化学反应与能量章末复习学案
化学反应与能量
一、反应热的计算方法
1．利用热化学方程式进行相关量的求解
先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接求算物质的质量或反应热。其注意事项有：
(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。
(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全反应时的反应热。
(3)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
2.根据反应物和生成物的能量计算
反应物的总能量H(反应物)和生成物的总能量H(生成物)
ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，
即ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。
3．根据化学键变化时吸收或放出的热量计算
反应物断键吸收热量E反应物与生成物成键放出热量E生成物
ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的总能量－生成物的化学键形成所释放的总能量，即ΔH＝E反应物－E生成物。
4．根据物质的燃烧热ΔH计算
可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×燃烧热，即Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|。
5．根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。
6．根据比热公式计算
计算中和热时，会利用比热公式Q＝cmΔt计算中和反应放出的热量。
二、反应热大小比较方法
比较反应热的大小，一般从以下几个方面考虑：
1．是带“＋”“－”号比较，还是不带“＋”“－”号比较。是比较ΔH，还是比较|ΔH|，是比较ΔH还是比较Q。
2．化学计量数不同，反应热不同。如：
H2(g)＋1
2O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－a kJ/mol，
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－b kJ/mol，
ΔH1>ΔH2，a 3．同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也不同。 (1)同一反应生成物状态不同时，气态生成物能量较高， A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1<0，放热较少 A(g)＋B(g)===C(l)ΔH2<0，放热较多 ΔH＝H(生成物)－H(反应物)， 所以ΔH2<ΔH1。 (2)同一反应反应物状态不同时，气态反应物能量较高， S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1<0，放热较多 S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2<0，放热较少 ΔH＝H(生成物)－H(反应物)， 所以ΔH1<ΔH2。 《化学反应与能量变化》教案 一、教学目标： 知识与技能 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法 2、通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点： 重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 难点：焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写 三、教学方法： 教学中充分利用多媒体演示实验、实物感知、图表数据分析和多媒体计算机辅助教学等手段，充分调动学生的参与意识，注意利用图示的方式将抽象的内容形象化。师生共同创设一种民主、和谐、生动活泼的教学氛围，使学生敢于参与教学过程，敢于提出问题，敢于真正成为课堂的主人。 四、教学程序： 五、板书设计 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化 一、反应热焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H ＜0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和–生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 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： 4．热化学方程式的应用 六、教学反思： 本节课采用教师提问或学生互相交流的方式创设问题情境，学生以小组为单位进行讨论。这种方式既调动了学生的积极性又增加了内容的趣味性，激发了学生的集体荣誉感，培养了学生交流与合作的能力。学生们主动、积极地参与到活动中来，自由地表达着自己的观点，由此获得了成功的快乐和合作的愉悦。既符合化学学科的特点,也符合学生的心理和思维发展的特点。我认为本节最大的亮点是通过恰当的设计和引导，让学生在实验探究中提高学习兴趣，并轻松的获得知识，还启迪了学生的思维、培养了学生的动手能力和创新能力。让学生在实践中学会交流，学会合作，并认识到合作是学习的有效途径。更重要的是，给学生提供了充分展示自己的机会，实现了课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现了学生的主体地位，大大激发学生学习的积极性。 编号:_______ 使用时间:_______年___ 月___日 班级：______ 小组：________ 姓名：_____________ 小组评价：______ 教师评价：______ 编写：刘红旗 审核：张先斌 审批：苏自先 选选修修四四：：第第一一章章 化化学学反反应应与与能能量量 第一节 化学反应与能量的变化 课内导学案（第1时） 学习目标 1、知道化学反应中的能量变化。 