人教新課標(biāo)化學(xué)高三年級《化學(xué)反應(yīng)和能量變化》教學(xué)設(shè)計

1、教案1(章節(jié)1-1化學(xué)反應(yīng)和能量變化)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、熱化學(xué)方程式高考要求分析這部分內(nèi)容中有許多考點是每年高考的必考內(nèi)容。主要有以下幾點：1書寫熱化學(xué)方程式或判斷熱化學(xué)方程式的正誤；2.有關(guān)反應(yīng)熱的計算；放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的判斷。3比較反應(yīng)熱的大小，結(jié)合反應(yīng)熱分析化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡基本規(guī)律。4反應(yīng)熱跟化學(xué)鍵的綜合聯(lián)系。最近又出現(xiàn)反應(yīng)熱與能源結(jié)合起來進行考查。由于能源問題已成為社會熱點，有關(guān)能源 的試題也將成為今后命題的重點：預(yù)計考查反應(yīng)熱的內(nèi)容將不斷拓寬，難度有所提高，題型 也會有新的變化。知識綜合脈絡(luò)_ :氫能源、硅能源 ； 能源間題I:鋁能猱化石糞能源I;乙醇和甲醇的利用:吸熱反

2、應(yīng)判斷基礎(chǔ)知識梳理一、概念1.化學(xué)反應(yīng)及其能量變化任何一個化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量總不會相等的。 在新物質(zhì)產(chǎn)生的同時總是伴隨著能量的變化。2.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1) 放熱反應(yīng)：即有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量。(2) 吸熱反應(yīng)：即吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量。3.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化示意圖對于該示意圖”可理解為下列形式：反應(yīng)方理式書寫和應(yīng)用由能量守恒可得：反應(yīng)過程電石法生產(chǎn)氯乙烯單體的主要缺點是：電石由生石灰與焦炭于電爐中在3000C左右強熱反應(yīng)物的總能量：生成物的總能量+熱量（放熱反應(yīng)）應(yīng)物的總能量：生成物的

3、總能量-熱量（吸熱反應(yīng)） 4燃料充分燃燒的兩個條件（1）要有足夠的空氣（2）燃料與空氣要有足夠大的接觸面。5熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別有三點不同：（1）熱化學(xué)方程式必須標(biāo)有熱量變化。（2）熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，因為反應(yīng)熱除跟物質(zhì)的量有關(guān) 外，還與反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)。（3）熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)只表示各物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)的量，因此，有時可用分 數(shù)表示，但要注意反應(yīng)熱也發(fā)生相應(yīng)變化。6書寫熱化學(xué)方程式時明確以下問題：（1）反應(yīng)放出或吸收的熱量的多少與外界的溫度和壓強有關(guān)，需要注明，不注明的指101kPa和25C時的數(shù)據(jù)。（2） 物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)吸收和

4、放出的熱量不同，因此要注明反應(yīng)物和生成物 的聚集狀態(tài)。（3）熱化學(xué)方程式中的熱量數(shù)據(jù)，是與各化學(xué)計量數(shù)為物質(zhì)的量時相對應(yīng)的，不是幾 個分子反應(yīng)的熱效應(yīng)。因此式中化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。一般出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時是 以某一反應(yīng)物或生成物為 “1mol時其它物質(zhì)才出現(xiàn)的。（4） 無論熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)為多少，H的單位總是KJ/mol，但 H的數(shù)值 與反應(yīng)式中的系數(shù)有關(guān)。二、燃燒熱、中和熱1燃燒熱（1）概念：在101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJmol表示。注意：完全燃燒，是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的物質(zhì)：S C0

5、2,HRH20, STS02等。（2）表示的意義：例如C的燃燒熱為393.5kJ/mol，表示在101kPa時，ImolC完全燃 燒放出393.5kJ的熱量。2中和熱（1）概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1 molH20，這時的反應(yīng)熱叫中和熱。（2）中和熱的表示：H+（aq）+OH-（aq）=H2O （1）； H=-57.3kJ/mol。理解中和熱時注意：1稀溶液是指溶于大量水的離子。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)。 中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH-化合生成H2O，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)。3使用化石燃料的利弊及新能源

6、的開發(fā)（1）重要的化石燃料：煤、石油、天然氣（2）煤作燃料的利弊問題1煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。2煤直接燃燒時產(chǎn)生S02等有毒氣體和煙塵，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。3煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低，且運輸不方便。4可以通過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。新能源的開發(fā)1調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)， 降低燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比率，節(jié)約油氣資源，加強科技投入,加快開發(fā)水電、核電和新能源等就顯得尤為重要和迫切。2最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能等。這些新能源的特點是資源豐 富，且有些

