第一单元 化学反应中的热效应ppt课件教学实录

第一单元

化学反应中的热效应

一、教学目标：

1、

了解反应热和焓变的涵义；

2、

认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式；

3、

了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；

4、

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变化的物质为基础的，能量的多少取决于反应物和生成物的质量。

5、了解反应途径与反应体系；

6、理解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

7、能利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算；

8、了解燃烧热的概念，并能进行简单的计算。了解资源、能源、环保是当今社会的重要热点问题。

二、过程与方法：

培养学生的自学能力、灵活运用知识分析问题的能力及热化学方程式的书写技能训练。

三、情感态度与价值观：

培养理论联系实际的科学态度和保护环境，节约能源的意识。

四、教学重点：

1、反应热的涵义，热化学方程式的书写方法和应用

2、盖斯定律的涵义和根据盖斯定律进行反应热的计算；

3、根据热化学方程式进行反应热的计算（不同质量反应物与能量变化、生成物的量与能量变化的关系等）

4、燃烧热的概念及相关计算。

五、教学难点：

1、△H的“+”与“—”，热化学方程式的书写。

2、盖斯定律的应用

3、燃烧热的概念。

六、课时安排：4课时

第一课时

反应热

第二课时

热化学方程式的书写方法和应用

- 1 -

第三课时

反应热的测量与计算

第四课时

能量的充分利用

七、教学过程：

第一课时

反应热

【复习引入】高一时曾做过铝片与盐酸、氢氧化钡与氯化铵晶体的反应实验。在这两个实验当中，能量有哪些变化？为什么？在我们学过的化学反应当中，还有哪些反应伴随着能量变化？请同学们讨论交流以下问题：

1、化学反应必定伴有能量变化，化学反应过程中当

时放出能量，当

时吸收能量。

2、从能量的角度看，断裂化学键要

，形成化学键要

，一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于

。

【讲解】通过以上讨论知道，在化学反应中，常伴有能量的变化，现在我们就来学习化学反应中的能量变化。

【板书】一、化学反应的焓变

（一）

反应热、焓变

【阅读】阅读教材相关内容，回答下列问题：

1、定义：在化学反应过程中

或

的热量，通常叫做反应热。

2、符合：用

表示。

3、单位：一般采用

。

4、可直接测量，测量的仪器叫量热计。

5、反应热产生的原因。（学生阅读后回答，教师板书）

【思考】第2页交流与讨论

例如：H2（g）+Cl2（g）2HCl（g）实验测的1mol H2与1mol Cl2反应生成2molHCl时放出184.6KJ的热量，从微观的角度如何解释？

【阅读】教材第2页图

【分析】（1）化学键断裂时需要吸收能量，吸收总能量为：436KJ+243KJ=679KJ - 2 -

（2）化学键形成时需要释放能量，释放总能量为：431KJ+431KJ=862KJ

（3）反应热的计算：862KJ—679KJ=183KJ 【讲述】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，需要克服原子间的相互作用而吸收能量，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收的能量的差就是此发应的反应热。

【思考】1、一个化学反应是放热还是吸热的决定因素是什么？

2、如何理解△H的“+”与“—”？

【学生活动】阅读教材第3页及图1—2思考、讨论、回答。

[投影]

【学生回答】1、如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物放出能量，这就是放热反应；如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，这就是吸热反应。所以一个化学反应是放热还是吸热的决定因素是“反应物和生成物所具有的总能量的相对大小”。

2、对于放热反应，由于反应后放出热量而使反应本身的能量降低，所以规定放热反应的

△H为“—”；对于吸热反应，由于反应通过加热、光照等吸收了能量，而使反应本身的能力升高，所以规定吸热反应的△H为“+”。

所以上述反应H2（g）+Cl2（g）2HCl（g），反应热测量的实验数据是184.6KJ/mol，与计算的数据183KJ/mol很接近，一般用实验数据表示，所以△H= —184.6KJ/mol。

【板书】6、反应热的表示方法：

放热反应：△H为“—”或△H<0 吸热反应：△H为“+”或△H>0

- 3 -

【投影】

例 1：1molC与1molH2O(g)反应失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H=

kJ/mol。(＋131.5) 例 2：拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946N，则1mol N2生成NH3的反应热为

，1mol H2生成NH3的反应热为

。

分析：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)，因拆开 lmol N—H键和生成 lmol N—H键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下：

2×3×391kJ/mol-946kJ/mol-3×436kJ/mol=92kJ/mol

而 lmol H2只与192kJ/mol30.6kJ/mol，则此题mol N2反应，所以反应热△H=33lmolN2生成NH3的反应热△H = -92kJ/mol。

