【優(yōu)教通】高二人教版化學(xué)選修四教案設(shè)計(jì)：1-1-1《焓變、反應(yīng)熱》-

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第1課時(shí)焓變反應(yīng)熱●課標(biāo)要求1．了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的緣由，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2．能舉例說明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解反應(yīng)熱和焓變的涵義。●課標(biāo)解讀1.由能量轉(zhuǎn)化的緣由分析吸熱和放熱反應(yīng)。2．了解反應(yīng)熱和焓變的涵義。3．由化學(xué)鍵理論分析能量轉(zhuǎn)化的緣由。●教學(xué)地位本課時(shí)介紹的是熱化學(xué)的一些初步學(xué)問，以啟發(fā)同學(xué)從能量角度考慮化學(xué)反應(yīng)問題，有利于同學(xué)較全面地生疏化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。再聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，即反應(yīng)物分子的舊化學(xué)鍵的斷裂所需要的能量和生成物分子新化學(xué)鍵的形成所放出的能量，定量爭(zhēng)辯反應(yīng)的能量變化，說明白宏觀的反應(yīng)熱和微觀的化學(xué)鍵斷裂和形成所吸取和放出的總能量之間的關(guān)系。是學(xué)習(xí)本章的基礎(chǔ)?！裥抡n導(dǎo)入建議搖冰飲料搖熱飲料“迪爾搖”系列搖冷搖熱飲料是由北京世紀(jì)通投資集團(tuán)下屬的全資子公司北京迪樂創(chuàng)新科技有限公司開發(fā)生產(chǎn)的獨(dú)家專利產(chǎn)品。產(chǎn)品只需輕輕一搖就會(huì)在瞬間變冰或變熱，操作簡(jiǎn)潔快捷。這種搖冷、搖熱飲料是在飲料罐的夾層中分別裝有某種物質(zhì)，搖動(dòng)混合后產(chǎn)生熱效應(yīng)引起的。同學(xué)們，你估量搖冰、搖熱飲料罐的夾層中各裝了哪些物質(zhì)？【提示】搖冰飲料：硝酸銨和水搖熱飲料：生石灰和水?！窠虒W(xué)流程設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)支配：看教材P2～3填寫【課前自主導(dǎo)學(xué)】中的內(nèi)容，并完成【思考溝通】。?步驟1：導(dǎo)入新課、本課時(shí)的教材地位分析。?步驟2：建議對(duì)【思考溝通】多提問幾個(gè)同學(xué)，使80%以上的同學(xué)都能把握該內(nèi)容，以利于下一步對(duì)該重點(diǎn)學(xué)問的探究。?步驟3：師生互動(dòng)完成“探究1，反應(yīng)熱與自身能量、化學(xué)鍵的關(guān)系及計(jì)算”可利用【問題導(dǎo)思】中的問題由淺入深地進(jìn)行。?步驟6：師生互動(dòng)完成【探究2】吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的比較，可利用【問題導(dǎo)思】中的問題由淺入深地進(jìn)行，建議老師除【例2】外，再變換一下命題角度，可接受【老師備課資源】中的例題，拓展同學(xué)的思路。?步驟5：在老師指導(dǎo)下同學(xué)自主完成【變式訓(xùn)練1】和【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】中的1、4兩題，驗(yàn)證同學(xué)對(duì)探究點(diǎn)的理解把握狀況。?步驟4：老師通過【例1】和教材P2頁的講解研析，對(duì)【探究1】的內(nèi)容進(jìn)行概括總結(jié)。步驟7：老師通過例2和P3頁講解研析，對(duì)“吸熱和放熱反應(yīng)”進(jìn)行總結(jié)。?步驟8：在老師指導(dǎo)下由同學(xué)自主完成【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】中的2、3、5三題，驗(yàn)證同學(xué)對(duì)探究點(diǎn)的理解把握狀況。?步驟9：先讓同學(xué)自主總結(jié)本課時(shí)學(xué)習(xí)的主要學(xué)問，然后對(duì)比【課堂小結(jié)】明確已學(xué)的內(nèi)容、支配同學(xué)課下完成【課后知能檢測(cè)】。課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的緣由和常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解反應(yīng)熱與焓變的含義。3.通過生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。1.從化學(xué)鍵與物質(zhì)自身能量凹凸的角度分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。(重難點(diǎn))2.焓變，反應(yīng)熱，ΔH的“＋”、“－”。(重點(diǎn))3.常見的放熱、吸熱反應(yīng)。(重點(diǎn))焓變反應(yīng)熱1.概念(1)焓變(ΔH)①定義：焓(H)是與內(nèi)能有關(guān)的物理量。