第一单元 化学反应中的热效应优秀教案说课稿

江苏省睢宁高级中学高二化学选修教学案

主备人：张文娟

备课组长：张文娟

授课时间：

专题一

化学反应与能量变化

第一单元 化学反应中的热效应

【学习目标】

1．了解化学反应热和焓变的含义；

2．知道放热反应和吸热反应的概念；

3．理解化学反应过程中能量变化的原因。

4．知道热反应化学方程式的概念；懂得如何通过运算及书写热化学方程式的方法；熟知该方程式表示的意义。

【重点】学会热化学方程式的书写

【难点】学会热化学方程式的书写

【能力素养】通过回忆对比《化学2》中化学反应中的能量变化及其原因，引导学生从键能角度认识化学反应中存在能量变化的原因，深入理解热化学方程式，树立证据推理认知，学会运用化学符号表征，进一步发展学生的“证据推理”、“变化观念”、“平衡思想”等化学学科核心素养。

【知识要点】

【自学导航】

学点1、化学反应的焓变

1．反应热

在化学反应过程中当生成物与反应物的温度相同时，

称为化学反应的

。

2．焓变

在恒温恒压的条件下，在化学反应过程中

称为反应的

。

符号：

，单位：

，吸热反应

，放热反应

。

3．放热反应和吸热反应

(1)

热量的化学反应称为放热反应。

(2)

热量的化学反应称为吸热反应；

常见的放热反应：

常见的吸热反应：

4.反应热产生的原因

（1）宏观角度：从反应物和生成物所具有能量的相对大小来考虑

一个化学反应是吸收能量还是放出能量，由

决定。

【小结】

∑E（反应物）＞∑E（生成物），

反应，△H

0为“

”值；

∑E（反应物）＜∑E（生成物)，

反应，△H

0为“

”值；

图示：

第

1 页

共

8 页

江苏省睢宁高级中学高二化学选修教学案

主备人：张文娟

备课组长：张文娟

授课时间：

【交流与讨论】

P2结论：

【例1】下列化学反应属于吸热反应的是 （ ） A．氨气合成 B．酸碱中和反应 C．氢氧化钡晶体和氯化铵反应 D．铝与盐酸反应 E．C和H2O制水煤气 F．CO2和C反应制CO 【变式】下列反应中，属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是

（ ）

A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B．铝与稀盐酸反应

C．灼热的炭与CO2反应 D．甲烷与O2的燃烧反应

（2）微观角度：从化学键的角度看

化学反应过程中能量变化本质是反应物分子内的化学键的

和产物分子内化学键

的过程，当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要

能量，而形成生成物中的化学键要

能量。

【注意】

①拆开1 mol化学键所吸收的能量与形成1 mol化学键所放出的能量相等。

②断开1 mol分子中所有的化学键需吸收的能量(也就是在相同条件下由原子形成1 mol分子中的化学键所放出的能量)等于断开分子内所有1 mol化学键所需吸收能量的总和。

【小结】根据键能求化学反应的反应热和焓变

△H=

一

。

学点2 、热化学方程式

1．

定义：

。

2．

表示意义：不仅表明了化学反应中的

变化，也表明了化学反应中的

。

【交流与讨论】p3

3．书写步骤

（1）

写出正确的化学方程式

（2）

标出各物质的聚集状态

（3）

计算反应的△H

（4）

添加“+”或“—”

4．热化学方程式的书写必须注意以下几点：

①标明物质的

，用

分别代表气态（gas）、液态(liquid)、固态(solid)。

②用△H 标明反应热，放热△H为

，吸热△H为

，单位为

。

③热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示

，因此可以是整数或简单分数。

④对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H 也不同，即△H 的值与化学计量数成

比。（

指的是每摩尔的这种反应）

⑤正逆反应的△H数值的绝对值相等，符号相反。

第

2 页

共

8 页

江苏省睢宁高级中学高二化学选修教学案

主备人：张文娟

备课组长：张文娟

授课时间：

【例2】25℃时，1g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出55.64kJ热量，写出该反应的热化学方程式。

