第一单元 化学反应中的热效应教学设计及教案分析

第1课时

化学反应的焓变

教学目标：

1.能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热的概念。

2.知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。

教学重点、难点：化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。

探究建议：查阅资料、交流探究。

课时划分：一课时。

教学过程：

[讨论]在我们学过的化学反应当中，有哪些反应伴随着能量（热量）变化？

[引言]通过讨论知道，在化学反应当中，常伴有能量变化，现在我们来学习化学反应中的能量变化。

[板书]

化学反应的焓变

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

（1）符号：用△H表示。

（2）单位：一般采用kJ·mol—1。

（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：

[设疑]例如：H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g) 实验测得l mol H2与l mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量，从微观角度应如何解释？

[电脑投影]

[析疑] 2

化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ＋243kJ＝679 kJ，

化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝862 kJ，

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总能量的差就是此反应的反应热。

[板书] （6）反应热的表示方法：

[学生阅读教材小结] 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，使反应本身能量降低，规定放热反应△H为“一”，3

所以△H为“一”或△H＜0时为放热反应。

上述反应

H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，反应热测量的实验数据为184.6 kJ·mol—1，与计算数据183 kJ·mol—1很接近，一般用实验数据表示，所以△H =-184.6 kJ·mol—1。

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，通过加热、光照等方法吸收能量，使反应本身能量升高，规定△H为“＋”，所以△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应。

[板书] △H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H＜0时为放热反应。

[投影]

[讲解]

4

（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时放出热量，反应为放热反应。规定放热反应△H为“一”。

（2）如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时吸收热量，反应为吸热反应。规定△H为“＋”。

[投影] 例

1：1 mol C与1 mol H2O(g)反应失成l mol CO(g)和1 mol H2(g)，需要吸收131.5 kJ的热量，该反应的反应热为△H=

kJ·mol—1。(＋131.5) 例

2：拆开

l mol H—H键、l mol N－H键、l mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391kJ、946 N，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l mol N—H键和生成l mol N—H键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计5

算：2×3×391 kJ·mol—1-946 kJ·mol—1-3×436 kJ·mol—1=92 kJ·mol—1，而

l mol H2只与1mol N2反应，所以反应热△H=3-92kJgmol—1=-30.6 kJgmol-13，则此题l mol N2生成NH3的反应热△H = -92kJgmol—1。

[过渡]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？下面我们来学习热化学方程式。

[板书] 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。

例：H2(g)＋I2(g)2HI(g)；△H=－14.9kJgmol

—1

[学生分析]热化学方程式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。

[板书] 2．书写热化学方程式的注意事项：(让学生阅读教材归纳、总6

结) (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。

[讲述]但中学化学中所用的△H的数据，一般都是在101 kPa和

25℃时的数据，因此可不特别注明。但需注明△H的“＋”与“－”。

[板书] (2)要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。

[讨论]例如：

H2(g)＋1O2(g)H2O(g)；△H=-241.8 kJ·mol—1

2

H2(g)十1O2 (g)H2O(l)；△H=-285.8 kJ·mol—1

2

从上述两个热化学方程式可看出，l mol H2反应生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44 kJ·mol—1的热量。产生的热量为什么不同？

7

[板书] (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。

[投影]例如：

H2(g)+C12(g)2HCl(g)；△H=-184.6 kJ·mol—1

1H2(g)+ 1Cl2(g)HCl(g)；△H＝－92.3 kJ·mol—1

22[板书] 3．热化学方程式的含义

[投影]例：H2(g)＋1O2(g)H2O(g)；△H=-241.8 kJ·mol—1，表2示

l mol气态

H2

和1mol气态

O2反应生成

l mol水蒸气，放出

241.8 kJ的热量。2(在

101kPa和

25℃时) —1H2(g)十1O (g)HO(l)；△H=-285.8 kJ·mol，表示l mol气态222H2与1mo1气态O2反应在101 kPa和

25℃时，生成l mol液态水，28

放出285.8 kJ的热量。

[学生归纳]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。

[板书] 4．热化学方程式的应用

[投影] 例1

已知在25℃，101kPa下，1gCH(辛烷)燃烧生成二818氧化碳和液态水时放出48.40 kJ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)；△225O2(g)8CO2(g)9H2O(1)；△2H＝－48.40 kJ·mol—1

H＝－5518 kJ·mol—1

H＝+5518 kJ·mol—1

25O2(g)8CO2(g)9H2O(1)；△2D．2C8H18(1)25O2(g)16CO2(g)18H2O(1)；△H＝－11036 kJ·mol—1

分析与解答

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

BD 9

例2

0.3 mol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649.5 kJ热量，其热化学方程式为________________________。又已知：HO(1)HO(g)；22△H＝44 kJ。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 B2H6.5kJ2165kJ燃烧放出热量6490.3，0.5 mol B2H6燃烧生成液态水(1.5 mol H2O(g)1mol)放出热量为22165kJ，1.5 mol H2O(1)变为1.5 需吸收热量为66 kJ，所以，0.5 mol B2H6燃烧生成气态水时放出热量为：

12165kJ1.544kJ1016.5kJ2

答案

1016.5 [小结]略

[作业]略

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B2H6(g)3O2(g)B2O3(s)3H2O(l)；△H＝－2165 kJ·mol—1

[板书计划]

化学反应的焓变

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—1。

（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，

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△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

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