苏教版选修4高中化学化学反应中的热效应教案

化学反应的热效应课程要求学习目标众所周知，化学键的断裂和形成是化学反应的能量。数量变化的主要原因。通过生产和生活中的例子理解化学能热能相互转化。可以说明化学能和热能的相互转化，为了理解反应热和焓变化的含义，我们可以用气体定律。对反应热进行了简单计算。1.化学反应中物质的变化和能量的变化可以从从微观角度理解化学反应的反应热和焓变化。2.热化学方程及其书写，燃烧热和中和热的定义。3.掌握气体定律和焓变化的简单计算。知识表达知识点1，化学变化中的物质变化和能量变化。物质变化的本质是：旧化学键的断裂和新化学键的形成。能量变化的本质旧化学键的破坏需要吸收能量，新化学键的形成需要释放能量。在化学反应过程中，物质的变化必然伴随着能量的变化。下图：反应物的总能量反应物的总能量反应物的总能量产品的总能量产品的总能量产品的总能量热放出反应吸热的反应反应过程热放出反应物的总能量产品的总能量反应过程吸热的能数量能数量:也可以从物质能量的角度来理解。概念：反应热：化学反应过程中释放或吸收的能量可以用热(或转化为相应的热)来表示，称为反应热。放热反应在化学反应中释放能量的反应称为放热反应。吸热反应在化学反应中吸收能量的反应称为吸热反应。当燃烧热为：25和101千帕时，1毫升纯物质完全燃烧产生稳定化合物时释放的热量称为该物质的燃烧热。单位为：千焦/摩尔或焦耳/摩尔。建议： (1)规定应在25和101千帕下测量热量，因为当温度和压力不确定时，反应热量的值是不同的。(2)可燃物质的量设定为1摩尔。(3)规定可燃材料完全燃烧形成稳定化合物所释放的热量为标准。所谓完全燃烧是指下列元素完全转化为相应的物质3336-CO2、氢-H2O、硫-SO2等。中和热：当酸和碱在稀溶液中反应时，生成1摩尔水。此时的反应热称为中和热。建议： (1)必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸和碱相互稀释时会释放热量；(2)只有强酸和强碱在稀溶液中反应时，中和热才为57.3千焦/摩尔，而弱酸或弱碱在中和反应中电离吸热，其中中和热小于57.3千焦/摩尔；(3)基于1摩尔水，在编写化学方程式时，其他物质的化学计量数应基于生成的1摩尔水进行平衡。也就是说，H2O系数是1。常见的吸热和放热反应：吸热反应：其特点是大多数反应过程需要连续加热，如碳酸钙分解和其他大多数分解反应，H2它与非活性非金属如I2、S、P等结合。钡(OH) 28H2O与NH4Cl固体反应，二氧化碳与碳反应。放热反应：燃烧、中和、金属与酸的反应、铝热反应等。注：有些吸热反应不需要加热，如Ba (OH) 28H2O和NH4Cl的固体反应，大多数需要加热，而有些放热反应需要在反应开始时加热。也就是说，反应的吸收和放热与反应条件无关。知识点2，化学反应的焓变化概念：焓：一种物理量，用来表示一种物质所具有的能量的固有属性，称为焓。化学反应焓变化：化学反应过程中反应物总能量和产物总能量的变化称为反应焓变化。热化学研究表明，对于在等压条件下进行的化学反应，该反应的反应热概念：热化学方程式：一个能表达参与反应的物质数量和反应热之间关系的化学方程式。含义：它不仅表示化学反应中物质的变化，也表示化学反应中能量的变化。写作注意事项：注意反应物和产物的聚集状态(如果是同素异形体，注意名称)，因为物质的聚集状态与它们所具有的能量有关，即反应物的物质是相同的，当状态不同时H是不同的。注意反应温度和压力。因为H与反应的温度和压力有关，如果没有标明，它的意思是101千帕和25摄氏度热化学方程式中的化学计量数并不代表分子的数量，而是物质的数量，因此化学计量数可以是整数或分数。当同一物质的化学反应的化学计量发生变化时，其H也以同样的倍数变化。H的表达式：在热化学方程中，必须注意H的“-”和“-”，其中“-”代表吸热，“-”代表放热。H以千焦/摩尔或焦耳/摩尔表示。知识点4，焓变化的计算古斯定律及其应用古斯定律：无论一个化学反应是在一个步骤中完成还是在几个步骤中完成，它的反应热是相同的，也就是说，一个化学反应的反应热只与反应的初始状态(每种反应物)和最终状态(每种产物)有关，而与具体的反应路径无关。如果一个反应可以分几个步骤进行，每一步反应的反应热与一步完成的反应的反应热相同，这就是加斯定律。古斯定律的应用格斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应产物是不纯的(会发生副反应)，这使得很难测量反应热。此时，如果应用气体定律，可以间接计算出它们的反应热。例如：C(S)+0.5O2(g)=CO(g)当O2供应充足时，上述反应可以燃烧产生CO2，并且当O2供应不足时，可以产生CO，但是同时二氧化碳也部分生成。