【问题解决】P4写出下列反应的热化学方程式：

（1）N2（g）与H2（g）反应生成1mol NH3（g）,放出46.1KJ热量。

（2）1mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2（g）和H2O(l)，放出1366.8 KJ热量。

(3)标准状况下，44.8LC2H2（g）在O2（g）中完全燃烧生成CO2（g）和H2O(l)，放出

2598.8 KJ热量。

(4)24gC(石墨)与足量H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）,吸收262.6KJ热量

学点3 、反应热的测量与计算

1．中和热

(1)定义：

。

(2)注意：

①中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸收热所伴随的热效应。在中学阶段只讨论强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热。

一

②中和反应的实质是H+与OH化合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。

③中和热必须指生成

mol水放出的热量。

中和热的反应方程式表示为：

。

④用下列符号表示物质所处的状态：固体(s)、液体(1)、气体(g)、溶液(aq)。

2．中和反应的反应热测定

（1）

实验原理：

中和反应的反应热：△H =-cm△t/n(H2O)

①c ②△t

③m （2）仪器：

装置图

温度计作用：

环形玻璃搅拌棒作用：

外筒作用：

内筒作用：

（3）注意事项

第

3 页

共

8 页

江苏省睢宁高级中学高二化学选修教学案

主备人：张文娟

备课组长：张文娟

授课时间：

〖活动探究〗

1.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用

2.大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值

（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

注：实验中不能用弱酸、弱碱代替，因为弱电解质在电离过程中吸热。

学点4、反应热的计算——盖斯定律

1．盖斯定律的内容是： 。

2．盖斯定律的特点：

⑴

化学反应的反应热（或焓变）只与体系的_____态和____态有关，而与反应的_____无关。

⑵

变化不论是一步完成还是几步完成，只要始、终态相同，则焓变总值相同。如图。

a ΔH

ΔH

21

(Ⅰ)

(Ⅱ) 始态 终态 则：ΔH=_____________=____________ ΔH

ΔH3

ΔH5

(Ⅲ) c b

ΔH

43.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义

【例3】对于反应：C（s）+ O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案反应的ΔH？

测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：

C（s）＋O2（g） =CO2（g）； ΔH=－393．5 kJ／mol CO（g）+ C（s）+ O2（g）=CO2（g）；ΔH=－283．0 kJ／mol O2（g）=CO（g）；ΔH=_________________ 【变1】实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH1，根据盖斯定律求ΔH4

CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)；ΔH1=-890.3kJ·mol-1

C(石墨)+O2(g)＝CO2(g)；

ΔH2=-393·5kJ·mol-1

H2（g）+O2（g）=H2O（l）；

ΔH3=-285.8kJ·mol-1

C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g)；ΔH4

= ________________________________________

【变2】已知下列热化学方程式：

①Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)；

△H＝－25kJ/mol ②3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g)；△H＝－47kJ/mol ③Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)； △H＝+19kJ/mol 写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和CO2的热化学方程式：__________________________．

