第一章化学反应与能量学案

汾阳中学高二化学选修4学案1第一节化学反应与能量的变化第一课时焓变反应热学案学习目标：1、能说出反应热与焓变的涵义，会判断给定反应是放热反应还是吸热反应2、能描绘化学反应中能量变化的原因，能举例说明化学能与热能的相互转化3、能从微观角度，运用化学键的知识，解释化学反应过程中能量变化的原因学习重点：焓变、反应热的概念学习难点：从化学键角度认识化学反应能量变化的原因【课前自主学习】一、认识“焓”及“焓变”1、焓（1）概念：焓(H)是与内能有关的物理量。即用于描述物质所具有的能量的物理量。（2）注意事项：①由于一般情况下不同物质所具有的能量不同，所以“H”不同②“焓”是物质所固有的性质之一，不能进行测量，而“焓变”是可测量的③2、焓变：（1）概念：在化学反应中，生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差。在一定条件下，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值差即焓变(ΔH)决定。（2）常用单位：kJ·mol－1(或kJ/mol)。（3）注意事项：①焓变与焓的关系：△H=H（生成物）-H（反应物）②影响焓变的因素：a.发生变化的物质的物质的量，在其他条件一定时，焓变与各物质的物质的量成正比。b.物质的温度和压强。c.反应体系中物质的聚集状态。(4)焓变与反应热的关系恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此，我们常用ΔH表示反应热。3、反应热与化学键键能的关系从微观的角度看，化学反应的过程就是原子的重新组合的过程，即在一定条件下，分子（或其他形式的微粒）中的化学键吸收能量后断裂，形成原子（或离子），而后，原子（或离子）相互结合形成新的分子（或其他形式的微粒）。即旧的化学键断裂，新的化学键形成的过程。例如：1molH2分子中的化学键断裂吸收436kJ的能量，1molCl2分子中的化学键断裂吸收243kJ的能量，2molHCl分子中的化学键形成释放862kJ的能量，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为。4、ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应：反应完成时，生成物释放的总能量反应物吸收的总能量的反应。由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量，故ΔH0(填“”或“”)，即ΔH为(填“＋”或“－”)。(2)吸热反应：反应完成时，生成物释放的总能量反应物吸收的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量，故ΔH0(填“”或“”)，即ΔH为(填“＋”或“－”)。5、化学反应中能量变化如下图所示：汾阳中学高二化学选修4学案2图1为反应，ΔH10；图2为反应，ΔH20。【试一试】1．浓硫酸溶于水放出热量，是放热反应吗？2．下列反应属于放热反应的是()A．Al与稀盐酸反应B．C＋CO2=====△2COC．KClO3受热分解D．NaOH溶于水【课堂互动探究】一、放热反应与吸热反应的比较放热反应吸热反应定义形成原因与化学键强弱的关系表示方法ΔHΔH图示常见的实例二、ΔH的计算方法从不同角度解释反应热，其计算方式也不同，ΔH可表示为：(1)从化学键的角度：ΔH＝－(2)从物质所具有的能量的角度ΔH＝－。【例题1】已知H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)反应过程中能量变化如图所示，问：a、b、c分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，ΔH大于零还是小于零？【例题2】已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量下列叙述正确的是()A．生成物所具有的能量高于反应物所具有的能量B．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋183kJ·mol－1C．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ·mol－1D．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ·mol－1【课堂小结】类型比较汾阳中学高二化学选修4学案3第一节化学反应与能量的变化第二课时热化学方程式中和热的测定学案学习目标：1、能说出热化学方程式的涵义，能正确书写热化学方程式2、通过中和反应反应热的测定的实验探究，学习测定化学反应反应热的实验方法3、能正确分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小误差学习重点：热化学方程式的书写，中和热的测定学习难点：热化学方程式的书写及判断【课前自主学习】(请认真阅读教材P3-P5，然后完成以下内容)一、热化学方程式1、概念：能表示和的关系的化学方程式。2、特点(与化学方程式比较)①指明了反应时的和，若在时进行的反应，可不注明。②在化学方程式右边注明ΔH的。③所有反应物和生成物都用括号注明了它们在反应时的，常用分别表示固体、液体和气体。3、意义热化学方程式不仅表示化学反应中的变化，也表明了变化。例如：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1表示在25℃、101kPa下，molH2与molO2完全反应生mol液态水时放出的热量是285.8kJ。4、写出下列反应的热化学方程式(1)1molN2(g)与适量O2(g)起反应生成NO2(g)，吸收68kJ热量。(2)1molCu(s)与适量O2(g)起反应生成CuO(s)，放出157kJ的热量。二、中和热1、概念在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1_mol_H2O(l)时的反应热(即放出的热量)称为中和热。2、表示方法3、中和热的测定（认真阅读P4实践活动---中和反应反应热的测定）[问题探究]1．实验中为何使用0.55mol·L－1NaOH溶液而不用0.50mol·L－1的NaOH溶液？2．在中和热测定实验中能否用金属(不与酸反应)质环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？3．组装简易量热器时，减少热量损失的措施有哪些？【试一试】1．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。分别向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀盐酸，②浓硫酸，③稀硝酸。恰好完全反应的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，它们之间的关系正确的是()A．