2019-2020年高中化學(xué) 1.1《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》教案 魯科版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 1.1《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》教案 魯科版選修4 知識與技能：通過反應(yīng)熱定義的學(xué)習(xí)，了解反應(yīng)熱效應(yīng)的定量描述與反應(yīng)條件有關(guān)；通過中和熱的實驗，了解反應(yīng)熱效應(yīng)的定量測定原理和方法；通過反應(yīng)焓變定義的學(xué)習(xí)，了解反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變的關(guān)系；通過熱化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)，了解熱化學(xué)方程式的意義，了解燃燒熱的概念，體會熱力學(xué)的嚴謹性；通過蓋斯定律求算反應(yīng)焓變，了解反應(yīng)焓變與變化途徑無關(guān)，僅僅與狀態(tài)有關(guān)；通過鍵能的變化求算反應(yīng)焓變，了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其能量變化的關(guān)系。 過程與方法：通過反應(yīng)熱定義的學(xué)習(xí)，理解實驗研究和理論研究在科學(xué)探究方面的意義；在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)會運用觀察、對比、分析、思考等方法對所獲得的信息進行處理；通過反應(yīng)焓變概念的學(xué)習(xí)，了解實驗研究和理論研究在科學(xué)探究方面的意義；在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)會運用觀察、分析、遷移等思維方法來建構(gòu)新的概念；通過蓋斯定律求算反應(yīng)焓變的過程，體會數(shù)學(xué)、物理在學(xué)習(xí)化學(xué)中的重要性，注意理科之間的相互滲透和影響。 情感態(tài)度與價值觀：體會實驗成功的喜悅，感悟科學(xué)探究的樂趣；養(yǎng)成良好的實事求是的科學(xué)態(tài)度；體會思考帶給人的愉快情感體驗，感悟化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的樂趣；養(yǎng)成良好的實事求是的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)重點：反應(yīng)熱概念的含義；熱化學(xué)方程式的正確書寫；熱化學(xué)方程式的正確書寫以及反應(yīng)焓變的計算。 教學(xué)難點：反應(yīng)焓變的計算 課時安排：共五課時(新課3課時 復(fù)習(xí)練習(xí)2課時) 教學(xué)過程： 第一課時 【引入新課】從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度看，化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的 生成，因此幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的釋放或吸收。通過過去對化學(xué)的學(xué)習(xí)，我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)能可以與多種形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，其中最普遍的能量轉(zhuǎn)化是化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)化。因此可以將化學(xué)反應(yīng)分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。 【板書】第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 【投影】 類型比較 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 定義 有熱量放出的化學(xué)反應(yīng) 吸收熱量的化學(xué)反應(yīng) 形成原因 反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量 反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量 與化學(xué)鍵強弱關(guān)系 生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量 生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量 【提問】常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有哪些類型？ 【學(xué)生】常見的放熱反應(yīng)： ①活潑金屬與水或酸的反應(yīng) ②酸堿中和反應(yīng) ③燃燒反應(yīng) ④多數(shù)化合反應(yīng) 常見的吸熱反應(yīng)： ①多數(shù)分解反應(yīng)，如CaCO3 CaO+CO2↑ ②2NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O（s）＝BaCl2+2NH3 ↑+10H2O ③C(s)+H2O(g) CO+H2 ④CO2+C 2CO 【講解】注意：化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱，與反應(yīng)條件（加熱或不加熱）沒有關(guān)系。