2、知道焓变，△H 的“+”与“一”。 3、掌握常见的吸热反应和放热反应的类型。 学习过程 【自主学习】 一、焓变 反应热 （一）焓变 1、焓（ ）是与______有关的物理量。在一定的条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓差值即_______（ ）决定。 2、反应在恒压条件下进行时，此时的反应热等于_______，用____表示，常用单位为_______。 （二）化学反应与能量变化的关系 1、反应热产生的原因：任何化学反应都有_______，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子的化学键_____时，需要克服原子间的_____作用，这需要_____能量；当原子重新结合成生成物分子时，即新化学健_____时，又要_____能量。 2、任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是 等的，在产生新物质的同时总是伴随着 的变化。即在一个化学反应中，同时遵守 守恒和 守恒两个基本定律。 3、化学反应中能量变化形式 化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换，通常表现为______的变化。 【教师引导学习】 1、化学反应的本质： 2、以H 2(g) + Cl 2(g) = 2HCl(g)为例，该反应的反应热为_________。 第一章 化学反应与能量单元知识总结 【知识归纳】 【专题归纳整合】 一、热化学方程式的正误判断 热化学方程式是表示参加反应物质的量与反应热的关系的化学方程式。热化学方程式的书写除了遵循书写化学方程式的要求外，应侧重从以下几个方面予以考虑。 1．检查△H 符号的正误 放热反应的△H 为“－”，吸热反应的△H 为“＋”，单位是kJ ／mol ，逆反应的△H 与正反应的△H 数值相同，符号相反。 2．检查是否注明物质的聚集状态 必须注明每种反应物和生成物的聚集状态，同一个化学反应，物质的聚集状态不同，△H 数值不同。 3．检查△H 的数值与化学计量数是否对应 △H 的大小与反应物的物质的量的多少有关，相同的反应，化学计量数不同时，△H 不同。 4．特殊反应热 (1)书写表示燃烧热的热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1；产物应为完全燃烧生成稳定的化合物，如C 燃烧应生成CO 2而不是CO ，H 2燃烧生成的是H 2O(1)，而不是H 2O(g)。 (2)书写表示中和热的热化学方程式时，H 2O 的化学计量数为1，并以此配平其余物质的化学计量数。 二、反应热大小的比较 比较反应热的大小，一般从以下几个方面考虑： 1．比较“反应热”或△H 的大小时，必须带“＋”、“－”符号；比较“燃烧热”、“中和热”时，只需比较数值大小即可。 2．参加反应的物质的量不同，则反应热的数值也会发生相应的变化，如1 mol H 2 完全燃烧 生成液态水时放出285．8 kJ的热量，2 mol H2完全燃烧生成液态水时则放出571．6 kJ的热。 3．对于可逆反应，如3H2(g)＋N2 (g)2NH3(g) △H＝－92．4 kJ·mol－1，是指生成2mol NH3时放出92．4 kJ的热量，而不是3 mol H2和1mol N2混合在一定条件下反应就可放出92．4 kJ的热量，实际3 mol H2和1molN2混合在一定条件下反应放出的热量小于92．4 kJ，因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。 4．同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也不同。例如，S(g)＋O2(g) SO2(g) △H1＝－Q1；S(s)＋O2(g)SO2(g) △H2＝－Q2，可以理解成固态硫变成气态硫后再发生变化，而由固态到气态是需要吸收能量的，所以Q>Q2、△H1<△H2，故当同一反应中只由于聚集状态不同比较热量的大小时，反应物为固态时放出的热量少，当生成物为固态时放出的热量多。 5．中和热为稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。但当酸为浓H2SO4时，由于浓H2SO4溶解放热，此时生成1 mol H2O放出热量大于57．3 kJ。 疏导引导 知识点1：化学反应的焓变 1.反应热 为了定量描述化学反应释放或吸收的热量，化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热（heat of reaction）。有热量放出的化学反应叫放热反应，需要吸收热量的化学反应叫吸热反应。 常见的放热反应有： （1）活泼金属与H2O或酸的反应；如 Fe+2HCl====FeCl2+H2↑ （2）酸碱中和反应。如 2KOH+H2SO4====K2SO4+2H2O （3）燃烧反应，如 2H2+O2点燃2H2O （4）多数化合反应，如 SO3+H2O====H2SO4CaO+H2O====Ca(OH)2 常见的吸热反应有： （1）多数的分解反应，如 CaCO3高温CaO+CO2↑ FeSO4·7H2O △ FeSO4+7H2O （2）部分特殊反应 2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O（s）====BaCl2+2NH3↑+10H2O C(s)+H2O(g)高温CO+H2CO2+C △ 2CO 2.反应条件与吸放热的关系 不同化学反应发生的条件不同，有的常温下就可以发生，有的则需要加热。实验证明，常温下进行的反应可能是放热反应，如中和反应；也可能是吸热反应，如NH4Cl和 Ba(OH)2·8H2O的反应。加热条件下进行的反应，可能是吸热反应，如C+CO2△ 2CO，也 可能是放热反应，如2H2+O2点燃 2H2O，两者的区别是放热反应撤去热源后仍能继续进行， 吸热反应必须持续加热才能继续进行。由上可见，反应吸热还是放热与反应条件无关，而是由反应物总能量与生成物总能量的高低决定的。 3.化学反应中能量变化的原因 有的化学反应会放出热量，有的化学反应要吸收热量，其原因是：（1）化学反应必有新物质生成，新物质的总能量与反应物的总能量不同；（2）能量是不能再生也不能消灭的，只能从一种形式转化为另一种形式，如电能转化为光能或热能等，或从一种物质中传递到另一种物质中去，即化学反应中能量守恒；（3）反应物与生成物的能量差若以热能形式表现，即为放热或吸热。