第

4 页

共

8 页

江苏省睢宁高级中学高二化学选修教学案

主备人：张文娟

备课组长：张文娟

授课时间：

【变3】科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。

（1）P4（s，白磷）+5



O(gP)O(s)H2983.2kJ/mol24101

（2）P



(s，红磷)O(g)PO(s)H738.5kJ/mol24102则白磷转化为红磷的热化学方程式

。相同的状况下，能量较低的是_________，白磷的稳定性比红磷_________（填“高”或“低”）

5414学点5、能源的充分利用

1.能源

(1)能源的概念、重要地位

(2)解决能源危机的方法

①科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率；

②寻找新的能源，

(3)能源的分类

①一次能源与二次能源

②常规能源与新能源

③可再生能源与非再生能源

2 .标准燃烧热和热值

(1)标准燃烧热

①概念：

。

“完全燃烧”的含义是:C元素完全燃烧产物：

H元素完全燃烧产物：

S元素完全燃烧产物：

N元素完全燃烧产物：

标准燃烧热的单位是

。

②理解时要注意以下几点：

a．燃烧热是反应热的一种，其△H为“一”或△H <0。

b．在25℃、101 kPa时，可燃物完全燃烧，生成稳定的化合物。如C完全燃烧应生成

(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧。又如H2燃烧生成

，而不是

水。

c．燃烧热通常是由实验测得的。可燃物以l mol纯物质作为标准进行测量。

d．书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。

e．热量=可燃物物质的量×燃烧热。

f．物质的燃烧热不加负号，热化学方程式中的△H要加负号。

【例4】通过计算求的氢气的燃烧热：

已知：H2（g）+O2（g）=H2O（g）；△H1＝－241.8kJ/mol H2O(g)＝H2O(l)；

△H2＝－44.0kJ/mol 氢气的燃烧热：△H＝____________________________ (2)热值

在101kPa的压强下，

叫做该物质的热值。单位是

。

第

5 页

共

8 页

江苏省睢宁高级中学高二化学选修教学案

主备人：张文娟

备课组长：张文娟

授课时间：

（3）反应热、燃烧热与中和热的区别和联系

含义

反应特点

物质状态

方程式配平标准

反应热

化学反应过程中放出或吸收的热量

任何反应

物质的状态要确定

任意物质的量

中和热

在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应而生成

（l）时所放出的热量

中和反应

燃烧热

在101 kPa时，

完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量

燃烧反应

生成物在常温下为稳定稀溶液

态

以燃烧1 mol 可燃物为标以生成1 mol H2O（l）为标准

准

放热取负值、吸热负值

负值

取正值

必须指出是放热能量数值的还是吸热或使用直接描述热量的变化时不必再指明是放出的热量，可用

描述

正负值或用△H△H表示

表示

①△H＝∑E（生成物）－∑E（反应①电离吸热、溶解时吸热或放稳定的氧化物如CO2、SO2、物）②△H值与书热

②稀强酸与稀强碱反应的H2O、P2O5等

1写形式有关，单位中和热为57.3 kJ·mol－

说明

-1一般是kJ∙mol

①在中学阶段，如果不指明条件就默认为通常状况，比较△H的相对大小时要考虑其数值的“+”“－”的问题②用弱酸或弱碱的稀溶液进行中和反应时，每生成1 mol H2O（l）放出的热量小于57.3 kJ

【课后练习】

1．下列说法正确的是

（

）

A．

在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热

B．

酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热

C．

燃烧热或中和热是反应热的种类之一

D．

在稀溶液中，1molCH3COOH和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57．3kJ 2．已知中和热的数值是57．3 kJ·molˉ1。下列反应，产生57．3 kJ热量的是

（

）

A．稀HCl和稀NaOH

B．1．0 mol·Lˉ1HCl溶液和1．0 mol·Lˉ1NaOH溶液

C．500 mL 2．0 mol·Lˉ1HCl溶液和500 mL2．0 mol·Lˉ1 NaOH 溶液

D．500 mL 2．0 mol·Lˉ1 H2SO4溶液和500 mL 2．0 mol·Lˉ1 Ba(OH)2溶液

3. 2005年10月12日“神舟六号”的顺利发射和10月17日的正常返回，表明我国的载人航天技术已经有了突破性的进展。飞船以液态N2H4(联氨)和液态NO2为燃料，燃烧生成氮气和水蒸气时火焰温度可达2700℃。已知：

—

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)

△H =+67．7 kJ·mol1

—

N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)

△H = 一534 kJ·mol1

对N2H4和NO2反应的说法不正确的是

（

）

A．燃烧时NO2作氧化剂

B．氮气既是氧化产物又是还原产物

—C．生成1 mol N2转移8 mol e

D.该反应的热化学方程式为：2N2H4(g)+2 NO2 (g)=3N2(g)+4H2O(g)