【小结】1、若反应放热，说明反应物所具有的总能量>生成物所具有的总能量

△H<0

反应物的稳定性<生成物的稳定性

若反应吸热，说明反应物所具有的总能量<生成物所具有的总能量

△H>0

反应物的稳定性>生成物的稳定性

物质所具有的总能量越高物质越不稳定。

2、在恒压反应中，∑E（生成物）+∑E（成键）=∑E（反应物）+∑E（断键）

△H=∑E（生成物）-∑E（反应物）=∑E（断键）-∑E（成键）

第二课时

热化学方程式的书写方法和应用

【复习引入】什么是化学反应热？如何表示？如何准确地描述物质间的化学反应及其能量变化？今天我们来学习热化学方程式及其应用。

【板书】（二）热化学方程式

【学生活动】阅读教材相关内容，思考、讨论、回答下列问题：

1、

什么是热化学方程式，有何意义？书写步骤？

2、

书写热化学方程式为什么要注明物质的状态？

3、

化学计量数与△H的关系？

（让学生回答，并归纳小结）

【板书】1、定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。

- 4 -

2、意义：不仅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。

3、书写步骤：

（1）写出化学方程式；

（2）标明各物质的聚集状态；

（3）注明反应的温度和压强（中学阶段可不特别注明）；

（4）写出△H的值并标明“+”与“—”；

（5）检查化学计量数和△H值是否对应。

【讲解】书写热化学方程式要注明物质的聚集状态，因为物质呈现哪一种聚集状态（气、液、固）与他们所具有的能量有关。例如：水蒸气状态时所具有的能量与液态或固态时所具有的能量是不同的。

化学计量数与△H的关系：热化学方程式中，物质前的化学计量数不表示分子个数。因此它可以是整数，也可以是分数，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同。例如：

H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；△H= —184.6KJ/mol 1/2 H2（g）+1/2Cl2（g）=HCl（g）；△H= —92.3KJ/mol 2 H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H= —483.6KJ/mol

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H= —241.8KJ/mol 【学生根据以上热化学方程式，总结规律】

1、

△H与化学计量数成正比；

2、

无论化学计量数怎么变，△H的单位都规定为KJ/mol。

【课堂练习】书写热化学方程式：第3页（交流与讨论）

【过度】我们研究热化学方程式，那么热化学方程式有什么含义？有何应用呢？

【讲解】例如：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H= —241.8KJ/mol，表示1mol气态H2和1/2molO2反应生成1mol水蒸气，放出241.8KJ的热量。（在101Kpa，25℃时）

【板书】4、热化学方程式的含义：

[投影]例：H2(g)＋和1O2(g) = H2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol，表示 lmol气态 H2

21mol气态 O2反应生成 lmol水蒸气，放出 241.8kJ的热量。(在 101kPa和 25℃时) 211

H2(g)十O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol，表示lmol气态H2与mo气态O2反应在22101 kPa和 25℃时，生成lmol液态水，放出285.8kJ的热量。

- 5 -

描述在一定条件下，一定量某状态下的物质，充分反应后所吸收或放出热量的多少。

4、

热化学方程式的应用：

教材第4页：例1、（问题解决）、第5页（问题解决）

[练习1]、已知C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H= —393.5KJ/mol

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H= —241.5KJ/mol 欲得到相同热量，需充分燃烧C和H2的质量比约为

（

A

）

A、12：3.25

B、3.25：12

C、1：1

D、6：1 [练习2]、已知两个热化学方程式

2 H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H= —571.6KJ/mol C3H8（g）+5O2（g）=3CO2+4H2O；△H= —2220KJ/mol 实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847KJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比是

（

）

A、1：3

B、3：1

C、1：4

D、1：1 [练习3] 已知在25℃，101kPa下，1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量．表示上述反应的热化学方程式正确的是( ) A．C8H18(1)B．C8H18(1)C．C8H18(1)25O2(g)8CO2(g)9H2O(g)；△H＝－48.40kJ/mol 225O2(g)8CO2(g)9H2O(1)；△H＝－5518kJ/mol 225O2(g)8CO2(g)9H2O(1)；△H＝+5518kJ/mol 2D．2C8H18(1)25O2(g)16CO2(g)18H2O(1)；△H＝－11036kJ/mol 分析与解答

1 mol C8H18燃烧放出热量48.40kJ/g×114g＝5518kJ。 答

案： B D [练习4] 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，其热化学方程式为_________________________．又已知：H2O(1)H2O(g)；△H＝44kJ．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．

分析与解答

1 mol B2H6燃烧放出热量649.5kJ2165kJ0.5mol B2H6燃烧生成液态水(1.5mol)0.3，- 6 -

放出热量为12165kJ，1.5mol H2O(1)变为1.5mol H2O(g)需吸收热量为66kJ，所以，20.5mol B2H6燃烧生成气态水时放出热量为：

