33《化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1》教案(舊人教第三冊(cè))

第三節(jié)化學(xué)反響中的能量變化1●教學(xué)目標(biāo)1.使學(xué)生理解化學(xué)反響中的能量變化。2.使學(xué)生掌握熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法和應(yīng)用。3.培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。4.提高學(xué)生的識(shí)圖能力及抽象思維能力?！窠虒W(xué)重點(diǎn)1.化學(xué)反響中的能量變化。2.熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法和應(yīng)用。●教學(xué)難點(diǎn)1.ΔH的“＋〞與“－〞2.熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)?！窠虒W(xué)方法實(shí)驗(yàn)、圖示、啟發(fā)、探究、討論、練習(xí)等?！窠叹邷?zhǔn)備投影儀盛有Cl2的集氣瓶、能連續(xù)、均勻產(chǎn)生H2的裝置、氫氧化鋇晶體［Ba〔OH〕2·8H2O］、NH4Cl晶體、水。小燒杯、玻璃片、玻璃棒、尖嘴導(dǎo)管、火柴?！裾n時(shí)安排共兩課時(shí)第一課時(shí)：反響熱第二課時(shí)：熱化學(xué)方程式●教學(xué)過(guò)程第一課時(shí)［引言］由以前的學(xué)習(xí)我們知道，物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化的同時(shí)還伴隨有能量的變化，其通常以熱能或光能的形式表現(xiàn)出來(lái)，本節(jié)課我們?cè)诟咭凰鶎W(xué)化學(xué)反響中的能量變化的根底上來(lái)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)反響中的能量變化。［板書(shū)］第三節(jié)化學(xué)反響中的能量變化［板書(shū)］一、反響熱化學(xué)反響過(guò)程中放出或吸收的熱量。［講解］反響熱我們用等號(hào)ΔH表示，其單位一般采用kJ/mol。許多化學(xué)反響的反響熱可以直接測(cè)量，其測(cè)量?jī)x器叫做量熱計(jì)。在中學(xué)化學(xué)中，一般研究的是在一定壓強(qiáng)下，在敞開(kāi)容器中發(fā)生的反響所放出或吸收的熱量。［板書(shū)］符號(hào)：ΔH單位：kJ/mol測(cè)量?jī)x器：量熱計(jì)［師］請(qǐng)大家觀察下面的實(shí)驗(yàn)：［演示實(shí)驗(yàn)1］在空氣中點(diǎn)燃H2，然后把導(dǎo)管伸入盛有Cl2的集氣瓶中〔圖1〕，當(dāng)H2在Cl2中燃燒一段時(shí)間后，用手觸摸集氣瓶壁，感覺(jué)溫度的變化。圖1［演示實(shí)驗(yàn)2］在一個(gè)小燒杯里，參加約20g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體［Ba〔OH〕2·8H2O］，將小燒杯放在事先已滴有3滴~4滴水的玻璃片上。然后再參加約10gNH4Cl晶體，并立即用玻璃棒迅速攪拌，使Ba〔OH〕2·8H2O與NH4Cl充分反響。觀察玻璃片上的水是否由于結(jié)冰而將玻璃片與小燒杯粘在一起〔圖2〕。［設(shè)問(wèn)］實(shí)驗(yàn)1的集氣瓶壁發(fā)熱，說(shuō)明了什么實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象又怎樣解釋［生］實(shí)驗(yàn)1說(shuō)明了氫氣與氯氣的反響為放熱反響；圖2Ba〔OH〕2·8H2O與NH4Cl反響時(shí)要吸收熱量［過(guò)渡］以上現(xiàn)象是化學(xué)反響伴隨有能量變化的宏觀表現(xiàn)，那么，其能量變化的微觀實(shí)質(zhì)又是什么呢［板書(shū)］反響熱的微觀解釋。［師］下面，我們以H2和Cl2反響生成HCl為例，來(lái)探討和分析反響熱的微觀實(shí)質(zhì)。［草板書(shū)］H2＋Cl2===2HCl［問(wèn)］怎樣從化學(xué)鍵的角度來(lái)分析上述反響的實(shí)質(zhì)［生］反響物H2和Cl2中的H—H鍵和Cl—Cl鍵斷裂，新的化學(xué)鍵H—Cl鍵形成。［引導(dǎo)］化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收熱量，化學(xué)鍵形成時(shí)要釋放熱量。