鲁科版高中化学选修四11《化学反应的热效应》第3课时省一等奖教案.docx
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鲁科版高中化学选修四11《化学反应的热效应》第3课时省一等奖教案
第一节化学反应的热效应
第三课时反应焓变的计算
一、教学内容:
化学选修四——《化学反应原理》第一章第一节化学反应的热效应
二、教材分析:
这节重点介绍盖斯定律,是对上节课讲的焓变与热化学方程式的进一步深化。
在本节学完之后对化学反应中实验难测定的反应热的求算有了更充分的认识,打下了化学热力学的初步基础,为以后的进一步深入研究提供了知识支持。
三、设计思路:
先介绍有些反应焓变很难直接由实验测得,进而引入盖斯定律,并通过一些例子让学生自己认识和理解盖斯定律。
通过习题练习总结规律,最后应做一定量的巩固训练,本节课即以完成。
四、教学目标:
知识与技能:
通过盖斯定律求算反应焓变,了解反应焓变与变化途径无关,仅仅与状态有关。
通过键能的变化求算反应焓变,了解物质的结构与其能量变化的关系。
过程与方法:
通过盖斯定律求算反应焓变的过程,体会数学、物理在学习化学中的重要性,注意理科之间的相互渗透和影响。
情感态度与价值观:
体会思考带给人的愉快情感体验。
教学重点:
热化学方程式的正确书写以及反应焓变的计算
教学难点:
反应焓变的计算
五、教学设计:
环节
教师活动
学生活动
设计意图
复习回顾
1、什么是热化学方程式?
书写热化学方程式要注意哪些要点?
2、写出下列反应的热化学方程式
(1)1molC2H5OH(l)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1366.8kJ热量。
。
(2)18g葡萄糖与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出280.4kJ热量。
。
找同学板书
复习回顾上节课的内容,检查掌握学情.
新课过渡
化学反应的反应热,有的能够测量,有的不能测量。
比如将一些生成不稳定物质的化学反应,例如由C→CO,CO或多或少的要转化为CO2,还有一些反应进行的比较慢,要几天,几个月,几年,甚至几十年,肯定不能测量。
对于这样的反应热,我们就要进行计算才能得到。
这节课我们就来讲讲反应焓变的计算
自主学习
请学生们先看书P7~P8关于盖斯定律的内容。
我们来讨论盖斯定律的定义和应用
【板书】
(一)盖斯定律:
学生看书,不懂的可以提问。
指导学生看书,有利于学生阅读能力的提高,养成自学的习惯。
概念讨论
思考问题,引导学生认识并理解盖斯定律。
1.
某人要从山下的A点到达山顶B点,他从A点出发,可以历经不同的途径和不同的方式。
你认为他有哪些可能的途径或方式?
当他到达B点后所发生的势能变化是否相同?
2.C(石墨)与O2(g)反应生成CO(g)、CO2(g)和H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)、H2O(l)的能量变化图如下图所示。
实验测得△H1=-393.5kJ/mol、△H2=-283.0kJ/mol、△H5=-44.0kJ/mol、△H6=-241.8kJ/mol;科学家通过研究发现△H3=-110.5kJ/mol、△H4=-285.8kJ/mol。
请你仔细分析△H1、△H2与△H3之间或△H4、△H5与△H6之间分别存在怎样的关系?
3.你上面所发现的关系在科学上称为“盖斯定律”,请你用语言表述该定律的内容。
【板书】不管化学反应是分一步完成或分几步完成,其反应焓变是相同的。
换句话说,化学反应的反应焓变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
这就是盖斯定律。
图示:
反应焓变和反应路径的关系
【投影】
ΔH=ΔH1+ΔH2
让同学自己分析总结引出盖斯定律的概念
1、学生:
翻山越岭攀登而上或拾级蜿蜒而上或乘坐索道缆车直奔山顶势能变化相同。
2、学生:
△H3=△H1-△H2或△H1=△H2+△H3△H4=△H5+△H6或△H6=△H4-△H5
3、学生口述:
一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的。
或者说一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关,而与反应的途径无关。
提高学生分析能力语言表达能力。
知识深化
理解要点:
(1)反应焓变(反应热效应)只与始态(反应物)、终态(生成物)有关,与反应过程无关。
(2)焓变(反应热)总值一定。
【投影】
△H=△H1+△H2=△H3+△H4+△H5
【讲解】下面就结合例题,利用盖斯定律来求反应焓变。
【板书】
(二)焓变的计算方法
1.利用已知焓变求未知焓变——热化学方程式代数变换
例1、请根据方程式:
①C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol
写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25℃,101kPa时),这个方程式给你什么样的启示?