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)我們還可以借助下面的圖像來理解。 生成物 反應(yīng)物 能量 反應(yīng)過程 放熱反應(yīng) 生成物 反應(yīng)物 能量 反應(yīng)過程 吸熱反應(yīng) 【投影】 【練習(xí)】下列對化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象的說法不正確的是（ AC ） A.放熱反應(yīng)時不必加熱 B.化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化 C.一般地說，吸熱反應(yīng)加熱后才能發(fā)生 D.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的數(shù)值與參加反應(yīng)的物質(zhì)的多少有關(guān) 【講解】為了定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或吸收的熱能，化學(xué)上把化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進行時，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱之為該溫度下的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。 【板書】一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 （一）反應(yīng)熱 1、定義：當化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進行時，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。 2、反應(yīng)熱的意義：描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收熱量的物理量. 3、符號： Q>0 反應(yīng)放熱 Q Q<0 反應(yīng)吸熱 4、獲得Q值的方法：（1）實驗測量法 （2）理論計算法 【講解】反應(yīng)熱可以根據(jù)反應(yīng)的類型分為多種，比如中和反應(yīng)放出的熱量叫中和熱，燃燒反應(yīng)放出的熱量為燃燒熱等等。 【板書】 ①中和熱 5、反應(yīng)熱的分類：②燃燒熱 ③生成熱…… 【講解】下面我們來看看什么是中和熱和如何進行中和熱的測定。 【板書】（二）中和熱 1、定義：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。 【投影】理解要點： ①條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。 ②反應(yīng)物：（強）酸與（強）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。 ③生成1mol水，中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH—化合生成 H20，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。 ④放出的熱量：57.3kJ/mol 【板書】2、中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；Q=-57.3kJ 【練習(xí)】1、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；△ H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。 （1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出____________kJ的熱量。 （2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反應(yīng)，放出____________kJ的熱量。 【練習(xí)】2、為了減小誤差，某同學(xué)在實驗中兩次測定中和熱。第一次用50mL0.5mol?L—1的鹽酸和50mL0.5mol?L—1NaOH溶液，第二次是用100mL0.5mol?L—1的鹽酸和100mL0.5mol?L—1的NaOH溶液。請你預(yù)測該同學(xué)兩次測得的中和熱結(jié)果 （相等或者不相等）。 【講解】我們來看看中和熱的測量及有關(guān)問題。 【閱讀】指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P3頁，完成： 1、測定中和熱的儀器； 2、測定中和熱的原理； 3、測定中和熱中應(yīng)該要注意哪些問題？ 【視頻】中和熱的測定。 【板書】3、中和熱的測量 （1）儀器：量熱計（環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計、燒杯） 【投影】 【板書】（2）原理：Q= —C(T2—T1) (C為熱容) 或Q= —C m (T2—T1)（C為比熱容） 中和熱：Q= = 與酸、堿的用量無關(guān)。 【講解】根據(jù)單位判斷到底是熱容還是比熱容。 【板書】（3）步驟： 【投影】步驟： 1）組裝量熱器 在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平(防止熱量擴散到周圍的空氣中，造成誤差)。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如上圖所示。 2）藥品取用 用一個量筒最取50 mL 1.0 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。用另一個量筒量取50 mL 1.0mol/LNaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。 3）酸堿混合 把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計（注意不要灑到外面）。