請(qǐng)大家從化學(xué)鍵的角度出發(fā)，分析H2和Cl2反響時(shí)的能量變化。［學(xué)生分組討論，并匯報(bào)討論結(jié)果］［教師總結(jié)］由剛剛的分析我們知道，H2和Cl2在發(fā)生化學(xué)反響時(shí)，拆開(kāi)H—H鍵和Cl—Cl鍵時(shí)因克服原子間的相互作用要吸收能量，形成H—Cl鍵即原子重新組合成生成物的分子時(shí)，要釋放能量，由于最終放熱，說(shuō)明生成新化學(xué)鍵所釋放的能量比拆開(kāi)舊化學(xué)鍵所要吸收的能量大。得出此結(jié)論的依據(jù)是能量守恒定律。［過(guò)渡］以上我們只是粗略地從大、小兩個(gè)角度分析了化學(xué)反響中的能量變化，那么，我們能否把每一個(gè)具體反響的熱效應(yīng)即反響熱具體地算出來(lái)呢請(qǐng)大家看以下信息和問(wèn)題：［投影展示］實(shí)驗(yàn)測(cè)得：1molCl2分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243kJ的能量。1molH2分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436kJ的能量。1molCl原子和1molH原子結(jié)合生成1molHCl分子，其化學(xué)鍵形成時(shí)釋放出431kJ能量。你能根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算出反響H2＋Cl2===2HCl的反響熱嗎〔反響物和生成物均為氣態(tài)〕。［學(xué)生分析計(jì)算，教師巡視］［請(qǐng)一位同學(xué)上黑板計(jì)算］［學(xué)生草板書(shū)］生成物釋放能量：431kJ/mol×2mol=862kJ反響物吸收能量：243kJ＋436kJ=679kJ因?yàn)獒尫拍芰?62kJ>吸收能量679kJ故反響最終放熱。放出能量：862kJ－679kJ=183kJ［師］H2與Cl2反響的能量變化，我們可圖示如下：［投影展示］H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反響的能量變化示意圖［師］由以上計(jì)算可知，1molH2與1molCl2反響生成2molHCl放出183kJ的能量，即該反響的反響熱為183kJ/mol。這與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的該反響的反響熱〔184.6kJ/mol〕很接近。在我們表示某個(gè)具體反響的熱量變化時(shí)，一般用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)表示反響熱，即上述反響的反響熱為184.6kJ/mol。［提問(wèn)］由演示實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象可知，氯化銨晶體和Ba〔OH〕2晶體混合時(shí)吸收熱量，那么，怎樣從微觀的角度來(lái)分析上述熱量的變化呢［學(xué)生思考后答復(fù)］這是由于破壞氯化銨晶體和Ba〔OH〕2晶體所吸收的總能量大于生成物的新化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量之故。［師］答復(fù)得很好！［設(shè)疑］對(duì)于不同的化學(xué)反響，其反響完成后的熱量變化〔即反響熱〕各不相同，有的放熱，有的吸熱，那么，我們?cè)鯓佑梅错憻醽?lái)表示某一個(gè)反響是放熱反響還是吸熱反響呢請(qǐng)大家參看課本有關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行答復(fù)。［學(xué)生閱讀課本后答復(fù)］對(duì)于放熱反響，規(guī)定其ΔH為“－〞；對(duì)于吸熱反響，規(guī)定其ΔH為“＋〞［追問(wèn)］為什么要這樣規(guī)定［生］對(duì)于放熱反響，由于反響后放出熱量而使反響本身的能量降低。因此，規(guī)定放熱反響的ΔH為“－〞；對(duì)于吸熱反響，由于反響通過(guò)加熱、光照等吸收能量，而使反響本身的能量升高。因此，規(guī)定吸熱反響的ΔH為“＋〞。［問(wèn)］以下反響的反響熱怎樣表示［投影練習(xí)］1.1molH2與1molCl2反響生成2molHCl時(shí)放出184.6kJ熱量，ΔH1=。2.1molC與1mol水蒸氣起反響，生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的熱量ΔH2=。