在確定條件下，某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，由生成物與反應(yīng)物的焓值差即焓變(ΔH)打算。②常用單位：kJ/mol(或kJ·mol－1)。(2)反應(yīng)熱：恒壓條件下，反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變。因此常用ΔH表示反應(yīng)熱。2．化學(xué)反應(yīng)過程中有能量變化的緣由如圖所示：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反應(yīng)的能量變化示意圖(1)實(shí)質(zhì)：①斷裂1molH2分子中的化學(xué)鍵需要吸取436kJ的能量。斷裂1molCl2分子中的化學(xué)鍵需要吸取243kJ的能量。②形成1molHCl分子中的化學(xué)鍵需要放出431kJ的熱量。(2)結(jié)論：該反應(yīng)放出的能量為2×431kJ，吸取的能量為(436＋243)kJ，故為最終放出能量的反應(yīng)，兩者的熱量差為183kJ。3．吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)形成生成物釋放的總能量大于破壞反應(yīng)物吸取的總能量。反應(yīng)放出能量而使體系的能量降低。ΔH為“－”或ΔH<0。吸熱反應(yīng)形成生成物釋放的總能量小于破壞反應(yīng)物吸取的總能量。反應(yīng)吸取能量而使體系的能量上升。ΔH為“＋”或ΔH>0。1．任何化學(xué)反應(yīng)確定伴隨能量的變化嗎？2．濃H2SO4溶于水放出大量的熱，是放熱反應(yīng)嗎？【提示】1.確定。2．不是。由于這是個(gè)物理變化。反應(yīng)熱與自身能量、化學(xué)鍵的關(guān)系及簡(jiǎn)潔計(jì)算【問題導(dǎo)思】①若反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？【提示】放熱。②反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能有何關(guān)系？【提示】反應(yīng)熱＝斷裂化學(xué)鍵吸取的能量－形成化學(xué)鍵放出的能量。③如何計(jì)算某反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)?【提示】ΔH＝生成物本身具有的總能量－反應(yīng)物本身具有的總能量＝斷裂化學(xué)鍵吸取的能量－形成化學(xué)鍵放出的能量。1．反應(yīng)熱與自身能量的關(guān)系2．化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)過程是原子重新組合的過程，反應(yīng)物分子內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂需要吸取能量，生成新物質(zhì)時(shí)形成新的化學(xué)鍵要放出能量。二者的能量差，就打算了能量的變化。(1)當(dāng)E1>E2時(shí)，反應(yīng)吸取能量；(2)當(dāng)E1<E2時(shí)，反應(yīng)釋放能量。3．ΔH的計(jì)算方法(1)ΔH＝生成物所具有的總能量－反應(yīng)物所具有的總能量。(2)ΔH＝斷鍵吸取的總能量－成鍵釋放的總能量。1．破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸取的能量越小，說明反應(yīng)物越不穩(wěn)定，本身的能量越高。2．形成生成物的化學(xué)鍵放出的能量越多，說明生成物越穩(wěn)定，本身的能量越低。下列說法正確的是()A．焓變單位中kJ·mol－1，是指1mol物質(zhì)參與反應(yīng)時(shí)的能量變化B．當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH＞0，反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH＜0C．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí)，反應(yīng)放熱，ΔH為“－”D．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，生成物總鍵能大于反應(yīng)物的總鍵能時(shí)，反應(yīng)吸熱，ΔH為“＋”【解析】焓變單位中的kJ·mol－1，是指每摩爾具體的反應(yīng)，不愿定指參與反應(yīng)的物質(zhì)，A錯(cuò)；在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量削減，反應(yīng)就放熱，反之就吸熱，C對(duì)；化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂，新化學(xué)鍵的形成，斷鍵時(shí)吸取能量，成鍵時(shí)釋放能量，所以D錯(cuò)。【答案】C本題易錯(cuò)選A，ΔH中的單位kJ/mol可理解為每摩爾的反應(yīng)，是表明參與反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量與化學(xué)方程式中物質(zhì)的計(jì)量數(shù)相同，而不愿定是每摩爾的物質(zhì)。1．