—1△H = -1135.7 kJ∙mol

△H符号

第

6 页

共

8 页

江苏省睢宁高级中学高二化学选修教学案

主备人：张文娟

备课组长：张文娟

授课时间：

4. 一些烷烃的燃烧热如下表：下列表达正确的是

（

）

——

化合物

燃烧热/ kJ·mol1

化合物

燃烧热/ kJ·mol1

891.0 2878.0 甲烷

正丁烷

1560.8 2869.6 乙烷

异丁烷

2221.5 3531.3 丙烷

2-甲基丁烷

—A．正戊烷的燃烧热大约在3540 kJ·mol1左右

B．热稳定性：正丁烷< 异丁烷

C．乙烷燃烧的热化学方程式为：2C2H6(g)+7O2(g)==CO2(g)+6H2O(g) —△H =一1560．8 kJ·mol1

D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多

5. 已知25℃、10l kPa时，乙烯和乙炔(C2H2)燃烧的热化学方程式分别为

C2H4(g)+3O2(g)==2CO2(g)+2H2O(1)

△H= 一l411 kJ·mol1

—

2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(1)

△H = 一2600 kJ·mol1

—又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法不正确的是

（

）

A．物质的燃烧热越大，火焰温度越高

B．相同条件下等体积乙烯和乙炔完全燃烧时，乙炔放热较少

C．25℃

101 kPa时，1 mol乙烯完全燃烧生成气态产物时，放出热量小于1411 kJ

D．乙炔的燃烧热为1300 kJ∙mol1。

—6．如右图所示，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5 mL盐酸于试管中。试回答下列问题：

(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，镁片和盐酸的总能量

(填“大于”“小于”或“等于”)

MgCl2溶液和H2的总能量。

7.白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分

别为：P—P a kJ/mol、

P—O b kJ/mol、

P=O c kJ/mol、

O=O d kJ/mol。

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是

（ ）

A．（6a+5d－4c－12b）kJ/mol

B．（4c+12b－6a－5d）kJ/mol C．（4c+12b－4a－5d）kJ/mol

D．（4a+5d－4c－12b）kJ/mol

P4

【真题演练】

P4O10

1.（2012江苏）铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：

Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)

△H=a kJ·mol1

－3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)

△H=b kJ·mol1

－

第

7 页

共

8 页

江苏省睢宁高级中学高二化学选修教学案

主备人：张文娟

备课组长：张文娟

授课时间：

①反应Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)的△H= kJ·mol

②Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3

与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃) 的化学方程式为 。

2.（2013江苏）磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2

在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：

2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=== 6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) △H1 =+3359.26 kJ·mol－1

CaO(s)+SiO2(s)=== CaSiO3(s)

△H2 =-89. 61 kJ·mol－1

2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=== 6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)

△H3

mol－1。

则△H3 =

kJ·3.C(s) + O2(g) =

CO2(g)

△H1

CO2(g) + C(s) =

2CO(g)

△H2

（2014江苏）已知：2CO(g) + O2(g) =

2CO2(g)

△H3

4Fe(s) + 3O2(g) = 2Fe2O3(s)

△H4

3CO(g) + Fe2O3(s) =

3CO2(g) + 2Fe(s)

△H5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是

A．△H1＞0，△H3＜0

B．△H2＞0，△H4＞0 C．△H1 =

△H2 + △H3

D．△H3 =

△H4 + △H5

4．（2015江苏）烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：－1

反应3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g)的△H=______________ mol·L1。

－5.（2016江苏）通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是

①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)＝2H2（g）+ O2（g）

ΔH1=571.6kJ·mol–1 ②焦炭与水反应制氢：C（s）+ H2O(g) ＝CO（g）+ H2（g）ΔH2=131.3kJ·mol–1 ③甲烷与水反应制氢：CH4（g）+ H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=206.1kJ·mol–1 A．反应①中电能转化为化学能

B．反应②为放热反应

C．反应③使用催化剂，ΔH3减小

D．反应CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的ΔH=74.8kJ·mol–1

6.（2017江苏）通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是

．．．①C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g)

ΔH1 = a kJ·mol-1

②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g)

ΔH 2 = b kJ·mol-1

③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g)

ΔH 3 = c kJ·mol-1

④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g)

ΔH 4 = d kJ·mol-1

A. 反应①、②为反应③提供原料气

B. 反应③也是

CO2资源化利用的方法之一

C. 反应CH3OH(g)11dCH3OCH3 (g) +H2O(l)的

ΔH =kJ·mol-1

222CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol-1

第

8 页

共

8 页

D. 反应

2CO(g) + 4H2 (g)