7、可以再生，為再生性能源，對環(huán)境沒有污染或污染少。例題解析例1在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中Q2Ql的是()(A)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； H=-Q12H2(g)+ O2(g)=2H20(1)； H=-Q2(B)S(g)+O2(g)=SO2(g)；H=-Q1S(s)+02(s)=SO2(g)；H=-Q21(C)C(s)+O2(g)=CO(g)；H=-Q12C(s)+ O2(g)=CO2(s)；H=-Q2(D)H2(g)+Cl2(g)=2HCI(g)；H=-Q111H2(g)+Cl2(g)=HCI(g)； H=-Q222解析首先分析同一物質(zhì)不同聚集狀態(tài)轉(zhuǎn)化時的能量變化，其次

8、分析不同聚集狀態(tài)在反 應(yīng)物中和在生成物中對反應(yīng)熱的影響，最后得出比較結(jié)論。A中因 出09）THO（”放熱，故Q2QI；B中S（S）fS（g）吸熱，而且S在燃燒時必須由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)才能燃料，故Q2d0解析氫氣跟氧氣化合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，再根據(jù)反應(yīng)物中的物質(zhì)的量關(guān)系進行比較可以 得出a、b、c、d之間的大小關(guān)系。因而Q2Q1；Q2=1/2Q1H2的量與燃燒熱的值成正比，因此H1=a kJmol 二(2)2H2(g) O2(g) =2H2O(g)H2=b kJmol （3）1H2(g) -O2(g)=H2O（1）H3=c kJmol （4）2(g) O2(g)=2H2OH4=d kJmol42a=bv

9、0D.2c=d0電石法生產(chǎn)氯乙烯單體的主要缺點是：電石由生石灰與焦炭于電爐中在3000C左右強熱答案C。例3已知：溴乙烷與氫氧化鈉在乙醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)，脫掉溴化氫而成為乙烯:CH3CH2Br氫氧化鈉/乙醇CH2=CH2+HBr。nCH2=CHClClJ（2）乙烯法生產(chǎn)聚氯乙烯有副產(chǎn)品氯化氫，電石法生產(chǎn)聚氯乙烯需要氯化氫，兩者結(jié) 合正好可以利用由1,2-二氯乙烷消去反應(yīng)生成的氯化氫作為乙炔加成的原料，所以兩種方法 可以聯(lián)合生產(chǎn)。（3） 從化學(xué)鍵變化的角度分析，氯乙烯聚合生成聚氯乙烯的過程實質(zhì)上n個碳碳雙鍵 轉(zhuǎn)化成2n個碳碳單鍵，而n個碳碳雙鍵的總鍵能小于2n個碳-碳單鍵的總鍵能。 所以，氯乙

10、 烯的聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng)。例4白磷（P4）是正四面體構(gòu)型的分子，當(dāng)與氧氣作用形成P4O10時，每兩個磷原子之間插入一個氧原子，此外，每個磷原子又以雙鍵結(jié)合一個氧原子。（1）化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?，F(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能（kJ mol-1）。PP鍵：198 kJ mol-1；PO鍵：360 J mol-1; O=O鍵：498 kJ mol-1; P=O鍵：585 kJ mol-1。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)，計算出以下反應(yīng)的反應(yīng)熱Q的值：P4（白磷）+5O2=P401O+Q。（2）P4O10極易與水化合，反應(yīng)過程可表示 為如下形式：POP+H2OT2POH。若每個P4O10分子與四個水分子發(fā)

11、生化合反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。解析（1）題中的新信息可分成三部分：一 是從化學(xué)鍵角度剖析化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)； 二是給出了PP、PO等四種共價鍵的鍵能數(shù)據(jù)； 三是有關(guān)P4、P4O10分子結(jié)構(gòu)的信息。要求解題者從眾多的信息中抽象出計算反應(yīng)熱的規(guī)律，并計算出白磷燃燒反應(yīng)的反應(yīng) 熱?；瘜W(xué)反應(yīng)過程是舊的化學(xué)鍵斷裂、新的化學(xué)鍵形成的過程，所以可以用反應(yīng)物、生成物 的鍵能來計算反應(yīng)熱：反應(yīng)熱=新鍵的鍵能總數(shù)一舊鍵的鍵能總數(shù)（2）在前一小題的基礎(chǔ)上，又給出兩條信息：第一,P4O10的水解反應(yīng)實質(zhì)上是POP”轉(zhuǎn)化為“2POH”；第二，1個P4O10分子可與4個水分子發(fā) 生化合反應(yīng)。分析后可得出，4個H2O參加反

12、應(yīng)會斷裂4個OP鍵。再結(jié)合P4O10分子結(jié)構(gòu)示意圖分析（如右圖所示）得出可能有 兩種斷裂方式：第一種情況是斷掉處的PO鍵斷裂（或等）產(chǎn)物有兩種H3PO4和H5P3O10；若在處斷裂（或等）產(chǎn)物只有一種H4P2O7，由于題中指出發(fā)生的是而制得，消耗的能量很大，不符合現(xiàn)代節(jié)能的要求。此外，電石與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣無 回收價值，造成了環(huán)境污染。還有乙炔與氯化氫的加成需用氯化汞作催化劑，氯化汞毒性很 強，車間操作條件不好，也造成環(huán)境的汞污染。由于這種種原因，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)聚氯乙烯的 發(fā)展趨勢是逐步淘汰電石法，改用由石油裂化得到的乙烯作原料。（1）請用化學(xué)方程式分步表示用乙烯法制取聚氯乙烯樹脂的有關(guān)反應(yīng)