如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，反应为放热反应；如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，反应为吸热反应；（4）物质所具有 高中化学化学反应与能量的检测题和答案 1.下列过程一定释放出能量的是() A.化合反应 B.分解反应 C.分子拆成原子 D.原子组成分子 解析：形成化学键放出能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。 答案：D 2.下列说法正确的是() A.焓变是指物质参加反应时的能量变化 B.当反应放热时ΔH>0，吸热时ΔH<0 C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应 D.一个化学反应中当反应物能量大于生成物能量时，反应放热，ΔH为“-” 解析：焓变是指恒压条件下的热效应;化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件是否加热没有直接关系，ΔH<0，放热反应，ΔH>0，吸热反应。 答案：D 3.下列物质加入水中，显著放热的是() A.固体NaOH B.生石灰 C.无水乙醇 D.固体NH4NO3 解析：初中阶段已知NaOH固体、浓H2SO4溶于水会放热，生石灰加入水中发生反应：CaO+H2O===Ca(OH)2，该反应为放热反应，NH4NO3固体溶于水会吸热，乙醇溶于水，溶液温度无显著变化。 答案：AB 4.下列说法正确的是() A.凡有能量变化的过程都是化学变化 B.吸热反应只能在加热条件下才能进行 C.放热反应可能需要加热才能进行 D.天然气在空气中燃烧时，其化学能将全部转化为热能 解析：有能量变化的过程不一定是化学变化，如水的蒸发，NaOH(s)溶于水，两过程都属于物理变化，但前者吸热，后者放热， A不正确;吸热反应不一定加热才能进行，放热反应也不一定不需要 加热才能进行，B不正确，C正确;天然气燃烧时化学能转化为光能 与热能，D不正确。 答案：C 5.由图分析，下列叙述正确的是() A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能量不等 B.A―→B+C是放热反应 C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和 D.A―→B+C是吸热反应，B+C―→A是放热反应 解析：由图可以看出，B+C的能量高于A的能量，则反应 B+C―→A一定是放热反应，反之A―→B+C的反应一定是吸热反应，根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的热量一定相等。 答案：D 6.(2011?临沂高二检测)下列说法中正确的是() A.干冰蒸发要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应 B.酒精常被用作酒精灯和内燃机中的燃料，说明酒精燃烧是放热反应 第二章 化学反应与能量（两课时） 第一节 化学能与热能 1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。 原因：当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E 反应物总能量＞E 生成物总能量，为放热反应。E 反应物总能量＜E 生成物总能量，为吸热反应。 2、常见的放热反应和吸热反应 常见的放热反应：①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。 ④大多数化合反应（特殊：C ＋CO 2 △ 是吸热反应）。 常见的吸热反应：①以C 、H 2、CO 为还原剂的氧化还原反应如：C(s)＋H 2O(g) △ CO(g)＋H 2(g)。 ②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H 2O ＋NH 4Cl ＝BaCl 2＋2NH 3↑＋10H 2O ③大多数分解反应如KClO 3、KMnO 4、CaCO 3的分解等。 3、能源的分类： [思考]一般说来，大多数化合反应是放热反应，大多数分解反应是吸热反应，放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热，这种说法对吗？试举例说明。 点拔：这种说法不对。如C ＋O 2＝CO 2的反应是放热反应，但需要加热，只是反应开始后不再需要加热，反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。 [练习]1、下列反应中，即属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是（ ） A.Ba(OH)2.8H 2O 与NH 4Cl 反应 B.灼热的炭与CO 2反应 C.铝与稀盐酸 D.H 2与O 2的燃烧反应 2、已知反应X ＋Y ＝M ＋N 为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ） A. X 的能量一定高于M B. Y 的能量一定高于N C. X 和Y 的总能量一定高于M 和N 的总能量 D. 因该反应为放热反应，故不必加热就可发生 第二节 化学能与电能 1、化学能转化为电能的方式： 2、原电池原理 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。 化学反应与能量变化单元总结 一、“串联电池”两大题型的解题攻略 原电池和电解池统称为电池,将多个电池串联在一起,综合考查电化学知识是近年来高考命题的热点,该类题目能够考查考生对解题方法的掌握情况,需要考生具有缜密的思维能力及巧妙的数据处理能力。 这类题目对知识点的考查主要包括以下方面:电极名称的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化、电解后电解质溶液的恢复及运用电子守恒处理相关数据等。