氣體經(jīng)濃硫酸干燥后,通過熾熱的氧化銅,CO、H2均被氧化,通過檢驗氧化產(chǎn)物來確認它們的存在,具體做法是:通過熾熱的氧化銅后,依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水)
9.解:(1)化石燃料化學反應產(chǎn)生的煤、石油、天然氣
(2)質(zhì)量一定時燃燒放出的熱量多燃燒產(chǎn)物無污染可以再生
(3)C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
10.D(解析:此反應為一個自身氧化還原反應,N元素、O元素化合價升高被氧化,Cl元素化合價降低被還原,NH4ClO4既作氧化劑,又作還原劑)
【能力達標檢測】
1.B(燃燒反應全為放熱反應,所以白磷為放熱反應,工業(yè)上制O2通常用電解H2O來制取,而我們知道,2H2+O2H2O放熱,所以水分解吸熱;葡萄糖在人體內(nèi)氧化是人體能量的主要來源,故為放熱過程)2.AC(吸收的能量轉(zhuǎn)化為化學能貯存起來)3.AD4.A(將固體燃料氣化,燃料燃燒時與空氣充分接觸,燃燒充分,燃料利用率提高,同時產(chǎn)生CO含量減小)5.AD(化石燃料只有在適當?shù)臏囟群陀醒鯕獯嬖诘那闆r下才能燃燒?;剂喜唤?jīng)處理直接燃燒可產(chǎn)生污染物CO、SO2等有害氣體?;剂?煤)經(jīng)深加工后變?yōu)闅怏w燃料。不僅減少SO2對大氣的污染,而且能提高燃料效率。所以A、D選項的說法是錯誤的)6.BC(白磷在空氣中不點自燃,說明著火點低,燃燒放出的熱量,使白磷繼續(xù)燃燒;燃料燃燒為放熱反應,但在常溫下,一般的燃燒需加熱至溫度達到著火點,故B不正確;因硫從固態(tài)變成液態(tài)要吸收熱量,故C不正確)7.D(化石能源是古代動植物遺體通過幾萬年或幾十萬年才形成,不可再生)8.BD(大多數(shù)化合反應為放熱反應,大多數(shù)分解反應為吸熱反應,但不全是,反應的條件與熱效應無關)9.C(強堿固體物質(zhì)溶于水是放熱過程,濃酸溶于水是放熱過程,NaCl等一般鹽溶于水,熱效應不明顯)10.B(前者可認為碳燃燒不完全)11.B(將白磷燃燒分解成兩個過程:先將白磷轉(zhuǎn)化為紅磷,要放出熱量,然后紅磷燃燒,又放出與紅磷燃燒相等的熱量)12.(1)放將能量釋放出來的過程(2)吸吸收能量,將能量貯存起來的過程13.(1)一定質(zhì)量H2燃燒,放出的熱量多(2)燃燒產(chǎn)物無污染(3)可以再生14.放熱15.當太陽照射時,Na2SO410H2O分解吸收熱量,使室溫度不至升高很多,晚上,氣溫下降,Na2SO4與H2O結合成Na2SO410H2O又放出熱量,使室內(nèi)保持溫暖。
【課本習題】
一、1.放出吸收2.放熱吸收能量吸熱
二、1.NaOH溶液與鹽酸反應以及其堿與酸的中和反應,其實質(zhì)都為OH-+H+H2O,由題意知,該反應為放熱反應,所以中和反應都是放熱反應。在中和反應中,反應物和生成物的能量變化為(如圖):2.使煤爐中的煤充分燃燒,應采取的措施有:①將煤塊或煤粉制成像蜂窩煤球等形狀的煤,以增大煤與空氣的接觸面積;②適當開大爐門,使爐內(nèi)有充足的空氣。還可以在爐身的中上部開個二次通風口,使煤燃燒產(chǎn)生的可燃性氣體(CO)進行二次燃燒。
【復習題】
一、1.在反應過程中發(fā)生電子轉(zhuǎn)移得還原失氧化2.2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑失去升高還原氧化得到降低氧化還原3.(1)未達到電荷守恒Cu+2Ag+Cu2++2Ag(2)將難溶于水的碳酸鈣寫成了離子形式CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O(3)將難溶于水的氫氧化銅寫成了離子形式Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O4.參加反應的各反應物的總質(zhì)量等于各生成物的總質(zhì)量;若反應為放熱反應,參加反應的各反應物的總能量等于各生成物的總能量與反應放出的熱量之和。若反應為吸熱反應,參加反應的各反應物的總能量等于各生成物的總能量與反應吸收的熱量的熱量之差。即物質(zhì)在發(fā)生化學變化時,保持能量守恒。5.(1)酸性作用(2)氧化性作用
二、1.AD2.BC3.C4.C5.C
三、1.(1)氧化劑:CuO還原劑:CO
(2氧化劑:CuSO4還原劑:鋅片
(3)CO2+2O=H-CO2-3+H2O
(4)Ba2++2OH-+SO2-4+2H+=BaSO4↓+2H2O
2.(1)不正確。在金屬活動性順序中,Cu位于Mg的后面,此反應不能發(fā)生。此式無法改正,只能廢除。
(2)不正確。H2CO3很不穩(wěn)定,對其要用CO2和H2O表示。此外,該化學方程式未配平。
應改為:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(3)正確。
(4)不正確。AgNO3在水中易溶、易電離,不該用分子式表示之。
應改為:Ag++Cl-AgCl↓
(5)不正確。H2CO3很不穩(wěn)定,對其要用CO2和H2O表示。
應改為:CO2-3+2H+=CO2↑+H2O
四、1.該白色固體為CaCl2和Na2CO3的混合物,有關反應的離子方程式為:
白色固體溶解于水:Ca2++CO2-3=CaCO3↓;
沉淀中加入稀鹽酸:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;
濾液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-=AgCl↓。
2.該白色粉末由Ba(NO3)2、CaCl2和K2CO3組成。有關反應的離子方程式為:
粉末加入水中:Ba2++CO2-3=BaCO3↓
Ca2++CO2-3=CaCO3↓
懸濁液中加入稀硝酸:BaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ba2+
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
②的溶液中滴入硫酸:Ba2++SO2-=4BaSO4↓
可能還有反應:Ca2++SO2-4=CaSO4↓
②的溶液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-=AgCl↓化學反應與能量變化導學案及練習題