因此，该反应的H不能直接测量。然而，下列两个反应的H可以直接测量：碳(硫)氧(克)=二氧化碳(克)；H1=-393.5千焦/摩尔一氧化碳(克)+0.5氧气(克)=二氧化碳(克)；H2=-283.0千焦/摩尔根据格斯定律，可以计算出期望响应的H。对上述反应之间关系的分析表明H1=H2+H3H3=H1-H2=-393.5千焦/摩尔-(-283.0千焦/摩尔)=-110.5千焦/摩尔从上面可以看出，格斯定律非常实用。3.反应热的计算根据热化学方程、气体定律和燃烧热数据，可以计算某些反应的反应热。反应热和燃烧热的简单计算是以它们的定义为基础的，只要掌握它们的定义的内涵，并注意单位的换算。在热化学方程简单计算的基础上热化学方程式中的化学计量比等于每种物质的数量比；它也等于反应热的比率。热化学方程之间可以进行加减运算。对经典问题的理解以下陈述是正确的物质的化学变化伴随着能量的变化。伴随着能量变化的物质变化都是化学变化。在一定的化学反应关系中，反应物的总能量和产物的总能量必然是不同的。在一定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于产物的总能量。本主题主要考察对化学反应中能量变化的理解和应用。物质的化学反应伴随着能量的变化。伴随着能量变化的物质变化不一定是化学变化。物质的物理变化和核变化(如原子弹爆炸)也伴随着能量变化。在某一化学反应中，反应物的总能量(设定为x)与产物的总能量(设定为y)之间的关系是：xy，化学反应是放热的；(2) xQ1为A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H=-Q2二氧化硫(克)=二氧化硫(克)；H=-Q1二氧化硫=二氧化硫；H=-Q2c(s)+0.5 O2(g)=CO(g)；H=-Q1c(s)+O2(g)=CO2(g)；H=-Q2H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-Q10.5 H2(g)+0.5 Cl2(g)=HCl(g)H=-Q2这个问题应该根据热化学方程的特点来分析。(1)首先，分析同一物质在不同状态下的能量变化。例如，在A中，因为H2O(g)H2O(l)放出热量，Q2Q1；在b中，s (s) s (g)吸收热量，s在燃烧前必须从固态变为气态。所以Q2 Q1；(2)其次，分析化学计量的影响，例如：Q1=2Q2在D；重新分析反应中不同物质之间的关系以及反应热的影响。例如，碳中的碳没有完全燃烧产生一氧化碳，一氧化碳也可以燃烧释放热量，所以Q2Q1。答：空调已知：锌(s) s(倾斜)=锌(s)；H1=-206.0千焦/摩尔硫化锌+2 O2=硫化锌O4；H2=-776.8千焦/摩尔尝试寻找由简单物质反应产生的硫酸锌的反应热，即硫酸锌的锌硫(对角线)2 O2=硫酸的H解析虽然这种反应不能直接发生，但添加两个已知的反应公式：即：Zn (s) s(对角线)2o2 (g)=znso4 (s)根据格斯定律， h= h1 H2=-206.0千焦/摩尔(776.8千焦/摩尔)=-982.8千焦/摩尔答：简单物质产生的反应热 H=-982.8千焦/摩尔硫化锌O4变形问题的已知热化学方程：fe2o 3(s)+3CO(s)=2Fe(s)+3CO 2(g)；H=-25kJ/mol3Fe2O3一氧化碳=2 Fe3O4二氧化碳(克)；H=-47kJ/mol四氧化三铁+一氧化碳=四氧化三铁+二氧化碳(克)；H=19kJ/mol写出被一氧化碳还原成铁和二氧化碳的氧化亚铁的热化学方程式。(分析)根据格斯定律：无论反应是一步完成还是几步完成，反应热都是一样的。我们可以分析标题中的相关方程：我们可以从方程(3)和(1)中看到我们需要的物质。然而，等式(3)必须通过等式(2)中的相关物质与等式(1)相结合。答：把等式(1)1/2-等式(2)1/6-等式(3)1/3；可以表示为(1) 1/2-(2) 1/6-(3) 1/3:氧化铁+一氧化碳=氧化铁+二氧化碳；H=(-25kJ/mol)1/2-(-47kJ/mol)1/6-(19kJ/mol)1/3=-11kJ/mol夯实双底以下三个热化学方程是已知的C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；H=+131.5千焦/摩尔1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)=盐酸(g)；H=-92.3千焦/摩尔H2(g)+1/2O 2(g)=H2O(g)；H=-241.8千焦/摩尔上述三个反应的反应热大小关系是正确的()A.