正确判断电池种类和灵活运用整个电路中各个电池工作时各电极上转移电子数目相等是解决多池“串联”试题相关问题的关键。 二、“串联”类电池的解题流程 题型一:电解池与电解池的“串联”——有外接电源型 与电源负极相连的是阴极,根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”原则正推电极,也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极。 下图装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是( )。 选项X Y A MgSO4CuSO4 B AgNO3Pb(NO3)2 C FeSO4Al2(SO4)3 D CuSO4AgNO3 A项中当X为MgSO4时,b极上生成H2,电极质量不增加,错误;C项中,X为FeSO4,Y为Al2(SO4)3,b、d极上均产生气体,错误;D项中,b极上析出Cu,d极上析出Ag,其中d极质量大于b极质量,错误。 B 题型二:原电池与电解池的“串联”——无外接电源型 多个电池“串联”在一起,但没有外接直流电源,其中一个装置是原电池,装置中两个电极活泼性差异较大的装置为原电池,较活泼的作负极,其余均为电解池。 烧杯甲中盛有0.1 mol·L-1的H2SO4溶液,烧杯乙中盛有0.1 mol·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确 的是( )。 ．．． A.甲中Fe极质量减少,C极有气体产生 第一章：化学反应与能量变化 【复习目标】： 1、能正确书写热化学方程式 2、理解原电池与电解池的原理（重点） 3、利用电子守恒进行计算（难点） 第一节化学反应的热效应 【自主复习1】 一、反应热的概念 1、化学上规定，当化学反应在_______________下进行时，反应所___________或___________ 的热量为该反应在此温度下的热效应。 2、符号__________________________ 3、单位__________________________ 二、中和热 在________________中,强酸和强碱反应生成________________放出的热量. 三、燃烧热 25摄氏度，101KPa__________纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量。 四、中和反应的反应热的测定实验 50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_________________________。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是_________________________。 （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_____________（填“偏大”“偏小”“无影响”）。 （4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_____________（填“相等”“不相等”），所求中和热_____________（填“相等”“不相等”），（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_____________；（均填“偏大”“偏小”“无影响”） 五、焓变的计算方法 1、已知反应物和生成物的总能量_________________________ 2、已知反应物和生成物的键能_________________________ 化学反应与能量变化章节练习题 崇庆中学高2015级化学集备组 时间：90分钟 满分：100分 一、选择题(每小题3分，共48分) 1．在众多的环境污染中，废旧电池的污染可谓让人触目惊心，废电池中对环境形成污染的主要物质是( ) A ．镉 B ．锌 C ．石墨 D ．二氧化锰 【答案】A 【解析】镉是致癌物质，是对环境形成污染的主要物质。 2．有如下两个反应： ①2HCl=====高温H 2↑＋Cl 2↑ ②2HCl=====电解 H 2↑＋Cl 2↑ 关于这两个反应的叙述错误的是( ) A ．①②两反应都是氧化还原反应 B ．①②两反应中的能量转换方式都是热能转变为化学能 C ．①反应是热能转变为化学能 D ．②反应是电能转变为化学能 【答案】B 【解析】有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应，A 项正确；反应②是电能转变为化学能；B 项错误，D 项正确；反应①是吸热反应，是热能转变为化学能，C 项正确。 3．面粉厂必须严禁烟火的主要原因是( ) A ．防止火灾发生 B ．防止污染面粉 C ．吸烟有害健康 D ．防止面粉爆炸 【答案】D 【解析】面粉颗粒极小，当其扩散在空气中与空气充分接触，导致氧气与面粉的接触面面积增大一旦引发反应，极易发生剧烈的氧化还原反应——爆炸。 4．化学电池可以直接将化学能转化为电能，化学电池的本质是( ) A ．化合价的升降 B ．电子的转移 C ．氧化还原反应 D ．电能的储存 【答案】B 【解析】化合价的升降是氧化还原反应的表现形式，而电子转移则是氧化还原反应的实质，而只有氧化还原反应才能设计为原电池。 5．某同学做完铜、锌原电池的实验后得到了下列结论，你认为不正确的是( ) A ．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B ．由铜、锌电极与硫酸铜溶液组成的原电池铜是正极 C ．电子沿导线由锌流向铜，在铜极上氢离子得到电子而放出氢气 D ．铜锌原电池工作时，锌溶解，所以才产生电子 【答案】A 【解析】一般构成原电池负极的是金属，而且是活泼性的金属，而正极可以是导电的非金属，如石墨碳棒；但负极也不一定是金属 6．锌电池可代替铅蓄电池，它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液，发生的总反应是2Zn ＋O 2===2ZnO 。下列有关它的说法不正确的是( ) A ．锌为电池负极，发生氧化反应 B ．电池工作时，氧气与锌直接化合，生成氧化锌 C ．正极发生的反应是：12O 2＋2e －＋2H ＋ ===H 2O D ．