學習目標1、知道常見的能量轉(zhuǎn)化形式及能量轉(zhuǎn)化的實質(zhì)及原因,2、能知道反應熱和焓變的含義
2、能夠認識到能量變化是以物質(zhì)變化為基礎,能量的多少決定于反應物和生成物的質(zhì)量的多少;并能進行簡單的計算。
3、認識熱化學方程式的意義并能正確書寫熱化學方程式。
學習重點反應熱和焓變、正確數(shù)學熱化學方程式。
學習過程(第1課時)
自我預習一.反應熱焓變
1、定義:化學反應過程中所或的能量,叫反應熱,又稱為,符號用表示,其單位常采用。許多化學反應的反應熱可以通過直接測量。
2、化學反應中能量變化的原因
化學反應的本質(zhì)是。
任何化學反應都有反應熱,這是由于在化學反應過程中,當反應物分子間的化學鍵___時,需要_的相互作用,這需要能量;當,即新化學鍵時,又要能量。
如果反應完成時,生成物釋放的總能量比反應物吸收的總能量,這是放熱反應。對于放熱反應,由于反應后放出能量(釋放給環(huán)境)而使反應體系的能量。因此,規(guī)定放熱反應的ΔH為“_”。
反之,對于吸熱反應,由于反應通過、等吸收能量(能量來自環(huán)境)而使反應體系的能量。因此,規(guī)定吸熱反應的ΔH為“”。
當ΔH為“_____”或ΔH0時,為放熱反應;
當ΔH為“__”或ΔH___0時,為吸熱反應。
3、放熱反應與吸熱反應比較
比較放熱反應吸熱反應
定義
形成原因
與化學鍵強弱的關系
表示方法
圖示
1、化學方程式,叫做熱化學方程式。熱化學方程式不僅表明了化學反應中的變化,也表明了化學反應中的變化。
2、H2(g)+O2(g)===H2O(l);ΔH=-285.8kJmol-1,表示在℃,
Pa,molH2與molO2完全反應生成態(tài)水時的熱量是285.8kJ。
(3)熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(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,當化學計量數(shù)不同時,其ΔH。
小結:書寫熱化學方程式的注意事項
當堂鞏固
1.下列敘述正確的是()
A.化學反應一定伴隨熱量的變化
B.凡是吸熱或放熱過程中熱量的變化均稱為反應熱
C.若△H0,則反應物的能量高于生成物的能量
D.若△H0,則反應物的能量高于生成物的能量
2.已知反應A+B=C+D為放熱反應,對該反應的下列說法中正確的是()
A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于D
C.A和B的總能量一定高于C和D的總能量
D.該反應為放熱反應,故不必加熱就一定能發(fā)生
3天然氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時,放出445kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是()
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
第一節(jié)化學反應與能量變化(第2課時)
自我預習三.中和反應 反應熱的測定
如圖所示,在500mL的大燒杯中放入碎紙屑把盛有50mL0.50molL-1鹽酸的100mL燒杯放到大燒杯中,兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋,通過蓋子插入一根環(huán)形玻璃攪拌棒和一支溫度計,測定溶液的溫度。迅速往鹽酸中加入50mL0.55molL-1NaOH溶液,蓋好蓋子,攪拌溶液,觀察溫度的變化。當溫度保持穩(wěn)定時,記錄讀數(shù),取出裝有反應液的燒杯,倒出溶液,清洗干凈,保持內(nèi)外杯壁干燥。重復進行三次實驗。用這一實驗可以粗略測定中和熱。
(1)燒杯間填滿碎紙屑的作用是____________________________________。
(2)要重復進行三次實驗的目的是_________。
(3)燒杯若不蓋泡沫塑料板,求得的中和熱數(shù)值將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
(4)三次實驗測得的數(shù)據(jù)中,起始時鹽酸與NaOH溶液溫度相同,而終止溫度與起始溫度之差(t2-t1)分別為①2.3℃;②2.4℃;③2.5℃。則最終代入計算式的溫度差的平均值為________℃。
(5)生成1molH2O時的反應熱為
(6)實驗中若改用60mL0.50molL-1鹽酸和50mL0.55molL-1NaOH溶液進行上述反應,與上述實驗相比,所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”),所求中和熱________(填“相等”或“不相等”),理由是
_____________________________________________________
_________________________________________________________。
(7)實驗中,鹽酸與NaOH溶液是快速混合好還是慢速混合好?________;理由是___________________________________。
某實驗小組用0.50molL-1NaOH溶液和0.50molL-1硫酸溶液進行中和熱的測定。
Ⅰ.配制0.50molL-1NaOH溶液
(1)若實驗中大約要使用245mLNaOH溶液,至少需要稱量NaOH固體________g。
名稱托盤天平
(帶砝碼)小燒杯坩堝鉗玻璃棒藥匙量筒
儀器
(2)從上圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是(填字母):________。
Ⅱ.測定稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液中和熱的實驗裝置如下圖。
(1)寫出該反應的熱化學方程式(中和熱為57.3kJmol-1):____________________。
(2)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液進行實驗,實驗數(shù)據(jù)如下表。
①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?br>
溫度xk|b|1
實驗
次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差平均值(t2-t1)/℃
126.226.026.130.1
