高中化學選修4第一章第一節(jié)-化學反應與能量變化教案

高中化學選修4第一章第一節(jié)化學反應與能量變化教案課題：第一章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化授課班級課時2教學目的知識與技能1、了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式；2、認識化學反應過程中同時存在著物質(zhì)和能量的關系3、了解反應熱和焓變的含義4、認識熱化學方程式的意義并能正確書寫熱化學方程式過程與方法1、通過化學反應的實質(zhì)的回顧，逐步探究引起反應熱內(nèi)在原因的方法，引起學生在學習過程中主動探索化學原理的學習方法，2、通過討論、分析、對比的方法，培養(yǎng)學生的分析能力和主動探究能力情感態(tài)度價值觀激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生從微觀的角度理解化學反應，培養(yǎng)學生尊重科學、嚴謹求學、勤于思考的態(tài)度，樹立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的唯物主義觀點重點化學反應中的能量變化，熱化學方程式的書寫難點焓變，△H的“+”與“-”，熱化學方程式的書寫知識結(jié)構(gòu)與板書設計第一章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化一、反應熱焓變1、定義：恒壓條件下，反應的熱效應等于焓變2、符號：△H3、單位：kJ/mol或kJmol-14、反應熱表示方法：△H為“＋”或△H＞0時為吸熱反應；△H為“一”或△H＜0時為放熱反應。5、△H計算的三種表達式：(1)△H==化學鍵斷裂所吸收的總能量—化學鍵生成所釋放的總能量(2)△H==生成的總能量–反應物的總能量(3)△H==反應物的鍵能之和–生成物的鍵能之和二、熱化學方程式(thermochemicalequation)1．定義：表明反應所放出或吸收的熱量的化學方程式，叫做熱化學方程式。例：H2(g)＋I2(g)====2HI(g)；△H=－14.9kJ/mol2．書寫熱化學方程式的注意事項：(1)需注明反應的溫度和壓強。因反應的溫度和壓強不同時，其△H不同。(2)要注明反應物和生成物的狀態(tài)。物質(zhì)的聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關。(3)熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，它可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。對于相同物質(zhì)的反應，當化學計量數(shù)不同時，其△H也不同。4．熱化學方程式的應用教學過程教學步驟、內(nèi)容教學方法【引入】相信大家都聽過這句名言：“給我一個支點和足夠長的杠桿，我可以撬動地球?！敝恢朗钦l說的呢？【回答】阿基米德【提問】推動人類社會進步的這個支點和杠桿是什么呢？【講解】對，能量就是推動人類進步的“杠桿”！能量使人類脫離了“茹毛飲血”的野蠻，進入繁華多姿的文明?；瘜W反應所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一（一般以熱和功的形式與外界環(huán)境進行能量交換）。所以，研究化學反應中的能量變化，就顯得極為重要。下面讓我們一同進入選修4化學反應原理的學習【板書】第一章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變【回憶】通過必修二的學習，我們知道化學反應過程中不僅有物質(zhì)的變化，還有能量的變化。那么常見的能量變化形式有哪些？【學生】閱讀本章引言回答：熱能、電能、光能等【過渡】當能量以熱的形式表現(xiàn)時，我們把化學反應分為放熱反應和吸熱反應，你能列舉常見的放熱反應和吸熱反應嗎？【回答】放熱反應如燃燒反應、酸堿中和反應、大多數(shù)化合反應等；吸熱反應如大多數(shù)分解反應、金屬氧化物的還原反應等【質(zhì)疑】為什么化學反應過程中有的放熱、有的吸熱？為什么說“化學反應過程中能量的變化是以物質(zhì)的變化為基礎的”？【回憶】我們知道化學反應的實質(zhì)就是舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵形成的過程，那么化學鍵斷裂的過程中能量是如何變化的？【提問】當水從液態(tài)變成氣態(tài)的時候能量是如何變化的？能否從微觀的角度解釋能量變化的原因？【回答】水分子之間存在分子間作用力，當水從液態(tài)變成氣態(tài)時，分子間距離增大，所以要吸收能量【分析】雖然力的種類和大小不同，但是本質(zhì)都一樣，就是形成作用力時要放出能量；破壞作用力時要吸收能量，即物質(zhì)的變化常常伴隨能量的變化【探究】給出具體實例，圖例，請學生分析圖中包含的信息【引導】在化學反應H2+Cl2=2HCl的過程中能量變化如何？【投影】【提問】為什么化學反應過程中會有能量的變化？從兩個角度來考慮：1、從化學鍵的角度看化學反應是怎樣發(fā)生的？與能量有什么關系？2、反應物和生成物的相對能量的大小【圖像分析】1molH2和1molCl2反應得到2molHCl要放出183kJ的能量；斷開1molH-H鍵需要吸收436kJ的能量；斷開1molCl-Cl鍵需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl鍵能放出431kJ的能量；【講解】1、從化學鍵的角度看化學反應包含兩個過程：舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵形成。斷裂化學鍵需要吸收能量，形成化學鍵要釋放出能量，斷開化學鍵吸收的能量和形成化學鍵釋放的能量通常不相等；2、反應物和生成物的總能量通常不相等，【板書】(3)熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，它可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。對于相同物質(zhì)的反應，當化學計量數(shù)不同時，其△H也不同?！局v解】我們還需要注意的是，熱化學方程式是表示反應已完成的量，而不管反應是否真正完成?！鱄與反應完成的物質(zhì)的量有關，而方程式中化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量的多少，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)，所以化學計量數(shù)必須與△H相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則△H也要加倍。