第一单元 化学反应中的热效应教学实录与评析

化学反应中的热量变化（教案）

1.引出话题：

燃气价格问题

师：在必修二中，我们已经从定性角度初步学习了化学反应中的能量变化。根据人们

的感受，化学反应如果使人感觉到温暖，就是放热反应；使人感到寒冷，就是吸热反应。并且我们知道，化学反应有能量变化的原因是反应物和生成物能量不同，当反应物能量总和小于生成物时，反应吸热，反之放热。（见图1）

师：在化学反应原理这本教材中，当我们再次面对化学反应中的能量变化时，我们把体系具有的能量作为研究对象进行定量研究。由于一般化学反应是在恒压条件下进行的，

我们将恒压条件下体系的能量定义为焓（H），当反应后体系的焓减少，我们就说体系是放热的，

其反应热即为焓变△H。

板书：1.反应热----焓变△H 吸热反应：△H>0 放热反应：△H<0 焓的影响因素：物质的状态、物质的量、温度、压强。

师：如何定量测量一个化学反应的焓变呢？

板书：2.反应热的测量（见图2）

师：投影两则报道

报道1：

明起南京民用天然气价涨至2.5元/m3

新华报业网（南京）

昨天，

南京市物价局召开新闻发布会，备受关注的民用天然气价格改革方案最终出炉。根据新的方案，2016年1月1日起，民用天然气第一阶梯价格从2.2元/m上涨至2.5元/m

，涨幅较大。

33报道2：

扬子晚报

2004年6月10日）

截止到6月9日，南京已有近万户居民用户用上天然气，迟迟不肯露面的天然气价格也浮出水面，6月9日，南京市物价局公布了该市天然气销售价格，

其中居民生活用气价格为2.2元/m。而之前管道煤气价格1.1元/m33

燃气价格变贵了吗？

定量方法解决燃气价格问题

师：要解决这一问题需要知道什么数据？

生：燃烧热。

师：什么是燃烧热？

板书：3.燃烧热

在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量。

师：常见物质的燃烧热数据如表1所示，燃料价格如表2所示。

生：从燃烧热的数据来看，虽然等体积的天然气的价格是煤气（CO和H2的混合气体）的2倍，但由于等体积的甲烷燃烧热大于天然气的2倍，所有使用天然气后，燃气价格实际上是变便宜了。

师：从能源供应商的角度来讲，希望天然气的价格是煤气的3倍左右（天然气的燃烧热大约是煤气的3倍），当然能源消费者不希望价格那么高，这时政府行政部门（物价局）就发挥了协调作用。天然气的价格从2004年到2015年，维持了11年没有上涨，政府部门在关系民生问题的事情中发挥了重要作用。

估算方法解决燃气价格问题

师：观察表1燃料的燃烧数据，我们有什么新的发现？

生：CO和H2的燃烧热近似相等。

师：已知CO和H2的燃烧热近似相等，如果没有各物质具体燃烧热数据，你能否从分子组成上通过估算解决这一问题？

生：1个CH4分子可以看作是1个CO分子和2个H2分子像堆积木一样组合起来的（见图4），所有甲烷的燃烧热是煤气的3倍左右。

对估算方法的反思之一

师：上述估算方法合理吗？对此大家有什么疑问？

生1：刚才的估算中，1个CO分子和2个H2分子组合实际得到的是CH4O分子。CH4O和CH4的燃烧热相等吗？如果不等，对估算结果有什么影响？

生2：从分子组成上看，CH4O分子比CH4分子多了1个氧原子，CH4O可以看成是CH4不分氧化的产物。氧化是放热的，实际上天然气燃烧热的绝对值比煤气燃烧热的绝对值的3倍还要多一些。

师：CH4部分氧化真是放热的吗？写出表示CH4O、CH4燃烧热的热化学方程式，查阅相

关数据，计算出CH4部分氧化为CH4O的热化学方程式。

生：

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1 =-890.3kJ/mol CH4O(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H2=-726.5kJ/mol 根据盖斯定律，可得：CH4(g)+1/2O2(g)=CH4O(g) △H3=-163.8kJ/mol 板书：4.盖斯定律

不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。

对估算方法的反思之二

师：实际上CH4分子应该看作1个碳原子和2个氢分子“捏”在一起的产物。1molCH4燃烧释放的热量与1mol碳和2molH2的燃烧放热总量相等吗？

生：不等。

师：由能量差能写出什么新的化学反应？并利用盖斯定律计算反应热（见图5）。

生：C(s)+2H2(g)=CH4(g)

△H1=△H2-△H3=74.8kJ/mol 师：从微观角度看，1molCH4燃烧释放的热量与1mol碳和2molH2的燃烧放热总量为何不等？请考虑C(s)+2H2(g)=CH4(g)有能量变化的微观原因是什么？

生：反应物破坏化学键需要吸收能量，形成生成物中的化学键则放出能量，而化学反应能量变化的原因就是两者的能量差。△H=反应物的键能和-生成物的键能和。

师：请从键能角度估算C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热，一些化学键的键能见表3

生：△H=2×348+2×436-4×413=-84kJ/mol 师：由计算结果可知，1molCH4燃烧放出的热量与1mol碳和2molH2的燃烧放热总量差距不大，不影响上述估算。

练习巩固：应用盖斯定律进行计算。

已知：①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H1=-196.6kJ/mol ②2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) △H2=-113.0kJ/mol 则反应③NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)的△H3= kJ/mol 例2.

乙烯是重要的化工原料。

（1）工业上用乙烷制乙烯的热化学方程式如下：

①根据键能（见表4）计算反应热△H1

②已知：一些物质的燃烧热如表5所示，试计算乙烯的燃烧热。

工业上用乙烷制乙烯常在乙烷气体中通入氧气，使其发生下述反应：

C2H6(g)+O2(g)→C2H4(g)+H2O(l) △H2=? ①计算

△H2

②通入氧气的目的是什么？

③实际工业生产中，水的状态为气态：

C2H6(g)+O2(g)→C2H4(g)+H2O(g) △H2’=?

还能用氢气的燃烧热直接计算△H2’吗？还需要知道什么数据？

课堂总结见图6