227.027.427.231.2
325.925.925.929.8
426.426.226.330.4
②近似認為0.50molL-1NaOH溶液和0.50molL-1硫酸溶液的密度都是1gcm-3,中和后生成溶液的比熱c=4.18J(g℃)-1。則中和熱ΔH=_____(取小數(shù)點后一位)。
每課一練
1.H—H鍵的鍵能是436kJmol-1,I—I鍵的鍵能是151kJmol-1,H—I鍵的鍵能是299kJmol-1。則對反應H2(g)+I2(g)2HI(g)的說法,不正確的是()
A.吸熱反應B.放熱反應C.化合反應D.可逆反應
2.下列敘述正確的是()
A.化學反應一定伴隨熱量的變化
B.凡是吸熱或放熱過程中熱量的變化均稱為反應熱
C.若△H0,則反應物的能量高于生成物的能量
D..若△H0,則反應物的能量高于生成物的能量
3.下列說法中,不正確的是()
A.化學反應必然伴隨能量變化
B.25℃,101kPa下,lmolC8H18(辛烷)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出5518kJ熱量,其熱化學方程式為:C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJmol-1
C.酸和堿的中和反應都是放熱反應
D.反應物總能量高于生成物總能量,則該反應一定是放熱反應
4.已知反應A+B=C+D為放熱反應,對該反應的下列說法中正確的是()
A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于D
C.A和B的總能量一定高于C和D的總能量
D.該反應為放熱反應,故不必加熱就一定能發(fā)生
5.科學家已獲得了極具理論研究意義的N4分子,其結構為正四面體,與白磷分子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量,斷裂1mol氮氮叁鍵吸收941kJ熱量,則()
A.N4的熔點比P4高B.1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時要吸收748kJ能量
C.1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時要放出724kJ能量D.N4是N2的同系物
6.肼(N2H4)是火箭發(fā)動機的一種燃料,反應時N2O4為氧化劑,反應生成N2和水蒸氣。已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g);△H=+8.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g);△H=–534kJ/mol
下列表示肼和N2O4反應的熱化學方程式,正確的是
A.N2H4(g)+1/2N2O4(g)=3/2N2(g)+2H2O(g);△H=–1076.7kJ/mol
B.2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=–1076.7kJ/mol
C.2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=–542.7kJ/mol
D.2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=–1059.3kJ/mol
7.反應C(石墨)=C(金剛石)是吸熱反應,由此可知()
A.石墨比金剛石更穩(wěn)定B.金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化
C.金剛石比石墨穩(wěn)定D.金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化
8.天然氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時,放出445kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是()
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
9.已知ag乙炔氣體充分燃燒時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水,放出熱量bkJ,則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是()
A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ/mol
B.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=+2bkJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2bkJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+bkJ/mol
10.已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g)△H=-270kJmol-1,下列說法正確的是()
A.2L氟化氫氣體分解成1L氫氣與1L氟氣吸收270kJ熱量
B.1mol氫氣與1mol氟氣反應生成2mol液態(tài)氟化氫放出熱量小于270kJ
C.相同條件下,1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量
D.1個氫氣分子與1個氟氣分子反應生成2個氟化氫氣體分子放出270kJ熱量
11.在化學反應中,只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才能發(fā)生化學反應。能引發(fā)化學反應的碰撞稱之為有效碰撞,這些分子稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其單位用kJmol-1表示。請認真觀察下圖,然后回答問題。
高二化學教案:《化學反應與能量變化》教學設計
化學反應與能量
引導-發(fā)現(xiàn)探究教學模式強調(diào)學生的積極參與,學習任務主要是通過學生自主探索和協(xié)作學習完成的。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,并在活動中學會與人交流、合作共同完成學習任務。