ΔH1ΔH2ΔH3B．ΔH2ΔH1ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3D．ΔH1＝ΔH3ΔH22．含有11.2gKOH的稀溶液与1L0.1mol·L－1的H2SO4溶液反应，放出11.46kJ的热量，表示该反应的中和热的化学方程式为()汾阳中学高二化学选修4学案4A．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－11.46kJ·mol－1B．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－11.46kJ·mol－1C．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJ·mol－1D．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1【课堂互动探究】一、热化学方程式的书写1．热化学方程式与普通化学方程式的区别普通化学方程式热化学方程式化学计量数的形式及表示意义是否注明物质状态是否注明ΔH及其单位表示意义2．书写热化学方程式注意的问题(1)注意ΔH的符号(2)注意测定条件反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注意ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25℃、101kPa下测定的，可不注明温度和压强。(3)注意物质的聚集状态(4)注意化学计量数①化学计量数只表示，因此可以为或。②由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计算数必须与ΔH相对应：a．化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同的倍数。b．当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值，符号。(5)注意ΔH的单位ΔH的单位“kJ·mol－1”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化，而是(6)热化学方程式一般不写反应条件，也不用标“↑”和“↓”二、中和热的测定[实验注意事项]：①作为量热的仪器装置，要尽量减少热量散失②盐酸和氢氧化钠溶液的浓度必须准确，两者的浓度均不宜太大，若浓度较大，则测定结果误差较大③盐酸和氢氧化钠溶液的体积必须准确④温度计读数要准确，且每次测量后都必须洗净后再进行测量⑤整个实验过程操作要快【课堂小结】汾阳中学高二化学选修4学案5第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源学案学习目标：1、从研究的条件、可燃物的量、反应的程度等理解燃烧热的概念，并能进行简单的计算。2、能准确写出燃烧热的热化学反应方程式。3、了解资源、能源是当今社会的重要热点问题；了解使用化石燃料的利弊及新能源的开发。学习重点和难点：1、燃烧热的概念。2、燃烧热化学方程式的书写。【课前自主学习】一.燃烧热1、根据的情况不同，反应热可分多种，例如燃烧热、热、热等，其中以跟燃料品质相关的热实际应用较广。2、燃烧热定义：。【注意】(1)在101kPa时，生成稳定的氧化物。如C完全燃烧应生成，H2燃烧生成，S燃烧生成，N2燃烧生成。生成物的聚集状态在燃烧热测定条件下处于稳定状态，一般燃烧热常用298K时数据，如H2的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量。(2)燃烧热的单位是，燃烧热通常可利用由测得。二、能源阅读课文，讨论下列问题：1、能源就是能提供的，它包括化石燃料、、、、以及柴草等。化石燃料包括、、和。2、我国目前的能源利用状况我国目前使用的重要能源是，它们的蕴藏量，而且不能，最终将会。3、解决能源的办法是，即开发和节约，提高能源的。4、现在探索开发的新能源有等，新能源的主要优势是。5、能源、一级能源、二级能源：下列属于一级能源的是属于二级能源的是A、风能B、电能C、氢能D、阳光E、天然气6、新能源开发（1）新能源特点：资源丰富、可再生，对环境无污染或很少污染。（2）最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。（3）我国调整和优化能源结构方向是降低燃煤、节约油气、加快开发水电、核电和新能【试一试】1．已知下列热化学方程式：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=－570kJ/mol，H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=－285.6kJ/mol，C(g)+1/2O2(g)=CO(g)△H=－110.5KJ/moL，C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=－393.5KJ/moL。回答下列各问：汾阳中学高二化学选修4学案6①上述反应中属于放热反应的是②H2的燃烧热为，C的燃烧热为③燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为2．下列关于燃烧热的说法中正确的是()A．1mol物质燃烧所放出的热量B．常温下，可燃物燃烧放出的热量C．在25℃、1.01×105Pa时，1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量D．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变【课堂互动探究】一.燃烧热1、表示的意义：如:CH4的燃烧热为890.3KJ/mol.含义:2、表示燃烧热的热化学方程式的书写，应以mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数常出现分数。因此，计算燃烧热时，热化学方程式常以分数表示。3、一定量可燃物完全燃烧时放出的热量：Q放=n(可燃物)×△H4、选择燃料应从物质的燃烧热、燃料的、、、、、对的影响等方面综合考虑。5、燃烧热与中和热的区别与联系相同点燃烧热中和热能量变化ΔHΔH0,单位kJ/mol不同点反应物的量（）可燃物可能是1mol也可以是0.5mol(不限)生成物的量不限量H2O（）反应热的含义1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol【试一试】1．下列叙述正确的是()A．水能是二次能源B．电能是二次能源C．天然气是可再生能源D．水煤气是可再生能源2．下列说法不正确的是（）A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C.