负极发生的反应是：Zn －2e － ＋H 2O===ZnO ＋2H ＋ 【答案】B 【解析】负极发生的反应是：Zn －2e －＋H 2O===ZnO ＋2H ＋ 7．“西气东输”工程中，需要地下埋入铸铁管道。在下列情况下，铸铁管道被腐蚀速率最慢的是( ) A ．在含铁元素较多的酸性土壤中 B ．在潮湿疏松的碱性土壤中 C ．在干燥致密的不透气的土壤中 D ．在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中 【答案】C 【解析】在酸性较强的环境中钢铁发生析氢腐蚀，而在中性或者微碱性土壤中则发生吸氧腐蚀，在含有碳粒的土壤中会形成原电池，造成腐蚀。 8．“嫦娥一号”发射所用的长征三号运载火箭中装的液氢和四氧化二氮，下列说法中正确的是( ) A ．火箭中装入的液氢和四氧化二氮都是燃料 B ．火箭中装入的液氢和四氧化二氮形成原电池，即化学能转化为电能，使火箭上天 姓名：班级：学案编号：4001 第一章第一节第一课时化学反应与能量的变化 编写：耿爱茸.08.30 教学目标： 1. 了解反应热和焓变的含义 2．化学反应中能量变化的原因 3. △H的“+”与“—” 【复习回忆】 1. 举例说明哪些反应是吸热反应，哪些是放热反应？ 2. 化学键在形成和断裂的过程中能量如何变化？ 【学习新知】 一.反应热焓变（认真阅读课本第2—3页，填写下列空格） 1、反应热焓变的定义、符号、单位 ⑴定义：在一定条件下，某一化学反应是_____反应还是_____反应，由生成物与反应物的______ 即焓变（△H）决定。化学反应过程所______ 或______ 的能量，叫做反应热，在恒压条件下, 反应热等于焓变。 ⑵单位：_________ 或__________ ⑶许多化学反应的反应热可以通过_______测得。 2、从化学键的角度解释（微观）化学反应中能量变化的原因 任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键___时，需要_____________的相互作用，这需要能量；当，即新化学键时，又要______ 能量。如果反应完成时，形成新化学键释放的总能量比断裂旧化学键吸收的总能量，这是放热反应。反之，就是吸热反应。 举例：以H2和Cl2反应生成HCl为例分析反应过程中的能量变化（参考课本第二页） 3、△H符号的规定 对于放热反应，由于反应后放出能量（释放给环境）而使反应体系的能量。因此，规定放热反应的ΔH为“_ ”。对于吸热反应，由于反应通过、等吸收能量（能量来自环境）而使反应体系的能量。因此，规定吸热反应的ΔH为“ ”。 当ΔH为“___ __”或ΔH 0时，为放热反应； 当ΔH为“_ _”或ΔH_ __0时，为吸热反应。 【动脑筋】结合上例，能否得出反应Cl2 + H2 = 2HCl的反应热△H？ 4. 从反应物和生成物所具有的能量的角度分析化学变化过程中的能量变化见下图： 课堂练习： 1.下列叙述正确的是 A.物质燃烧不一定是放热反应 B.放热反应不需要从外界吸收任何能量就能发生 C.在一个确定的化学反应中，反应物总能量总是高于生成物总能量 D.化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化 2. 下列变化属于吸热过程的是①液态水汽化②碳的燃烧③浓硫酸稀释④氯酸钾分解 ⑤生石灰跟水反应（） A．②④B．①④C．②③D．①④⑤ 3. 下列过程中△H小于零的是 A. 氯酸钾分解制氧气B、氯化铵加热制备氨气 C. 在加热条件下氢气和氧化铜的反应 D. 实验室制备氢气 4. 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2，需要吸收131.5 kJ的热量。此反应的△H 是多少？ 同学们还有什么疑问？请写在下面空白处，谢谢! 第1页共1页 高一化学反应与能量知识点总结 一、在化学反应过程中，化学键的断裂需要吸收外界的能量，化学键的形成会向外界释放出能量，因此在化学反应中，参与反应的物质会伴随着能量的变化。 1、化学变化中能量变化的本质原因 ①当化学键键能越大，断开时所需的能量就越多，形成时所释放出的能量也越多。 ②化学反应中，反应物中的化学键（总键能E1）断裂时，吸收能量E1，在形成化学键变成生成物（总键能E2）时，放出能量E2。整个过程中，反应体系从外界吸收的能量为 ΔE=E1-E2 . 2、有的化学反应会吸收能量，有的化学反应会放出能量。 据图可知，一个化学反应是吸收能量 还是放出能量，决定于反应物总能量 与生成物总能量的相对大小。 3、任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应（化学能转化成热能）或吸热反应（热能转化成化学能）。 (E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)： 4、放热反应和吸热反应 表现形式放热反应吸热反应 键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能 由1、2联系得键能越大，物质能量越低，越稳定；反之键能越小，物质能量越高，越不稳定， 图示 5、常见的放热反应和吸热反应 ☆常见的放热反应： ①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。 ④大多数化合反应（特殊：C＋CO2△ 2CO是吸热反应）。 注意：有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。某些常见的热效应：放热：①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水③CaO溶于水，其中属于放热反应的是③ ☆常见的吸热反应：①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如： C(s)＋H2O(g)△ CO(g)＋H2(g)。 ②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。 [思考]一般说来，大多数化合反应是放热反应，大多数分解反应是吸热反应，放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热，这种说法对吗？试举例说明。 点拔：这种说法不对。