已知拆開1molH2、1molO2中的化學(xué)鍵需要消耗的能量分別為436kJ、496kJ，形成1molH—O鍵釋放的能量為463kJ。試說明2molH2(g)在適量O2中燃燒生成水蒸氣的能量變化?！窘馕觥肯确謩e求出反應(yīng)過程放出能量和吸取能量的大小，然后求出反應(yīng)過程中的能量變化。依據(jù)化學(xué)方程式2H2＋O2===2H2O，該反應(yīng)斷鍵吸取的能量為2×436kJ＋1×496kJ＝1368kJ，該反應(yīng)成鍵放出的能量為4×463kJ＝1852kJ，因此共放出能量484kJ?！敬鸢浮?molH2(g)在適量O2中燃燒生成水蒸氣時(shí)，放出484kJ的能量。吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)比較【問題導(dǎo)思】①需加熱的反應(yīng)確定是吸熱反應(yīng)嗎？常溫下進(jìn)行的反應(yīng)確定是放熱反應(yīng)嗎？【提示】不愿定。②常見的吸熱和放熱反應(yīng)有哪些？【提示】常見的吸熱反應(yīng)：大多數(shù)分解反應(yīng)，Ba(OH)·8H2O與NH4Cl反應(yīng)等。常見的放熱反應(yīng)：中和反應(yīng)、金屬與酸、燃燒、化合反應(yīng)(大多數(shù))等。類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)圖示實(shí)例①大多數(shù)化合反應(yīng)②中和反應(yīng)③金屬與酸的反應(yīng)④燃燒反應(yīng)⑤鋁熱反應(yīng)①大多數(shù)分解反應(yīng)②Ba(OH)2·8H2O晶體與氯化銨的反應(yīng)③以C、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)與條件無必定的聯(lián)系。需加熱的反應(yīng)不愿定是吸熱反應(yīng)。有的反應(yīng)開頭時(shí)需加熱，但反應(yīng)發(fā)生后會(huì)放出確定的熱量，能夠維持該反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如C＋O2點(diǎn)燃,CO2。由圖分析，下列說法正確的是()A．A→B＋C和B＋C→A兩個(gè)反應(yīng)吸取或放出的能量不等B．A→B＋CΔH<0C．A具有的焓高于B和C具有的焓的總和D．A→B＋CΔH>0，則B＋C→AΔH<0【解析】本題考查焓變與放熱、吸熱反應(yīng)的關(guān)系。由圖可看出，B和C的焓之和高于A的焓，則反應(yīng)B＋C→A確定是放熱反應(yīng)，ΔH<0；反之，A→B＋C的反應(yīng)確定是吸熱反應(yīng)。依據(jù)能量守恒定律，兩反應(yīng)吸取和放出的能量確定相等?！敬鸢浮緿1．ΔH與吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的關(guān)系可用圖示表示為：2．化學(xué)反應(yīng)的過程也可看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等被釋放出來的過程，或者是熱能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量被“貯存”起來的過程。3．化學(xué)反應(yīng)過程中確定有能量變化，但不愿定都以熱能的形式放出，可能還有電能、光能等其他形式。2．下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是()A．碳酸鈣受熱分解B．乙醇的燃燒C．鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng)D．氧化鈣與水反應(yīng)【解析】生成物總能量高于反應(yīng)物總能量，也就是說該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。常見的吸熱反應(yīng)有水煤氣的制取、大多數(shù)的分解反應(yīng)、C與CO2的反應(yīng)等?！敬鸢浮緼【老師備課資源】下圖是一個(gè)簡(jiǎn)易測(cè)量物質(zhì)反應(yīng)是吸熱還是放熱的試驗(yàn)裝置，利用此裝置可以很便利地測(cè)得某反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。將鋁片加入小試管內(nèi)，然后注入足量的鹽酸，請(qǐng)依據(jù)要求完成下列問題：(1)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________________，試管中看到的現(xiàn)象______________________________。(2)S形導(dǎo)管中液面A________(填“上升”或“下降”)，緣由是________________________________________；說明此反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)?！窘馕觥緼l與鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，使錐形瓶中氣壓增大，導(dǎo)致S形導(dǎo)管左端液面下降，右端液面上升?！敬鸢浮?1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑Al片溶解，有氣泡產(chǎn)生(2)下降反應(yīng)放出的熱量使錐形瓶?jī)?nèi)氣壓增大放熱1．