启示:
由石墨转变为金刚石需要吸收能量,根据物质变化遵循能量最低原理,金刚石在若干年后会转变为石墨。
学生根据盖斯定律自己写出如图焓变之间的关系。
学生参考P8例题在下面做题,有一个同学上讲台板演。
由把方程式2逆反应方向进行,焓变变为-△H2,然后与反应1相加:
C(石墨,s)==C(金刚石,s)
△H3=△H1-△H2=1.5kJ/mol
通过,学生亲自演练,可以看出学生的思维过程和解题思路,便于点拨学生思维,对学生进行解题思路教学。
梯度训练
例2、0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式是。
又知:
H2O(l)==H2O(g);△H=+44kJ·mol-1,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是____kJ。
例3.已知下列反应的反应热为:
⑴CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3kJ/mol
⑵C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=—393.5kJ/mol
⑶H2(g)+
O2(g)=H2O(l)△H3=—285.8kJ/mol
试计算下述反应:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反应热。
共同解答:
△H=2△H2+2△H3-△H1=-488.3kJ/mol
总结利用热化学反应式数学变换求反应焓变的方法:
(1):
根据所要求的热化学反应方程式的反应物和生成物调整已知的反应方程式,看是否需要逆反应方向进行,注意如果逆反应方向进行,焓变数值不变符号相反。
(2):
观察是否调整已知的热化学反应方程式的系数,以便把一些不需要的物质消除,注意系数加倍,焓变加倍。
2.利用化学键的键能求焓变
【讲解】首先,我们要知道什么是键能。
【板书】
(1)键能:
原子间形成(或断裂)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。
(2)△H=∑(反应物的键能)—∑(反应产物的键能)
例4以下是部分共价键键能数据:
H—S364kJ•mol—1,S—S266kJ•mol—1,S=O522kJ•mol—1,H—O464kJ•mol—1。
试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。
2H2S(g)+SO2(g)==3S(g)+2H2O(g)△H=?
S8分子结构
例5以下是部分共价键键能数据:
P—P198kJ•mol—1,P—O360kJ•mol—1,O=O498kJ•mol—1。
试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。
\P4(s,白磷)+3O2(g)==P4O6(s)△H=?
磷原子
氧原子
P4分子结构P4O6分子结构
学生在下面思考后做练习,举手到前面板演。
B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)△H=-2165kJ·mol-1
因为22.4L乙硼烷完全燃烧生成气态水释放热量2165-44×3=2033KJ,所以11.2L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是1016.5kJ
学生回忆高一所学相关内容,认真思考,回答问题。
△H=364×4+
522×2-266×8×3-464×2×2=-5740kJ·mol–1
△H=198×6+498×3-360×12=-1638kJ·mol–1
通过方程式的书写,反应放出热量的计算,巩固对热化学方程式的认识和理解
通过键能和反应焓变的计算关系式,了解物质的结构与其能量变化的关系,感悟正是因为物质的结构不同,才是物质反应能量变化的本质原因。
课堂小节
及板书设计
基本运算
焓变计算盖斯定律
键能
【板书设计】
(一)盖斯定律:
1、内容:
对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的。
2、理解要点:
(1)反应焓变(反应热效应)只与始态(反应物)、终态(生成物)有关,与反应过程无关。
(2)焓变(反应热)总值一定。
(二)焓变的计算方法
1.利用已知焓变求未知焓变——热化学方程式代数变换
2.利用化学键的键能求焓变
(1)键能:
原子间形成(或断裂)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。
(2)△H=∑(反应物的键能)—∑(反应产物的键能)
学生补充,认可,把题目与书上的知识点融会贯通,构建自己的知识网络
学生养成反复琢磨,精做习题的好习惯
课后思考题
1.已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.51kJ·mol-1
C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.41kJ·mol-1
据此判断,下列说法中正确的是()
A.由石墨制备金刚石是吸热反应,石墨的能量比金刚石的低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应,石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应,石墨的能量比金刚石的低
D.由石墨制备金刚石是放热反应,石墨的能量比金刚石的高
2.已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/mol
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+483.6kJ/mol
现有1g液态H2O,蒸发时吸收的热量是()
A.2.44kJB.4.88kJ
C.44.0kJD.88.0kJ
3.已知:
A(g)+C(g)=D(g)ΔH=-Q1kJ/mol
B(g)+C(g)=E(g)ΔH=-Q2kJ/mol
Q1、Q2均大于0。
若A与B组成的混合气体1mol与足量的C反应,放热为Q3kJ,则原混合气体中A与B物质的量之比为()
A.