當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反?！景鍟?．熱化學方程式的應用【點擊試題】已知在25℃，101kPa下，1g(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量．表示上述反應的熱化學方程式正確的是A．；△H＝－48.40kJ/molB．；△H＝－5518kJ/molC．；△H＝+5518kJ/molD．；△H＝－11036kJ/mol答案BD【實踐活動】中和反應反應熱的測定【投影】一、實驗原理【講解】中和熱的定義是在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應而生成1molH2O時的反應熱叫中和熱。在中學階段，只討論強酸和強堿反應的中和熱?！净仡櫋勘匦?第二章30頁關于“中和熱”的內(nèi)容：【回答】酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱?！緦嶒灐繉嶒?-3：在50mL燒杯中加入20mL2mol/L的鹽酸，測其溫度。另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液，測其溫度，并緩緩地傾入燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌。觀察反應中溶液溫度的變化過程，并作好記錄。鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應后溫度/℃t(HCl)t(NaOH)t2數(shù)據(jù)處理：△H＝Q/n＝cm△t/n其中：c＝4.18J/(g·℃)，m為酸堿溶液的質(zhì)量和，△t＝t2－t1，t1是鹽酸溫度與NaOH溶液溫度的平均值，n為生成水的物質(zhì)的量?！就队啊浚荻?、實驗操作【討論】上述實驗裝置和操作存在哪些問題？——熱量的散失【投影】【提問】課本第5頁圖1-3與實驗2-3相比，作了哪些改進？改進的目的是什么？【回答】1——雙層燒杯、2——碎泡沫塑料、3——蓋板、都是為了減少熱量的散失?！舅伎寂c交流】課本第5頁實驗用品，想一想，每件用品的用途，NaOH溶液為什么不用0.50mol/L而用0.55mol/L？【回答】為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用堿稍過量?！局v解】閱讀課本第5頁實驗步驟，強調(diào)下列問題【投影】注意事項：1、為了保證0.50mol·L－1的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol·L－1NaOH溶液，使堿稍稍過量，因為過量的堿并不參加中和反應。2、實驗中若用弱酸代替強酸，或用弱堿代替強堿，因中和過程中電離吸熱，會使測得中和熱的數(shù)值偏低。3、要使用同一支溫度計。分別先后測量酸、堿及混合液的溫度時，測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球部分要完全浸入溶液中，且要穩(wěn)定一段時間再記下讀數(shù)。4、實驗中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫，才能使用。5、操作時動作要快，盡量減少熱量的散失。6、實驗時亦可選用濃度體積都不相同的酸堿溶液進行中和熱的測定，但在計算時，應取二者中量小的一種，因為過量的酸堿并不參加中和反應。操作：學生按課本步驟做實驗，記錄相應數(shù)據(jù)?！就队啊咳?、數(shù)據(jù)處理1、取三次測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)(t2－t1)＝思考：如果某一次實驗的數(shù)據(jù)與另外兩次實驗的數(shù)據(jù)差異明顯，怎么辦？2、計算反應熱：△H＝Q/n＝cm△t/n。其中：c＝4.18J/(g·℃)，m＝m1＋m2＝100g，△t＝(t2－t1)＝，n＝0.50mol·L－1×0.50mL＝0.025mol?！鱄＝【總結(jié)】化學反應伴隨能量變化是化學反應的一大特征。我們可以利用化學能與熱能及其能量的相互轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惖纳a(chǎn)、生活及科學研究服務。化學在能源的開發(fā)、利用及解決日益嚴重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用，同學們平時可以通過各種渠道來關心、了解這方面的進展，從而深切體會化學的實用性和創(chuàng)造性?！倦S堂練習】1、下列說法不正確的是(A)A、放熱反應不需加熱即可發(fā)生B、化學反應過程中的能量變化除了熱能外，也可以是光能、電能等C、需要加熱才能進行的化學反應不一定是吸熱反應D、化學反應熱效應數(shù)值與參加反應的物質(zhì)多少有關2、已知（1）H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)ΔH1=akJ/mol（2）2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH2=bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)ΔH3=ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH4=dkJ/mol則a、b、c、d的關系正確的是。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>03、沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH=+890kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH=－890kJ/molC、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=-890kJ/mol4、已知eq\o\ac(○,1)1molH2分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量；eq\o\ac(○,2)1molCl2分子中化學鍵斷裂時需要吸收243kJeq\o\ac(○,3)由H原子和Cl原子形成1mol