13、。（2）如果用乙烯法為主而以電石法作配合生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂，有什么可取之處？（3）氯乙烯的聚合是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？為什么？解析（1）根據(jù)鹵代烴、烯烴的性質(zhì)就可完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH2=CH2+CI2宀CH2CICH2CI;CH2CICH2CI宀CH2=CHCI+HCI;OO“化合反應(yīng)”，所以應(yīng)是后一種情況。答案(1)要根據(jù)化學(xué)鍵變化來計算白磷燃燒的反應(yīng)熱，必須弄清P4、卩4010分子中的共價鍵類型、共價鍵數(shù)目。根據(jù)題給信息可分別畫出白磷和P4O10分子結(jié)構(gòu)示意圖(如右圖所示)，觀察后可得，P4中共有6個PP鍵，P4O10中有12個PO鍵、4個P=O鍵。P4燃 燒的化學(xué)方程式為：P4+

14、5O2=P4O10+Q所以，舊鍵斷裂時共吸收能量：6X198+5X498=3678(kJ)。新鍵形成時共放出能量：12X360+4X585=6660(kJ)。因此，1mol白磷轉(zhuǎn)化為P4O10放出：6660-3678=2982(kJ)。(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：P4O10+4H2O=2H4P2O7。課后練習(xí)1液化石油氣所含的可燃性物質(zhì)是：在加壓不高的條件下即變?yōu)橐簯B(tài)而便于儲存在鋼 瓶中，當(dāng)打開鋼瓶閥門時，又易變成氣態(tài)的碳?xì)浠衔?。則下列物質(zhì)中符合這一要求的是( )編號ABCD化學(xué)式CH4C2H6C4H10C6H14沸點/C-164-88-0.5692.下列敘述中正確的是()(A)需加熱的反應(yīng)一

15、般都是吸熱反應(yīng)(B)放熱反應(yīng)一般都不要加熱或點燃等條件(C)化合反應(yīng)一般都是放熱反應(yīng)，分解反應(yīng)一般都是吸熱反應(yīng)(D)燃燒反應(yīng)一般都是放熱反應(yīng)3下列變化不符合科學(xué)原理的是()(A)稻草變酒精(B)廢塑料變汽油(C)空氣變肥料 (D)水變油4近年來，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來的石油”的觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中你認(rèn)為不妥當(dāng)?shù)氖?)(A)硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料(B)硅的來源豐富，易于開采，且可再生(C)硅燃料放出的熱量大，且燃料產(chǎn)物對環(huán)境污染較低，容易有效控制(D)尋找高效催化劑，使二氧化硅分解產(chǎn)生硅的同時釋

16、放能量，是硅能源大規(guī)模開發(fā) 利用的一項關(guān)鍵技術(shù)5.如圖所示，燒杯甲中盛放100mL 6mol L-1的HCI溶液，燒杯乙中盛放100mL冷水, 現(xiàn)向燒杯甲的溶液中放入25gNaOH固體，同時向燒杯乙中放入25gNH4NO3固體，攪拌使之 溶解。(1)_A瓶中氣體顏色_， 簡述理由：_ 。(2)_B瓶氣體顏色 _， 簡述理由：_ 。6.（1）電工使用的“試電筆”內(nèi)充有一種氣體，此氣體的名稱是 _ ，它在通電時發(fā)出一種_ 色的光。（2）火柴頭上主要含有氯酸鉀、二氧化錳、硫磺和玻璃粉等。火柴桿（含碳的有機物） 上涂有少量石蠟。火柴盒兩邊的摩擦層是紅磷和玻璃粉調(diào)和而成?；鸩耦^在火柴盒上劃動時 產(chǎn)生的熱

17、量使紅磷轉(zhuǎn)變?yōu)榘琢?，白磷易燃，放出的熱量使氯酸鉀分解，氯酸鉀分解的化學(xué)方 程式是_， 二氧化錳的作用是_。產(chǎn)生的氧氣與硫反應(yīng)，放出的熱量使石蠟引燃，最終使火柴桿著火。石蠟燃燒的反應(yīng)方程式為：C17H36+2602點燃17CO2+18H2O此反應(yīng)_ （填“是”或“不是”）化合反應(yīng)， _ （填“是”或“不是”）氧化反應(yīng)。課后練習(xí)答案1C（沸點比溫室略低的物質(zhì)在常溫常壓條件再加壓容易液化，根據(jù)題給表中數(shù)據(jù)可看出丁烷的沸點最適宜。事實上打火機中、家用液化氣的主要成份之一都是丁烷）。2D（很多放熱反應(yīng)開始時也需要加熱，有的化合反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，有的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)）。3D（稻草主要成分是纖維素，水解后可生成葡萄糖，葡萄糖分解可生成乙