归纳与整理评课稿

化学反应与能量变化

湖南省耒阳市第二中学

何志敏

一、学习目标

1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型。

2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。

3、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量。

4、知道反应热和焓变的含义。

5、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。

二、学习重难点

重点难点：

1、化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写。

2、△H的“+”与“-”。

三、教学设计过程

Ⅰ.导入, 知识点梳理

设计意图：介绍几个重要概念模型

1、有效碰撞

含义：引起分子间发生化学反应的碰撞

说明：如下图所示

（1）分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件

（2）有效碰撞是发生化学反应的充分条件

（3）单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应进行的越快

2、活化分子

含义：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子

说明：

（1）发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，这还决定于分子运动的取向问题。

（2）有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关

3、活化能

含义：活化分子高出反应物分子平均能量的部分

说明：

（1）活化能的大小是由反应物分子的性质决定

（2）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有

效碰撞越多，则反应速率越快。

（3）活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。如图所示：

E1

：活化能

E2

：活化分子变成生成物分子放出的能量

E2-E1：化学反应前后的能量变化

4、催化剂

说明：如图所示，催化剂改变了反应过程

知识点二：反应热

焓变等相关概念

1、反应热

定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量

符号：用Q表示

Q>0，表示吸热；Q<0，表示放热

单位： kJ/mol

2、焓变

含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为H。△H为反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。△H＝H（反应产物）－H（反应物）

说明：

（1）反应热与焓变的关系

热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。数学表达式：QP=∆H，其中：Qp表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。

（2）△H的正负与吸放热的关系

当△H为“－”或小于0，为放热反应；当△H为“+”或大于0，为吸热反应。

（3）吸放热与物质能量的关系

放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即△H＜0。

吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即△H＞0。

（4）吸放热与化学键的关系

反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应。

反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应。

知识点三：热化学方程式

1、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。

例如：

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H= -184.6 kJ/mol

2、意义：既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。

说明：

（1）热化学方程式必须标出能量变化。

（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。

（3）热化学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化。

【规律方法指导】

正确理解和应用热化学方程式的注意事项

1、普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化。

2、△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右（后）边，即只有在热化学方程式中出现。若为放热反应，△H为“－”；若为吸热反应，△H为“＋”。△H的单位一般为kJ/mol。

3、反应热△H与测定条件（温度、压强等）有关。书写热化学方程式时，应注明△H的测定条件（温度、压强），未指明温度和压强的反应热△H，指25℃（298K）、101KPa时的反应热△H（绝大多数反应热△H是在25℃、101KPa时测定的）。

4、物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H的数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质（反应物和生成物）的聚集状态（气体：g

液体：l

固体：s

稀溶液：aq），才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中，不用“↑”和“↓”。

5、普通化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数可以表示物质的分子数、物质的量等含义；但是在热化学方程式中，确只表示该物质的物质的量，所以可以是整数、分数、或小数。对相同化学反应，化学计量数不同，反应热△H也不同。如：

。

6、相同条件（温度、压强），相同物质的化学反应（互逆反应，不一定是可逆反应），正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热△H数值相等，符号相反。如：

7、反应热△H的单位kJ/mol中的“/mol”是指化学反应整个体系（即指“每摩化学反应”），而不是具体指该反应中的哪一种物质。如

指“每摩反应”，放出571.6kJ的能量，而不是指反应中各物质的物质的量。

8、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热△H表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化。

如：是指2mol SO2(g)和1mol O2(g)完全转化为2mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2mol SO2(g)和1mol O2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q，因反应不能完全转化生成2mol SO3(g)，故Q＜197kJ。

9、关于反应热的大小比较问题，注意理解；有两种情况，其一是比较Q（热量值），那么就只与反应热的数值有关，与“＋”“－”符号无关，“＋”“－”只表示吸热或放热；其二是比较△H，那么就与“＋”“－”符号有关。

如

两反应的反应热的关系为a

两反应的△H的关系为△H1＞△H2

【经典例题透析】

类型一：反应热、△H等概念的理解及运用

1

下列说法或表示法错误的是

（

）

A.吸热反应是由于反应物的总能量比生成物的总能量低

B.放热反应的△H＞0 C.需要加热才能发生反应一定是吸热反应

D.酸碱中和反应都是放热反应

解析：A反应热是物质变化过程中与外界之间的能量交换，吸热反应说明产物的能量更

高。B根据焓的意义，放热反应的△H＜0 。C吸放热反应表示的是反应过程中物质能量的一种变化，是物质的本性决定的；反应加热是化学反应发生的条件两者属于不同的范畴。D中和反应是放热的。