如C＋O2＝CO2的反应是放热反应，但需要加热，只是反应开始后不再需要加热，反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。 二、化学反应中化学能除了可以转化为热能，还可以转化为电能，因此，可以将化学反应用于电池中电能的生产源，由此制备将化学能转化为电能的装置------原电池。 1、原电池原理 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。（3）构成原电池的条件：①两种活泼性不同的电极 ②电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应） ③形成闭合回路 ④能自发地发生氧化还原反应 （4）电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应， １.１化学反应与能量的变化学案人教选修４ 【学习目标】 1、知识与技能 ①、了解反应热、焓、焓变的概念、符号、单位 ②、掌握从两种角度判断放热反应、吸热反应的方法 ③、掌握从键能角度定量计算反应热的方法 2、过程与方法 积极讨论、踊跃展示、探究反应热与键能的关系 3、情感、态度、价值观 体验合作学习的乐趣、体验逻辑推理的乐趣 【学习过程】 一、重温旧知 典型的放热反应类型： 。 典型的吸热反应类型： 。 二、新课探究 1、焓变、反应热 （1）、反应热的概念： 思考1：液态H20转变为气态水时要吸收热量，吸收的热量是反应热吗？ 注意： 阅读教材P2第一、二自然段，完成下列填空： （2）焓：①、概念： ②、符号：③、单位： （3）焓变：①、概念： ②、符号：③、单位： 思考2：①、焓变与反应热的关系？ ②、化学反应的实质是什么？ 阅读教材P2第四、五自然段，仔细领悟图1-1，并思考如何用坐标图呈现图1-1内容： 0 反应过程0 反应过程1molH2与1molCl2反应能量变化示意图2molHI分解的能量变化示意图 思考3：①、对比反应过程中放出、吸收热量的数据，判断这属于那种类型的化学反应？ ②、从物质的总能量角度来看，放热反应必须满足什么条件？ ③、图中生成物总能量对应纵坐标在什么位置？在反应物总能量纵坐标的上方还是下方？ ④、从微观角度分析得出的结论和从物质总能量角度分析得出的结论是否一致？1molH2与1molCl2反应实际产生多少能量？ ⑤、反应热中“/mol”针对具体的物质吗？如果是，是针对那种物质呢？ ⑥、如果是2molH2与2molCl2反应，反应放出多少能量？反应过程中能量变化的总体趋势和此图一致吗？ 已知化学键的键能：H-H键436KJ/mol，H-I键298.7KJ/mol，I-I键152.7KJ/mol；请在坐标图上画出2molHI分解过程中的能量变化示意图。 （4）、结论： 反应类型从物质总能量的角度（宏观角度描述）从键能的角度（微观角度描述）放热反应 吸热反应 应用 H 0H 0 ③、从键能的角度计算反应热： 【课堂反馈】 1、下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（） A、Al与稀H2SO4反应 B、Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl反应 C、灼热的C与H2O蒸汽反应 D、CH4在O2中的燃烧反应 2、下列叙述正确的是（） A、木炭常温下不燃烧，加热才能燃烧，说明木炭的燃烧是吸热反应 B、焓变是1mol物质参加反应时的能量变化 C、C(石墨)=C(金刚石) ?H= +1.19KJ/mol，所以石墨比金刚石更稳定 D、放热反应的反应热总大于吸热反应的反应热 3、已知：1mol硅晶体中含有2molSi-Si键，1molSiO2晶体中含有4molSi-O键，试计算2molSi 完全燃烧时的?H= 。 4、已知生成4molNH3时放出184.8KJ能量，试计算N≡N键的键能为。 化学反应与能量单元测试题 一、单项选择题（本题包括8小题，每小题只有1个选项符合题意） 1.“能源分类相关图”如下图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是（）A．煤炭、石油、潮汐能B．水能、生物能、天然气 C．太阳能、风能、沼气D．地热能、海洋能、核能 2.氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐。氢能具有的优点包括①原料来源广②易燃烧、热值高③储存方便④制备工艺廉价易行（） A．①②B．①③C．③④D．②④ 3.下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是（） ①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量的热 A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④ 4.下列有关能量的叙述错误的是（）。 Ａ．化石能源物质内部蕴贮着大量的能量 Ｂ．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来 Ｃ．物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能为人类所利用 Ｄ．化学反应不一定伴随着能量的变化 5.已知：H2(g)＋F2(g) 2HF(g) ΔH=－270kJ，下列说法正确的是( ) A．2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1 L的氟气吸收270kJ热量 B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量 D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ 6.今有如下三个热化学方程式： ①H2(g)+1/2O2(g)====H2O(g) ΔH1 ②H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l) ΔH2 ③2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) ΔH3 ④H2O(l)====H2O(g) ΔH4 关于它们的下列表述正确的是（）。 A.ΔH4=ΔH1－ΔH2 B.ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4均为负值 C.ΔH1=ΔH2 D.ΔH1=2ΔH3 7.下列反应属于吸热反应的是（） A. C6H12O6(葡萄糖aq)+6O2 6CO2+6H2O B. CH3COOH+KOH CH3COOK+H2O C. 反应物的总能量大于生成物的总能量 D．破坏反应物全部化学键所需能量大于破坏生成物全部化学键所需能量 8.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是（）。 A.生成物总能量一定低于反应物总能量 B. 1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热 C.应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 D.同温同压下，H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 二、不定项选择题（本题包括6小题，每小题有1～2个选项符合题意） 9.下列说法中正确的是（） A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应； B. 放热反应在常温下一定很容易发生； C. 反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小； 第1课时焓变反应热 学习目标核心素养 1.知道化学反应中能量转化的原因和常见的 能量转化形式。 2．记住常见的放热反应和吸热反应。 3．理解反应热和焓变的含义，会用反应热的表达式进行计算。 4．能结合能量变化图像分析放热反应和吸热反应。1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质。2．变化观念与平衡思想：能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量是可以相互转化的观念，体会引入焓变概念的价值。 一、焓变反应热 1．焓变 ①焓(H)：与内能有关的物理量。 ②焓变(ΔH)：生成物与反应物的焓值差，决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。 2．反应热 ①概念：化学反应过程中所放出或吸收的能量。 ②与焓变的关系：恒压条件下的反应热等于焓变，单位kJ·mol－1。 二、化学反应过程中能量变化的原因 1．微观角度 ①化学反应的本质及特点 ②举例(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例) 2.宏观角度 3．结论：ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝反应物键能总和－生成物键能总和三、化学反应过程中能量变化的表示 2．举例 1 mol C和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO和1 mol H2，需吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热ΔH ＝＋131.5_kJ·mol－1。 探究点一吸热反应和放热反应 1．放热反应与吸热反应的比较 放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应 形成原因反应物的总能量大于生成物的 总能量 反应物的总能量小于生成物的 总能量 与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能 量大于反应物分子断键时吸收 的总能量 生成物分子成键时释放的总能 量小于反应物分子断键时吸收 的总能量 表示方法ΔH<0 ΔH>0 图像表示 说明1.(1)对于放热反应，由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低，故ΔH<0，即ΔH为“－”。 (2)对于吸热反应，由于反应吸收来自环境的能量而使反应体系的能量升高，故ΔH>0，即ΔH为“＋”。 2．同一个反应向正逆两个方向进行时，一个方向释放能量，另一个方向必然吸收能量，但能量的绝对值相等。 (1)常见的放热反应 ①所有的燃烧反应：木炭、H2、CH4等在O2中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 课题：化学反应与能量变化 [自学评价] 1、形形色色的反应都有对应的反应热，这些反应热数据都是通过实验测定的吗？ 2、怎样准确的获得“2C(s)+O2(g)==2CO(g)”的△H值？ [互动学习] 一、盖斯定律 问题一盖斯定律含义 大量事实证明，不管化学反应是一步完成，还是分几步完成，其反应热是_______的,即化学反应的反应热只与反应体系的_______和_______有关,而与反应的_______无关,这就是盖斯定律 问题二盖斯定律应用 间接计算某些反应（反应热无法直接测得）的反应热。若某个化学反应可由另外几个化学方程式相加而得到，那么该化学反应的焓变即为这几个化学反应的焓变的代数和。如： △H＝___________ [经典范例] 例1、已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－393.51kJ·mol-1 C(金刚石)+O2(g)＝CO2(g)；△H＝－395.41kJ·mol-1 据此判断，由石墨制备金刚石是___________（“放热”还是“吸热”）反应；等质量时石墨的能量比金刚石的___________（“高”还是“低”）； 例2、发射“神六”时用肼（N2H4）作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知： N2（g）+2O2（g）==2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol N2H4（g）+O2（g）==N2（g）+2H2O（g）△H=-534kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中，正确的是（） A、2N2H4（g）+2NO2（g）==3N2（g）+4H2O（l）△H=-1135.7kJ/mol B、2N2H4（g）+2NO2（g）==3N2（g）+4H2O（g）△H=-1000.3kJ/mol 化学反应与能量章末总结与测试 收能量，化学键的形成要放出能量。