立即蓋上蓋板,用環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。 4）數(shù)據(jù)處理 5）重復(fù)以上實驗兩次 【提問】我們測得中和熱為52.5kJ，小于57.3kJ，你們認為造成誤差的原因可能有哪些？ 【交流與討論】學(xué)生匯報討論的結(jié)果。 【投影】產(chǎn)生誤差的原因有： （1）量取溶液的體積有誤差 （2）藥品的選用不當引起的誤差 （3）實驗過程中有液體灑在外面 （4）混合酸、堿溶液時，動作緩慢 （5）隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差 （6）測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。 【提問】 （1）大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？ （2） 酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？ （3） 實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？為什么？ （4） 有人建議用50mL1.1mol/LNaOH進行上述實驗，測得的中和熱數(shù)值會更加準確。為什么？ 【答案】（1）減少熱量損失 （2）減少熱量損失 （3）不能。因為銅絲易導(dǎo)熱，使熱量損失較大 （4）可以保證鹽酸完全反應(yīng)。使測得的熱量更加準確。 【練習(xí)】3、50ml0.50molL-1鹽酸與50mL0.55molL-1NaOH溶液在如下圖所 示的裝置中進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中放出的熱量可 計算中和熱。回答下列問題： （1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃儀器是 。 （2）燒杯間填滿碎紙條的作用是 。 （3）若大燒杯上不蓋硬紙板，求得的反應(yīng)熱數(shù)值 （填“偏大”“偏小”或“無影響”）。 （4）實驗中該用60mL0.50molL-1鹽酸跟50mL0.55molL-1NaOH溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量 （填“相等”或“不相等”），簡述理由： 。 （5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱數(shù)值會 ；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進行上述驗，測得的放出的熱量數(shù)值可能會 （填“偏大”“偏小”或“無影響”）。 【小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。 【作業(yè)】完成練習(xí)冊中的有關(guān)練習(xí) 【板書設(shè)計】第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 （一）反應(yīng)熱 1、定義：當化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進行時，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。 2、反應(yīng)熱的意義：描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收熱量的物理量. 3、符號： Q>0 反應(yīng)放熱 Q Q<0 反應(yīng)吸熱 4、獲得Q值的方法：（1）實驗測量法 （2）理論計算法 ①中和熱 5、反應(yīng)熱的分類：②燃燒熱 ③生成熱…… （二）中和熱 1、定義：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。 2、中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；Q=-57.3kJ 3、中和熱的測量 （1）儀器：量熱計（環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計、燒杯） （2）原理：Q= —C(T2—T1) (C為熱容) 或Q= —C m (T2—T1)（C為比熱容） 中和熱：Q= = 與酸、堿的用量無關(guān)。 （3）步驟 第二課時 【復(fù)習(xí)提問】1、什么是反應(yīng)熱？ 2、什么是中和熱？如何測定中和熱？ 【引入新課】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱是由于反應(yīng)前后物質(zhì)所具有的能量不同而產(chǎn)生的。能量正如質(zhì)量一樣，也是物質(zhì)固有的性質(zhì)。物質(zhì)具有的這個能量可以用一個物理量來描述，為此，科學(xué)家們定義了一個稱之為“焓”的物理量，下面我們來看看這個物理量。 【板書】二、化學(xué)反應(yīng)的焓變 （一）焓與焓變 【閱讀預(yù)習(xí)】1、焓和焓變分別是用來描述什么的物理量？ 2、反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱有什么關(guān)系？在什么條件下，該關(guān)系成立？ 【板書】1、焓（H）：用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。 【注意】① 焓是一個物理量；②焓是物質(zhì)固有的性質(zhì)，與密度相似 【板書】2、焓變（△H）：反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差，稱為反應(yīng)焓變。是用來描述反應(yīng)熱的物理量。 （1）單位：J?mol—1或kJ?mol—1 （2）表達式： △H=H（反應(yīng)產(chǎn)物) — H（反應(yīng)物） 【學(xué)生分析】從能量角度分析焓變與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系： 吸熱反應(yīng)：△H>0，即產(chǎn)物的焓（產(chǎn)物具有的總能量）大于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 )，當由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時，需吸收能量。 放熱反應(yīng)：△H<0，即產(chǎn)物的焓（產(chǎn)物具有的總能量）小于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 )，當由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時，需釋放能量。 【板書】 △H>0 或“+”反應(yīng)放熱 （3）△H △H<0 或“—”反應(yīng)吸熱 （4）對于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)，若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變，表示為：Qp=△H （Qp為等壓反應(yīng)熱） 【投影】我們可以借助于反應(yīng)焓變示意圖來理解反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱之間的關(guān)系。 焓 焓 反應(yīng)物 反應(yīng)產(chǎn)物 反應(yīng)物 △H > 0 △H < 0 反應(yīng)吸熱 反應(yīng)放熱 反應(yīng)產(chǎn)物 化學(xué)反應(yīng)中的焓變示意圖 △H = ∑E(反應(yīng)產(chǎn)物） —∑E(反應(yīng)物) 【過渡】我們以前講的化學(xué)反應(yīng)方程式僅表示物質(zhì)的變化，沒有將反應(yīng)過程中的能量表示出來。如果既要將物質(zhì)變化表示出來，也要將能量變化表示出來的話我們就要借助于熱化學(xué)方程式了。 【板書】（二）熱化學(xué)方程式 1、定義：表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。 2、含義：不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 【舉例】H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H (298K)=—285.8kJ?mol—1的意義：1molH2和molO2反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O時放出285.8kJ的熱量。 【交流與討論】觀察上述熱化學(xué)方程式與普通的化學(xué)方程式有什么不同？ 【學(xué)生】回答。 【交流與討論】1、 △H的單位中 mol—1的含義是什么？ 2、 觀察下面三個熱化學(xué)方程式： ①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H (298K)=—241.8kJ?mol—1 ② H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H (298K)=—285.8kJ?mol—1 ③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H (298K)=—571.6kJ?mol—1 試回答： 為什么① 中的△H 的值要比②中的 △H值要大？ ③中的△H的值為什么是②中的 △H值的2倍？ 3、 298K，101kPa時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H= -92.38kJ/mol。 在該溫度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在進行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么。 【板書】3、熱化學(xué)方程式的書寫要點 【投影】熱化學(xué)方程式的書寫要點： ① 注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不標反應(yīng)條件，也不用↑和↓。 ② 注意反應(yīng)熱△H與測定條件（溫度、壓強等）有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明△H的測定條件。 絕大多數(shù)△H是在298K、101325Pa下測定的，可不注明溫度和壓強。 ③ △H的單位J?mol—1或kJ?mol—1； ④ 注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)、也可以是分數(shù)。 ⑤△H的的值與方程式中的物質(zhì)前的系數(shù)成正比，若反應(yīng)逆向進行，△H的數(shù)值改變符號，但絕對值不變。 ⑥△H的的值指的是反應(yīng)物完成轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所放出的熱量。 【練習(xí)】1、比較下列各組熱化學(xué)方程式中△H1與△H2 的大小，并說明理由。 （1） 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (g) △H1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) △H2 （2） S(g) + O2(g) = SO2 (g) △H1 S(s) + O2(g) = SO2 (g) △H2 （3） H2(g) + Cl2(g) = 2HCl (g) △H1 H2(g) + Cl2(g) = HCl (g) △H2 （4） C(s) + O2(g) = CO (g) △H1 C(s) + O2(g) = CO2 (g) △H2 2、在101325Pa和298K條件下,2molH2生成水蒸汽放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是( ) A.2H2+O2=2H2O ， △H= -484kJ/mol B.H2O(g)= H2(g)+ O2(g) △H= +242kJ/mol C.2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)， △H= -484kJ/mol D.H2(g)+ O2(g)= H2O(g) △H= +242kJ/mol 3、0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，乙硼烷燃燒的熱化學(xué)方程式為： 。 4、在101kPa時，0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O放出495.2kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。并計算1000L（標準狀況）甲烷燃燒放出的熱量為多少？480g呢？ 【小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。 【作業(yè)】P9 1 P10 2 【板書設(shè)計】二、化學(xué)反應(yīng)的焓變 （一）焓與焓變 1、焓（H）：用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。 2、焓變（△H）：反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差，稱為反應(yīng)焓變。是用來描述反應(yīng)熱的物理量。 （1）單位：J?mol—1或kJ?mol—1 （2）表達式： △H=H（反應(yīng)產(chǎn)物) — H（反應(yīng)物） △H>0 或“+”反應(yīng)放熱 （3）△H △H<0 或“—”反應(yīng)吸熱 （4）對于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)，若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變，表示為：Qp=△H （Qp為等壓反應(yīng)熱） （二）熱化學(xué)方程式 1、定義：表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。 2、含義：不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 3、熱化學(xué)方程式的書寫要點 第三課時 【復(fù)習(xí)提問】1、什么是熱化學(xué)方程式？書寫熱化學(xué)方程式要注意哪些要點？ 2、 寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 （1）1molC2H5OH(l)與適量O2(g)反應(yīng)，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ熱量。 。 （2）18g葡萄糖與適量O2(g)反應(yīng)，生成CO2(g)和H2O(l)， 放出280.4kJ熱量。 。 【講解】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，有的能夠測量，有的不能測量。比如將一些生成不穩(wěn)定物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，例有C CO，CO或多或少的要轉(zhuǎn)化為CO2，還有一些反應(yīng)進行的比較慢，要幾天，幾個月，幾年，甚至幾十年，肯定不能測量。對于這樣的反應(yīng)熱，我們就要進行計算才能得到。這節(jié)課我們就來講講反應(yīng)焓變的計算。 【板書】三、反應(yīng)焓變的計算 【講解】反應(yīng)焓變之所以能夠有計算得出，要歸功于瑞士科學(xué)家蓋斯提出的蓋斯定律，我們來看看該定律的內(nèi)容。 【板書】（一）蓋斯定律： 1、內(nèi)容：對于一個化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變都是一樣的。 【講解】這就說明對于化學(xué)反應(yīng)，只要其反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物確定了，不管它中間經(jīng)歷了多少步，反應(yīng)焓變總是一定的。好比一個人登山，不管他選擇什么途徑，只要他從山腳到了山頂，他攀爬的高度總是一定的。這也說明了反應(yīng)焓變有點像物理學(xué)中的矢量。究其原因是焓是一個狀態(tài)函數(shù)。 【板書】2、理解要點： （1）反應(yīng)焓變（反應(yīng)熱效應(yīng)）只與始態(tài)（反應(yīng)物）、終態(tài)（生成物）有關(guān)，與反應(yīng)過程無關(guān)。 （2）焓變（反應(yīng)熱）總值一定。 反應(yīng)物 a 生成物 △H △H2 △H1 c b △H5 △H4 △H3 【投影】 △H = △H1 + △H2 = △H3 + △H4 + △H5 【講解】下面就結(jié)合例題，利用蓋斯定律來求反應(yīng)焓變。 【板書】（二）焓變的計算方法 1、利用已知焓變求未知焓變——熱化學(xué)方程式相加減 【例1】試利用298K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，計算此溫度下 C（s，石墨）+O2（g）=CO（g）的反應(yīng)焓變。 C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g） △H1 = —393.5kJ?mol—1 CO （g） + O2（g）= CO2（g） △H2 = —283.0kJ?mol—1 解：設(shè)此反應(yīng)分兩步進行： 第一步：C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g） △H1 = —393.5kJ?mol—1 第二步：CO2（g）= CO （g） + O2（g）△H2 ′= —△H2 = 283.0kJ?mol—1 將上述兩步反應(yīng)相加得總反應(yīng)為： C（s，石墨）+O2（g）=CO（g） △H3 = ？ 