［學(xué)生口答］ΔH1=－184.6kJ/molΔH2=＋131.5kJ/mol［師］綜上所述，我們可以得出如下結(jié)論:［板書(shū)］當(dāng)ΔH為“－〞或ΔH<0時(shí)，為放熱反響；當(dāng)ΔH為“＋〞或ΔH>0時(shí)，為吸熱反響。［師］化學(xué)反響過(guò)程中的能量變化我們可圖示如下：［投影展示］化學(xué)反響過(guò)程中能量變化示意圖［講解］從上圖可以看出，如果反響物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反響物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)放出熱量，這是放熱反響，ΔH<0；反之，如果反響物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，反響物就需要吸收熱量才能轉(zhuǎn)化為生成物，這是吸熱反響，此時(shí)ΔH>0。［議一議］1molH2(g)與1molCl2(g)反響生成2molHCl〔g〕時(shí)放出184.6kJ的熱量，那么，2molH2〔g〕與2molCl2〔g〕反響生成4molHCl〔g〕的反響熱是否也為184.6kJ/mol為什么根據(jù)討論結(jié)果，你能得出什么結(jié)論［學(xué)生分組討論，并交流討論結(jié)果］［教師總結(jié)］由上面的討論分析得知，2molH2與2molCl2反響的反響熱與1molH2和1molCl2反響的反響熱不同。原因是拆開(kāi)2molH2、2molCl2分子中的化學(xué)鍵所消耗的能量與拆開(kāi)1molH2、1molCl2分子中的化學(xué)鍵所消耗的能量不同，且生成不同物質(zhì)的量的HCl時(shí)所釋放的能量也不相同。由此，我們可得出如下結(jié)論即：［講解并板書(shū)］反響物、生成物的種類和狀態(tài)相同時(shí)，反響熱的數(shù)據(jù)與化學(xué)計(jì)量系數(shù)有關(guān)。［想一想］你能預(yù)測(cè)出2molH2〔g〕與2molCl2〔g〕反響生成4molHCl〔g〕的反響的反響熱是多少嗎怎樣表示［學(xué)生思考后答復(fù)］反響熱為2×184.6kJ/mol=369.2kJ/mol表示為ΔH=－369.2kJ/mol［師］很好！在表示某一具體反響的反響熱時(shí)，須注意兩點(diǎn)：一是反響熱的正負(fù)，二是反響熱的單位。請(qǐng)大家根據(jù)所學(xué)知識(shí)來(lái)做以下練習(xí)［投影］如以下列圖所示，把試管放入盛有25℃時(shí)飽和石灰水的燒杯中，試管中開(kāi)始放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中。試答復(fù)以下問(wèn)題：〔1〕實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是?！?〕產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是?！?〕寫(xiě)出有關(guān)反響的離子方程式?！?〕由實(shí)驗(yàn)推知，MgCl2溶液和H2的總能量〔填“大于〞“小于〞“等于〞〕鎂片和鹽酸的總能量。解析：此題綜合考查化學(xué)反響、離子方程式、溶解度及化學(xué)反響中的能量變化，考查學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力及類比推理能力。鎂片與鹽酸反響過(guò)程中的能量變化可由高一教材中的鋁片與鹽酸反響類推而來(lái)，即鎂片與鹽酸的反響也為放熱反響。鎂與鹽酸反響放熱，將導(dǎo)致燒杯中溶液體系的溫度升高，由于溶液為飽和Ca〔OH〕2溶液，且Ca〔OH〕2的溶解度隨溫度的升高反而減小，故溶液中將析出晶體。答案：〔1〕①鎂片外表上有大量氣泡產(chǎn)生；②鎂片逐漸溶解；③燒杯中析出晶體〔2〕鎂與鹽酸反響產(chǎn)生氫氣，該反響為放熱反響，Ca〔OH〕2在水中的溶解度隨溫度的升高而減小，故析出Ca〔OH〕2晶體〔3〕Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑〔4〕小于［思考］因干冰汽化要吸收大量的熱，所以干冰汽化是吸熱反響。你認(rèn)為這種論述是否正確簡(jiǎn)述其理由。答案：不正確。由于干冰汽化時(shí)要克服分子間作用力，所以要吸收周圍環(huán)境的熱量，但它屬于物理變化過(guò)程，不是化學(xué)反響，故上述推斷是不正確的。［小結(jié)］本節(jié)課我們主要從微觀的角度分析了化學(xué)變化中的能量變化，