(2022·南昌三中高二月考)已知：①能量越低的物質(zhì)就越穩(wěn)定，②白磷轉(zhuǎn)化成紅磷是放熱反應(yīng)。據(jù)此，下列推斷或說法中正確的是()A．在相同的條件下，紅磷比白磷能量高B．在相同的條件下，白磷比紅磷穩(wěn)定C．紅磷和白磷的結(jié)構(gòu)不同D．紅磷簡(jiǎn)潔發(fā)生自燃而白磷則不會(huì)自燃【解析】白磷轉(zhuǎn)化成紅磷是放熱反應(yīng)，故白磷的能量比紅磷的高。能量越高物質(zhì)越不穩(wěn)定，則A、B、D都不正確?！敬鸢浮緾2．下列說法中不正確的是()A．分解反應(yīng)大多數(shù)是吸熱反應(yīng)B．氫氧化鉀與硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)C．燃料有足夠的空氣就能充分燃燒D．放熱反應(yīng)的過程，都可以看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能等被釋放出來的過程【解析】分解反應(yīng)大多需供應(yīng)熱量破壞化學(xué)鍵，因而多數(shù)是吸熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確；酸堿中和反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確；物質(zhì)要燃燒，首先要達(dá)到著火點(diǎn)，即達(dá)到所需要的溫度，其次要有足夠的空氣或其他反應(yīng)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因化學(xué)反應(yīng)的過程是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為熱能、電能或光能等釋放出來的過程，或者是熱能、電能或光能轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)被儲(chǔ)存起來的過程，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾3．下列說法正確的是()A．反應(yīng)熱是1mol物質(zhì)參與反應(yīng)時(shí)的能量變化B．當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH＞0，反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH＜0C．任何條件下，化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱D．在確定條件下，某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，由生成物與反應(yīng)物的焓的差值來打算【解析】化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸取的熱量稱為反應(yīng)熱，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH<0，反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH>0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；只有在等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的焓變才等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，因此C項(xiàng)錯(cuò)誤；一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，取決于生成物和反應(yīng)物的焓的差值，也可以依據(jù)斷鍵時(shí)吸取的能量與成鍵時(shí)放出的能量大小推斷，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿4．已知H—H鍵鍵能(化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸取或形成時(shí)釋放的能量)為436kJ/mol，N—H鍵鍵能為391kJ/mol，依據(jù)熱化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol，可知NN鍵的鍵能是()A．431kJ/mol B．946kJ/molC．649kJ/mol D．896kJ/mol【解析】本題主要考查利用化學(xué)鍵鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的能量變化，ΔH＝－(生成物鍵能總和－反應(yīng)物鍵能總和)＝－[6EN—H－(3×EH—H＋EN≡N)]，得EN≡N＝6×EN—H－3×EH—H＋ΔH＝6×391kJ/mol－3×436kJ/mol－92.4kJ/mol≈946kJ/mol。故選B。【答案】B5．2011年9月29日我國成功放射的“天宮一號(hào)”飛行器的外殼掩蓋了一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，該陶瓷材料可由石英固體與焦炭顆粒在高溫的氮?dú)饬髦型ㄟ^如下反應(yīng)制得：S