根據(jù)蓋斯定律，△H3 =△H1 + △H2 ′ =—393.5kJ?mol—1 + 283.0kJ?mol—1 =—110.5kJ?mol—1 答：298KC（s，石墨）+O2（g）=CO（g）的△H為—110.5kJ?mol—1。 【例2】試利用298K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，計算此溫度下P4（s，白磷）= 4P（ s，紅磷）的反應(yīng)焓變。 P4（s，白磷）+ 5O2（g）= P4O10（S） △H1 = —2983.2kJ?mol—1 P（s，紅磷）+ O2（g）= P4O10（S） △H2 = —738.5kJ?mol—1 — 29.2 kJ?mol—1 【練習(xí)1】試利用298K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，計算此溫度下 2N2H4(g) + 2NO2(g) == 3N2(g) + 4H2O(g)的反應(yīng)焓變。 N2（g） + 2O2（g） == 2NO2（g） △H1 = + 67.7kJ?mol—1 N2H4（g）+ O2（g） == N2（g）+ H2O（g） △H2 = — 534kJ?mol—1 — 1135.7 kJ?mol—1 【練習(xí)2】試利用298K時下述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，計算此溫度下 Zn（s）+ HgO（s） == ZnO（s）+ Hg（l）的反應(yīng)焓變。 Zn（s） + O2（g）== ZnO（s） △H1 = —351.1kJ?mol—1 Hg（s） + O2（g）== HgO（s） △H2= —90.7kJ?mol—1 — 260.4 kJ?mol—1 【講解】下面我們看看用另外一種方法來求反應(yīng)焓變的方法—— 【板書】2、利用化學(xué)鍵的鍵能求焓變 【講解】首先，我們要知道什么是鍵能。 【板書】（1）鍵能：原子間形成（或斷裂）1mol化學(xué)鍵時釋放（或吸收）的能量。 （2）△H = ∑ (反應(yīng)物的鍵能） —∑(反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能) 【例1】以下是部分共價鍵鍵能數(shù)據(jù)：H—S 364kJ?mol—1，S—S 266kJ?mol—1，S=O 522kJ?mol—1，H—O 464kJ?mol—1。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算下面這個反應(yīng)的焓變。 2H2S(g) + SO2(g) == 3S(g) + 2H2O(g) △H = ？ S8分子結(jié)構(gòu) —1484kJ?mol—1 【練習(xí)】以下是部分共價鍵鍵能數(shù)據(jù)：P—P 198kJ?mol—1，P—O360kJ?mol—1，O=O 498kJ?mol—1。 試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算下面這個反應(yīng)的焓變。 P4(s,白磷) + 3O2(g) == P4O6(s) △H = ？ 氧原子 磷原子 P4 分子結(jié)構(gòu) P4O6 分子結(jié)構(gòu) —1638kJ?mol—1 【小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。 【作業(yè)】 P10 3、4 【板書設(shè)計】三、反應(yīng)焓變的計算 （一）蓋斯定律： 1、內(nèi)容：對于一個化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變都是一樣的。 2、理解要點： （1）反應(yīng)焓變（反應(yīng)熱效應(yīng)）只與始態(tài)（反應(yīng)物）、終態(tài)（生成物）有關(guān)，與反應(yīng)過程無關(guān)。 （2）焓變（反應(yīng)熱）總值一定。 （二）焓變的計算方法 1、利用已知焓變求未知焓變——熱化學(xué)方程式相加減 2、利用化學(xué)鍵的鍵能求焓變 （1）鍵能：原子間形成（或斷裂）1mol化學(xué)鍵時釋放（或吸收）的能量。 （2）△H = ∑ (反應(yīng)物的鍵能) —∑(反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能) （1） 根據(jù)蓋斯定律計算化學(xué)反應(yīng)的焓變 （2） 由生成反應(yīng)的焓變計算化學(xué)反應(yīng)的焓變 （3） 利用化學(xué)鍵的鍵能求焓變 （第四課時） 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 反應(yīng)熱 焓及焓變 2.意義：描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收熱量的物理量。 3.單位：J/mol或kJ/mol 4.分類： 燃燒熱：在101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量 中和熱：在稀溶液中，強酸和強堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時所產(chǎn)生的反應(yīng)熱 5.測定： （1） 儀器：量熱計 （2） 表達式：Q=-C(T2-T1) 或Q=-Cm(T2-T1) 焓：物質(zhì)所具有的能量，是物質(zhì)固有的性質(zhì)，符號H 單位：kJ/mol或J/mol 焓 變 1. 定義：反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差 2. 