12165kJ1.544kJ1016.5kJ2

答案 B2H6(g)3O2(g)B2O3(s)3H2O(l)；△H＝－2165kJ/mol 1016.5 [小结]略

[作业]P125 2、3、4 [板书设计] 第一单元

化学反应中的热效应

一、反应热

焓变：在化学反应过程中放出或吸收的热量、通常叫做反应热。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：一定压强下，在敞口容器中发生的反应所放出或吸收的热量。

（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收的总能量时，反应为放热反应，△H为“一”或△H＜0 ②当生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量时，反应是吸热反应，△H为“十”或△H＞0 二、热化学方程式

1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。

2．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同时，其△H不同。

(2)要注明反应物和生成物的状态。

(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，当化学计量数不同时，其△H也不同。

3．热化学方程式的舍义

描述在一定条件下，一定量某状态下的物质，充分反应后所吸收或放出热量的多少。

4．热化学方程式的应用

- 7 -

第三课时

二、反应热的测量与计算

【教学过程】

[引入]不同的化学反应具有不同的反应热，可以通过实验来测定。教材第6页（活动与探究）

（一）、铺垫：

[教师]下列数据表示燃烧热吗？为甚麽? H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol [设计意图]与旧知识“燃烧热”相衔接，减少学生的陌生感，且为学生设计测定“C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=?”做好知识与理解的铺垫。

[学生]不是，因为当水为液态是反应热才是燃烧热。

[教师]那么，H2的燃烧热△H究竟是多少？

已知： H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol [学生]H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol （二）、引入：

[教师]如何测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? 思考并回答：①能直接测出吗？如何测？

②若不能直接测出，怎么办？

[设计意图]使学生首先在无意识的情况下应用盖斯定律，以便对盖斯定律的理解。

[学生]讨论发现：不能直接测出

得出方案：

①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol ① + ② = ③

，

则

ΔH1 + ΔH2 =ΔH3

所以，ΔH1 =ΔH3-ΔH2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol [教师]为什么可以这样计算？应用了什么原理？

（三）、盖斯定律

不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化学反应的- 8 -

反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。这就是盖斯定律。

[教师]盖斯何许人也？

[学生]讲述盖斯的生平事迹。

（四）、对盖斯定律的理解与分析

[教师]请观察思考：ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？

[学生]ΔH=ΔH1+ΔH2

[教师]根据能量守恒定律引导学生理解盖斯定律。

（五）、应用盖斯定律计算反应热

[教师]石墨能直接变成金刚石吗？

教材第8页例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25℃,101kPa时) 说明：

（1）可以在书中查找需要的数据

（2）并告诉大家你设计的理由。

[学生]查阅燃烧热数据，设计方案：

①C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol ②C(金刚石，s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol 所以，

①- ②得：

C(石墨，s)= C(金刚石，s) △H=+1.5kJ/mol [教师]这个热化学方程式说明了什么？

[学生]石墨不会自动变成金刚石；石墨与金刚石的能量相差不远。

（学生完成）教材第8至9页（问题解决）

[练习]：

按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已知：

(1)NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol (2)NH3(g)+H2O(l)===NH3.H2O(aq) △H2=-35.1kJ/mol (3)HCl(g) +H2O(l)===HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol (4)NH3(aq)+ HCl(aq)===NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol (5)NH4Cl(s)+2H2O(l)=== NH4Cl(aq) △H5=？

- 9 -

则第（5）个方程式中的反应热△H是________。

[学生]根据盖斯定律和上述反应方程式得：

(4)+ (3)+ (2)- (1)= (5)，即Q= +16.3kJ/mol [作业]教材第11至12页1、5、6题

【总结】归纳盖斯定律：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

第四课时

【教学过程】：

[引言]复习热化学方程式的意义，书写热化学方程式的注意事项，引入新课。

[板书]三、能源的充分利用

一、燃烧热

[讲述]反应热种类：燃烧热、中和热、溶解热等

[板书]1．定义：在 101 kPa时，lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

[学生讨论、归纳概念要点] (1)在101 kPa时，生成稳定的氧化物。

如C完全燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧。又如H2燃烧生成液态 H2O，而不是气态水蒸气。

(2)燃烧热通常是由实验测得的。

(3)可燃物以lmol作为标准进行测量。

(4)计算燃烧热时，热化学方程式常以分数表示。

例：H2(g)十1O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol 2 [板书]2．研究物质燃烧热的意义

了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。

[投影] - 10 -

[思考与交流]应根据什么标准来选择燃料？

[汇报]1、根据物质的燃烧热、燃料的储量、开采、储存的条件、价格、对生态环境的影响等综合考虑。

2、表中较理想的燃料是：氢气、甲烷、甲醇等。

[练习]教材第10页（交流与讨论）

[板书]二、新能源：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。

[小结]略

[作业]P12 第7、8题

[板书设计] 第二节

燃烧热

能源

一、燃烧热

1．定义：在 101 kPa时，lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

2．研究物质燃烧热的意义：了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。

二、新能源：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。

- 11 -