知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低。 2.了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。 3.举例说明化学能与电能的转化关系及其运用，认识化学能转化为电能对现代化的重大意义，初步了解化学电池的化学反应基础（氧化还原反应）及研制新型电池的重要性。 4.认识化学反应的速率及其影响因素，知道化学反应有一定的限度，并在此基础上认识 生活及科学研究的意义，初步认识提高燃料燃烧效率的重要性和途径。 天津16）将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应 2A（气）＋B（气）＝2C（气）若经 2 s（秒）后测得 C 的浓度为0.6 mol·L－1 ，现有下列几种说法：①用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 mol·L－1·s －1② 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6 mol ·L －1·s －1 ③ 2 s 时物质 A 的转化率为70％ ④ 2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol ·L －1，其中正确的是 A ．①③ B . ①④ C. ②③ D. ③④ 解析： 由题知2 s 时C 的浓度为0.6 mol·L －1，根据化学方程式中化学计量数比，可 算出B 的变化浓度为0.3 mol·L －1，进而确定B 的浓度是（1mol·L －1－0.3 mol·L －1）＝0.7 mol·L －1；A 的变化浓度为0.6 mol·L －1，从而求出A 的转化率为30%；用C 表示的反应的平 均速率为0.3 mol·L －1·s －1，可推知用A 表示的反应的平均速率为0.3 mol·L －1·s －1，用B 表示的反应的平均速率为0.15 mol·L －1·s －1。对照各选项，符合题意的是B 。 【例2】（2001年全国理综·14）在一定温度下，容器内某一反应中M 、N 的物质的量随 图9—1 A ．反应的化学方程式为：2M N B ．t 2时，正逆反应速率相 C ．t 3D ．t 1时，N 的浓度是M 浓度的2 解析：本题以化学反应速率与化学平衡为素材，考核观察图象及其信息加工的能力。从图象可知，t 1时，N 的物质的量是6mol ，M 的物质的量是3mol ，故N 的浓度是M 浓度的2倍是正确的；同时也可得出反应的化学方程式为：2N M ；t 2时，正逆反应速率虽然相等，但尚未达到平衡，因为此时M 、N 的物质的量还在增大与减少，t 3时M 、N 的物质的量保持不 D 【例3】反应速率v 和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H 2+Cl 2?→? 2HCl 的反应速率v 可表示为v ＝k ［c （H 2）］m ［c （Cl 2）］n ，式中k 为常数，m 、n 值可用下表中数 据确定。 c （H 2）/（mol·L －1） c （Cl 2）/（mol·L －1） v /（mol·L －1·s －1） 1.0 1.0 1.0 k 2.0 1.0 2.0 k 2.0 4.0 4.0 k A ．m ＝1，n ＝1 B ．m ＝1/2，n ＝1/2 C ．m ＝1/2，n ＝1 D ．m ＝1，n ＝1/2 解析：信息给予题。通过观察和分析表中c （H 2）、c （Cl 2）及v 数值之间的关系，求算 m 、 n 的值。第一、第二组数据代入题设公式，得m ＝1，第二、第三组数据代入题设公式，得n ＝1/2。答案: D. 【例4】（2004年江苏高考化学题）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO 2(s)+ H 2O(l) == Zn(OH)2(s)+Mn 2O 3(s),下列说法错误的是 第一节化学反应能量的变化（学案） 班级姓名 一、学习目标 1）了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2)认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3)了解反应热和焓变的含义 4)认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 二、问题与例题 第一部分、自学（8分钟） 一、反应热焓变 1、定义： 2、符号： 3、单位： 4、反应热表示方法： 二、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和生成物的键能之和 三、热化学方程式(thermochemical equation) 1．定义： 2．书写热化学方程式的注意事项： (1)需注明反应的和。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。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。 (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，其也不同。 四、中和热 1、中和热： 第二部分、新课学习（20-30分钟） 问题1、如何区分反应热和焓变？ 【例题1】1molC与1molH2O(g)反应失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收 131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H= kJ/mol。 【变式训练1】拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为。 问题2、如何计算△H？《化学反应与能量变化》教案
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