表達式：△H=H（反應(yīng)產(chǎn)物）-H（反應(yīng)物） 3. 表示方法：熱化學(xué)方程式 4. 意義：表明了物質(zhì)變化情況，表明了化學(xué)反應(yīng)中的焓變 書寫注意事項 5. 焓 變 的 計 算 【典例精析】 例1． 已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 ①C(石墨)+O2(g)==CO2(g) ΔH=-393.51kJ/mol、②C(金剛石)+ O2(g)==CO2(g) ΔH=-395.41kJ/mol據(jù)此判斷，下列說法正確的是（A） A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低 B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高 C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低 D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高 【解析】根據(jù)蓋斯定律，將①式減去②式，得到下列熱化學(xué)方程式： C(石墨)== C(金剛石) ΔH=-1.90kJ/mol 說明由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)，吸收的熱量作為化學(xué)能的形式貯存在金剛石中，也就是等質(zhì)量的金剛石具有的能量比石墨高。A選項正確。 例2． 氫氣、一氧化碳、辛烷(C8H18)、甲烷的熱化學(xué)方程式分別為 相同質(zhì)量的H2、C8H18、CH4完全燃燒時放出熱量最少的是（B） A H2(g) B. CO(g) C. C8H18 (l) D. CH4 (g) 【解析】本題主要考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，假設(shè)其質(zhì)量皆為1g，則它們放出的熱量分別為： H2： CO： C8H18： CH4： 例3． 在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中，ΔH1>ΔH2的是（AC） A. 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH1 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH2 B. S(g)＋O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH2 C. C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) ΔH1 C(s)＋O2(g)=CO2 (g) ΔH2 D. H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1 1/2H2(g)＋1/2Cl2(g)=HCl(g) ΔH2 【解析】此類題目考查了學(xué)生運用熱化學(xué)方程式的有關(guān)知識和物質(zhì)狀態(tài)與反應(yīng)熱關(guān)系的知識來解決化學(xué)問題的能力.解題過程中容易混淆放出熱量的多少與ΔH大小的關(guān)系，突破方法：放熱反應(yīng)，ΔH<0，為負值，所以放出熱量越多，ΔH就越小。A選項中氣態(tài)水變成液態(tài)水還要放熱，故ΔH1>ΔH2。B選項中固態(tài)硫變成氣態(tài)硫需吸熱，故ΔH1<ΔH2。C選項一氧化碳繼續(xù)燃燒生成二氧化碳放熱，故故ΔH1>ΔH2。D選項，后一反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)為前一反應(yīng)對應(yīng)物質(zhì)的一半，故ΔH1<ΔH2。 例4． 為了測定酸堿反應(yīng)的中和熱，計算時至少需要的數(shù)據(jù)是①酸的濃度和體積 ②堿的濃度和體積 ③比熱容 ④反應(yīng)后溶液的質(zhì)量 ⑤生成水的物質(zhì)的量 ⑥反應(yīng)前后溫度變化 ⑦操作所需的時間 A. ①②③⑥ B. ①③④⑥ C.③④⑤⑥ D.全部 【解析】所謂中和熱，是指在稀溶液中酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時的反應(yīng)熱。在本題中，生成水的量可由酸、堿的量決定，而反應(yīng)的熱效應(yīng)可由公式Q=Cm(T2-T1)求算。由于酸、堿的稀溶液的密度可近似認為1g/cm-3，因此當知道①②時，也就確定了反應(yīng)后溶液的質(zhì)量，再利用溶液的比熱容和反應(yīng)前后的溫度變化值，即可求出反應(yīng)的熱效應(yīng)。 【課堂練習(xí)】練習(xí)冊P9—P10 能力提升 【學(xué)生分析】 【歸納解析】1.C 從圖示的焓變可以看出其正反應(yīng)是焓升高的反應(yīng)，故ΔH>0，而逆反應(yīng)是焓降低的反應(yīng)，ΔH<0。 2.B 本題的關(guān)鍵是搞清楚題目中所涉及的各種量與NA的關(guān)系。該熱化學(xué)方程式表示有10NA個電子轉(zhuǎn)移、形成8NA個碳氧共用電子對，生成NA個液態(tài)水分子時放出1300kJ的熱量。 3.A 混合氣體中共有0.4mol甲烷，0.1mol氫氣，且燃燒后生成液態(tài)水，故放出的熱量為0.4Q1+0.1Q3/2=0.4Q1+0.05Q3 4.BC Q指生成2molSO3時放出的熱，若將2molSO2與1molO2混合反應(yīng)達到平衡時生成的SO3小于2mol，則Q1ΔH2>ΔH3 B. ΔH2<ΔH1<ΔH3 C.ΔH1=ΔH2=ΔH3 D. ΔH1>ΔH3>ΔH2 【解析】用③稀硝酸是我們正常學(xué)習(xí)的中和熱57.3kJ/mol，若改用①稀醋酸這種酸為弱酸，部分電離，中和反應(yīng)產(chǎn)生的熱量會被繼續(xù)電離所吸收，故釋放出的熱量數(shù)值會變?。蝗粲芒跐饬蛩?