新課程高中化學選擇修4教案

教  案 課題：第一章 化學反應與能量 第一節 化學反應與能量變化 授課班級   課  時 2 教   學   目   的 知識 與 技能 1、了解化學反應中能量轉化的原因和常見的能量轉化形式； 2、認識化學反應過程中同時存在著物質和能量的關系 3、了解反應熱和焓變的含義 4、認識熱化學方程式的意義并能正確書寫熱化學方程式 過程 與 方法 1、通過化學反應的實質的回顧，逐步探究引起反應熱內在原因的方法，引起學生在學習過程中主動探索化學原理的學習方法， 2、通過討論、分析、對比的方法，培養學生的分析能力和主動探究能力 情感 態度 價值觀   激發學生的學習興趣，培養學生從微觀的角度理解化學反應，培養學生尊重科學、嚴謹求學、勤于思考的態度，樹立透過現象看本質的唯物主義觀點 重 點 化學反應中的能量變化，熱化學方程式的書寫 難 點 焓變，△H的“+”與“-”，熱化學方程式的書寫 知 識 結 構 與 板 書 設 計 第一章 化學反應與能量第一節 化學反應與能量變化 一、反應熱 焓變 1、定義：恒壓條件下，反應的熱效應等于焓變 2、符號：△H 3、單位：kJ/mol或kJmol-1 4、反應熱表示方法：△H為“＋”或△H＞0時為吸熱反應；△H為“一”或△H＜0時為放熱反應。 5、△H計算的三種表達式： (1) △H == 化學鍵斷裂所吸收的總能量—化學鍵生成所釋放的總能量 (2) △H == 生成的總能量 –反應物的總能量 (3) △H == 反應物的鍵能之和– 生成物的鍵能之和 二、熱化學方程式(thermochemical equation) 1．定義：表明反應所放出或吸收的熱量的化學方程式，叫做熱化學方程式。 例：H2(g)＋I2(g)  2HI(g)；△H=－14.9 kJ/mol 2．書寫熱化學方程式的注意事項： (1)需注明反應的溫度和壓強。因反應的溫度和壓強不同時，其△H不同。 (2)要注明反應物和生成物的狀態。物質的聚集狀態，與它們所具有的能量有關。  (3)熱化學方程式各物質前的化學計量數不表示分子個數，它可以是整數也可以是分數。對于相同物質的反應，當化學計量數不同時，其△H也不同。 4．熱化學方程式的應用 教學過程 教學步驟、內容 教學方法、手段、師生活動 [引入]相信大家都聽過這句名言：“給我一個支點和足夠長的杠桿，我可以撬動地球。”知不知道是誰說的呢？ 阿基米德 [問]推動人類社會進步的這個支點和杠桿是什么呢？ [講]對，能量就是推動人類進步的“杠桿”！能量使人類脫離了“茹毛飲血”的野蠻，進入繁華多姿的文明。化學反應所釋放的能量是現代能量的主要來源之一（一般以熱和功的形式與外界環境進行能量交換）。所以，研究化學反應中的能量變化，就顯得極為重要。下面讓我們一同進入選修4 化學反應原理的學習 ［板書］第一章 化學反應與能量 第一節 化學反應與能量變化 [回憶]化學鍵在形成和斷裂的過程中能量的變化 ［講］化學鍵形成的時候放出能量，斷裂的時候吸收能量； [問]當水從液態變成氣態的時候能量是如何變化的？能否從微觀的角度解釋能量變化的原因？ 水分子之間存在分子間作用力，當水從液態變成氣態時，分子間距離增大，所以要吸收能量 [講]雖然力的種類和大小不同，但是本質都一樣，就是形成作用力時要放出能量；破壞作用力時要吸收能量，即物質的變化常常伴隨能量的變化 ［投影］   ［問］為什么化學反應過程中會有能量的變化？從兩個角度來考慮：1、從化學鍵的角度看化學反應是怎樣發生的？與能量有什么關系？2、反應物和生成物的相對能量的大小 ［圖像分析］1molH2 和1molCl2 反應得到2molHCl要放出183kJ的能量；斷開1molH-H鍵需要吸收436kJ的能量；斷開1molCl-Cl鍵需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl鍵能放出431kJ的能量； ［講］從化學鍵的角度看化學反應包含兩個過程：舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵形成。斷裂化學鍵需要吸收能量，形成化學鍵要釋放出能量，斷開化學鍵吸收的能量和形成化學鍵釋放的能量通常不相等；2、反應物和生成物的總能量通常不相等，當反應物的總能量大于生成物的總能量時，化學能轉化為其他形式的能量釋放出來，當反應物的總能量小于生成物的總能量時，化學反應將其他形式的能量轉化為化學能儲存起來，所以化學反應過程中總會伴隨著能量的變化。 ［過］斷開化學鍵和形成化學鍵所吸收和放出的能量的數值是可以定量測定出來的，可以在工具書上查到，這樣我們就可以計算到反應中的能量的具體數值了，在以上的例子中我們對反應的討論和研究中，我們的研究對象是什么？  反應物和生成物 ［講］我們對反應研究的對象是反應的反應物和生成物，我們把它們稱為反應體系，而把除它們之外的物質稱為環境，我們把反應體系在化學反應過程中所釋放或吸收的能量，用熱量（或換算成相應的熱量）來表述，叫做反應熱，又稱作為“焓變”，用符號“△H”表示，單位常采用kJ/mol或kJmol－1 ［板書］一、反應熱 焓變 1、定義：恒壓條件下，反應的熱效應等于焓變 2、符號：△H 3、單位：kJ/mol或kJmol-1 ［思考］我們看看△H的單位是kJ/mol，這個單位的分子和分母分別代表的是什么物理量？我們可以怎樣計算△H的數值？ ［講］化學反應的過程同時存在著物質和能量的變化，而且能量的釋放和吸收是以發生變化的物質為基礎的，能量的多少與發生反應的反應物質量及物質的量成正比。焓變的單位中的“mol”的基本單元不是某一反應物或生成物分子或原子，而是按熱化學方程式所表示的那些粒子的特定組合。反應熱就是“每摩爾”該特定組合完全反應的熱效應 [講]化學反應都伴隨能量的變化，所以可以將化學反應分為兩類。分析反應熱之前，先弄清楚兩個概念：環境和體系 [投影] 放熱反應：體系 環境 H   △H < 0 為“-”  Q > 0 吸熱反應 體系  環境 H △H>0為“+” Q< 0 [結論]△H 和Q的角度不同，△H從體系的角度，Q從環境的角度 ［講］當生成物釋放的總能量大于反應物吸收的總能量時，反應為放熱反應，使反應本身能量降低，規定放熱反應△H為“一”，所以△H為“一”或△H＜0時為放熱反應。 上述反應 H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)，反應熱測量的實驗數據為 184.6 kJ/mol，與計算數據 183kJ/mol很接近，一般用實驗數據表示，所以△H =-184.6 kJ/mol。 當生成物釋放的總能量小于反應物吸收的總能量時，反應是吸熱反應，通過加熱、光照等方法吸收能量，使反應本身能量升高，規定△H為“＋”，所以△H為“＋”或△H＞0時為吸熱反應。 ［投影］   [板書]4、反應熱表示方法：△H為“＋”或△H＞0時為吸熱反應；△H為“一”或△H＜0時為放熱反應。 ［講］如果反應物所具有的總能量高于生物成具有的總能量，反應時就會以熱能的形式放出，反之，則吸熱。 [板書]5、△H計算的三種表達式： (1) △H == 化學鍵斷裂所吸收的總能量—化學鍵生成所釋放的總能量 (2) △H == 生成的總能量 –反應物的總能量 ［講］化學鍵斷裂或生成所吸收或放出的能量叫做化學鍵的鍵能。反應鍵能越小，穩定性越弱，能量就越高破壞它需要的能量就越小；生成物的鍵能越大，穩定性越強，能量就越低，釋放的能量就越大，故需要放出能量，△H為負，反應之為正 [板書] (3) △H == 反應物的鍵能之和– 生成物的鍵能之和 ［講］△H有正負之分，因此比較△H大小時，要連同“+”、“-”包含在內，類似于數學上的正負數比較，如果只比較反應放出熱量變化，則只比較數值大小。 [過渡]什么是化學反應熱？如何表示？如何準確地描述物質間的化學反應及其能量變化？下面我們來學習熱化學方程式。 [板書]二、熱化學方程式(thermochemical equation) 1．定義：表明反應所放出或吸收的熱量的化學方程式，叫做熱化學方程式。 例：H2(g)＋I2(g)  2HI(g)；△H=－14.9 kJ/mol [投影]例：H2(g)＋ O2(g) = H2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol，表示 lmol氣態 H2和 mol氣態 O2反應生成 lmol水蒸氣，放出 241.8kJ的熱量。(在 101kPa和 25℃時) H2(g)十 O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol，表示lmol氣態H2與 mo氣態O2反應在101 kPa和 25℃時，生成lmol液態水，放出285.8kJ的熱量。 [小結]描述在一定條件下，一定量某狀態下的物質，充分反應后所吸收或放出熱量的多少。 ［講］熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。那么熱化學方程式的書寫有什么要求或者需要注意哪些事項呢？ [板書]2．書寫熱化學方程式的注意事項： ［講］與普通化學方程式相比，書寫熱化學方程式除了要遵循書寫化學方程式的要求外還應注意以下幾點： ［學生活動］閱讀教材歸納、總結 [板書] (1)需注明反應的溫度和壓強。因反應的溫度和壓強不同時，其△H不同。 [講]但中學化學中所用的△H的數據，一般都是在101 kPa和 25℃時的數據，因此可不特別注明。但需注明△H的“＋”與“－”。熱化學方程式一般不要求寫條件 [投影]例如：H2(g)＋ O2(g) = H2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol  H2(g)十 O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol ［講］從上述兩個熱化學方程式可看出，lmol H2反應生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44kJ/mol的熱量。產生的熱量為什么不同？  [板書](2)要注明反應物和生成物的狀態。物質的聚集狀態，與它們所具有的能量有關。 ［講］通常氣體用“g”、液體用”l”、固體用“s”、溶液用“aq”，且熱化學方程式通常不用“↑”、“↓”。 [投影]例如：H2(g)+C12(g) = 2HCl(g)；△H=-184.6 kJ/mol   H2(g)+ Cl2(g) = HCl(g)；△H＝－92.3 kJ/mol [板書](3)熱化學方程式各物質前的化學計量數不表示分子個數，它可以是整數也可以是分數。對于相同物質的反應，當化學計量數不同時，

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