答案：BC

变式练习1：

对下列化学反应热现象，不正确的说法是（

）

A．放热的反应发生时不必加热

B．化学反应一定有能量变化

C．化学反应一般地说，吸热反应需要加热后才能发生

D．化学反应热效应数值与反应物质多少有关

解析：考查对反应热的意义的理解；反应是否加热与化学反应的吸放热没有必然的联系。

答案： AC

变式练习2：

下列说法正确的是（

）

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．任何放热反应在常温条件下一定能发生反应

C．反应物和生成物所具有的总能量决定了放热还是吸热

D．吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应

答案：CD

2 已知常温时红磷比白磷稳定，在下列反应中：

4P（白磷，s）+5O2(g)=2P2O5(s)；△H= -a kJ/mol

4P（红磷，s）+5O2(g)=2P2O5(s)；△H= -b kJ/mol

若a、b均大于零，则a和b的关系为（ ）

A．a＜b

B．ａ＝ｂ

C．ａ＞ｂ

D．无法确定

解析：放热反应中能量的释放值是反应物比产物多出的能量；上述反应中，白磷能量高（能量越低越稳定），所以反应中释放的能量也大。

答案：C

类型二：

热化学方程式的意义及书写

3 热化学方程式C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；△H ＝+131.3kJ/mol表示（

）

A．碳和水反应吸收131.3kJ能量

B．1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量

C．1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJ

D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ

解析：热化学方程式既表示物质的变化同时表示能量的变化。方程式中，系数只表示物质的量；物质的能量变化与物质的状态有关，所以必须注明反应物、产物的状态；△H 中kJ/mol表示的是在一定条件下，物质的状态确定时，按照每摩尔反应进行时的能量变化。

答案：C

4 （全国高考题）已知充分燃烧a

g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（

）

A．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）

△H＝－4b kJ/mol

B．C2H2（g）＋O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）

△H＝2b kJ/mol

C．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）

△H＝－2b kJ/mol

D．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）

△H＝b kJ/mol

解析：根据放热反应的△H＜0排除B、D；根据焓变与物质的量的关系计算得出生成4mol二氧化碳气体时放出的热量为4b kJ。

答案：A 5

变式练习3：（2003天津）已知在1×10Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是（

）

－1

A．H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）

ΔH＝＋242kJ·mol

－1

B．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）

ΔH＝－484kJ·mol

－1

C．H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）

ΔH＝＋242kJ·mol

－1

D．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）

ΔH＝＋484kJ·mol

答案：A

5 将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为___________。又已知：H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ。

解析：

0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量，则1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为：

1mol×649.5kJ/0.3mol=2165kJ。

因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：

B2H6 (g)＋3O2(g)＝B2O3 (s)＋3H2O(l)

△H＝-2165kJ/mol

由于1mol水汽化需吸热44kJ，则3mol液态水全部汽化应吸热：3mol×44kJ/mol=132kJ，所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热：2165kJ-132kJ=2033kJ，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是：0.5mol×2033kJ/mol=1016.5kJ。

答案： B2H6 (g)＋3O2(g)＝B2O3 (s)＋3H2O(l)

△H＝-2165kJ/mol

1016.5

变式练习4：如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列回答：

（1）实验中观察到的现象是____________________。

（2）产生上述现象的原因是____________________。

（3）写出有关反应的离子方程式________________。

（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________（填“大于”“小于”“等于”）镁片和盐酸的总能量。

解析：Mg与盐酸反应放热，而Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，烧杯中含有Ca(OH)2析出。当反应物总能量大于生成物总能量时，反应放热。

答案：

（1）①镁片上有大量气泡产生；

②镁片逐渐溶解；

③烧杯中析出晶体

（2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体

＋2＋

（3）Mg＋2H＝Mg＋H2↑

（4）小于

教学反思：

本节课为高中化学选修4第一章第一节，在初中学习过的吸热和放热现象以及高一必修阶段学习过的《化学反应与能量变化》中反应物中能量和生成物总能量的关系的基础上，引入反应热和焓变关系，定量讨论化学键与化学变化中能量变化的关系，进一步介绍热化学方程式，通过中和热的测定实验加深对反应热的认识。