，濃硫酸有自己的特性，那就是溶于劇烈放熱，故釋放出的熱量數(shù)值會很大。另外三者均為放熱反應(yīng)，焓變小于零，數(shù)值越大的其焓變的值越小。所以有選項D是正確的。 【題7】下列說法正確的是（CD） A.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生 C.反應(yīng)是吸熱還是放熱必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小 D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生 【解析】并不是所有的吸熱反應(yīng)都需要加熱，需要加熱的也未必是吸熱反應(yīng)，因為有些放熱反應(yīng)也需要加熱來促使反應(yīng)的發(fā)生。放熱反應(yīng)主要體現(xiàn)的有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)，而沒有指代在常溫下能容易發(fā)生。 【題8】下列反應(yīng)中生成物的總能量大于反應(yīng)物總能量的是（D） A.氫氣在氧氣中燃燒 B.鐵絲在氧氣中燃燒 C.硫在氧氣中燃燒 D.焦碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng) 【解析】按題目來說，就是尋找吸熱反應(yīng)，所有的燃燒為放熱反應(yīng)，所以本題中就只有焦碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)為吸熱反應(yīng)了。 【題9】下列關(guān)于ΔH（焓變）的說法正確的是（BD） A.在任何條件下，化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 B. ΔH >0時，反應(yīng)吸收熱量；ΔH <0時，反應(yīng)放出熱量 C.熱化學(xué)方程式中ΔH的值與物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)無關(guān) D. ΔH的值可以通過實驗測得 【解析】反應(yīng)熱是化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進行時，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該溫度下的熱效應(yīng)，而焓變是反應(yīng)物和產(chǎn)物之間的焓之差，二者不存在相等的關(guān)系。焓變的值是受化學(xué)計量數(shù)影響的，是按倍數(shù)變化的。 【題11】磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物。3.1g的單質(zhì)磷（P）在3.2g氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出X kJ熱量。 （1）通過計算確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成（用化學(xué)式表示）是 ，其相應(yīng)的質(zhì)量（g）為 。 （2）已知單質(zhì)磷的燃燒熱為Y kJ/mol，則1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的反應(yīng)熱ΔΗ= 。 （3）寫出1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的熱化學(xué)方程式： 。 【解析】 本題中磷燃燒可能生成P2O3和P2O5，要確定二者的比例，需要通過題目中的兩個數(shù)據(jù)來聯(lián)立方程組求解。設(shè)3.1g中有物質(zhì)的量為x的磷生成P2O3，有物質(zhì)的量為y的磷生成P2O5。故 x+y=3.1g/31g?mol-1 ① 3x+5y=23.2g/32g mol-1 ② 解得x=y=0.05mol 所以可確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成為P2O3和P2O5，且質(zhì)量分別為0.05mol110g mol-1/2=2.75g 和0.05mol142g mol-1/2=3.55g 單質(zhì)磷的燃燒熱為Y kJ/mol即1mol磷完全燃燒生成P2O5釋放熱量為Y kJ。從第1小題，我們可知0.1mol磷燃燒生成0.025mol P2O3和0.025mol P2O5釋放的熱量為X kJ，故2mol磷燃燒生成0.5mol P2O5和0. 5mol P2O5釋放的熱量應(yīng)該為20X kJ，從而可知，1mol磷燃燒生成P2O5釋放的熱量為20 X kJ-Y kJ。ΔΗ=-(20 X -Y )kJ?mol-1 熱化學(xué)方程式為 P(s)+3/4O2(g)==1/2 P2O5 (s) ΔΗ=-(20 X -Y )kJ?mol-1 【題12】發(fā)射衛(wèi)星時可用肼（N2H4）為燃料，用二氧化氮為氧化劑，這兩種物質(zhì)反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣。已知；N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) ΔΗ1=+67.7 kJ/mol ① N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g) ΔΗ2= -534 kJ/mol ② 試計算1mol肼和二氧化氮完全反應(yīng)時放出的熱量為 kJ，寫出肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。 【解析】 根據(jù)蓋斯定律有：②-1/2① 得N2H4(g) +NO2(g) == 3/2N2(g)+2H2O(g) ΔΗ=-534 kJ/mol-1/267.7 kJ/mol=-567.85 kJ/mol 熱化學(xué)方程式：2N2H4(g) +2NO2(g) == 3N2(g)+4H2O(g) ΔΗ=-1135.7 kJ/mol