B.
C.
D.
4.已知下列热化学方程式:
Zn(s)+
O2(g)=ZnO(s)ΔH1=-351.1kJ/mol
Hg(l)+
O2(g)=HgO(s)ΔH2=-90.7kJ/mol
Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)ΔH3
则ΔH3的值是()
A.-441.8kJ/molB.-254.6kJ/mol
C.-438.9kJ/molD.-260.4kJ/mol
5.一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为QkJ(Q>0),用100mL5mol·L-1的KOH溶液吸收生成的二氧化碳,恰好生成正盐。
则此条件下反应C4H10(g)+
O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH为()
A.8QkJ/molB.16QkJ/mol
C.-8QkJ/molD.-16QkJ/mol
6.完全燃烧一定质量的无水乙醇,放出的热量为Q,已知为了完全吸收生成的二氧化碳,消耗掉8mol·L-1的氢氧化钠溶液50mL,则无水乙醇的燃烧热不可能是()
A.10Q B.大于10Q
C.10Q~5Q D.小于5Q
7.结合下列反应方程式回答问题。
NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)ΔH=-176kJ·mol-1
NH3(g)+H2O(l)=NH3·H2O(aq)ΔH=-35.1kJ·mol-1
HCl(g)=HCl(aq)ΔH=-72.3kJ·mol-1
NH3·H2O(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)ΔH=-52.3kJ·mol-1
则NH4Cl(s)=NH4Cl(aq)是 热反应,其反应热为 kJ·mol-1
【反馈训练答案】
1.A2.A3.A4.D5.D6.BD
7.吸16.3kJ·mol-1
学生课后思考,交流,讨论,钻研。
给予部分学生提供具有挑战性的习题,激励这些学生知难而进,勤奋探究。
课后作业
P104;P323
教学反思
1.本节的学习给学生树立起来一些相应的观念———盖斯定律,并且能让学生根据例子自己推出盖斯定律,这样能帮助学生认识和理解盖斯定律。
2.通过练习总结出两个常用的盖斯定律计算的方法,通过巩固练习让学生更加深刻理解盖斯定律和反应热效应。
3.在教学中要注意与化学必修部分的衔接,在教学内容的处理上注重整体性,引导学生学习化学的核心概念、重要物质以及基本的技能和方法,加强化学与生活、社会的联系,创设能促使学生主动学习的教学情景.
4.教学设计方面既要注重基础性,又应注重提高性。
本节课则是在复习了反应热基本知识的基础上进行的反应热的综合应用,主要是盖斯定律的理解和计算。
学生通过这节课的学习应学会运用盖斯定律对反应的能量变化进行定量研究的过程与方法。
提高学生的分析总结和应用的能力。
6.本节课的教学效果好.
第4节离子反应
知识与技能:
1.了解离子反应发生的条件是生成沉淀、生成弱电解质、生成气体或发生氧化还原反应;
2.学会利用酸碱中和滴定测定强酸、强碱溶液浓度的原理和方法;
3.通过离子反应在生产、生活中的广泛应用,使学生体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献;
4.培养运用归纳法分析问题的能力;
过程与方法:
利用熟悉的例子归纳离子反应的共同点,引导学生按已形成的思路进行分析,在讨论的基础上进行归纳总结,形成简要的话进行记忆,使认识得以提升。
情感态度与价值观:
展示更为广阔的化学天地,立志于从事化学、化工研究和生产及相关领域的研究;充分感受化学在人类生产、生活中的作用和贡献。
教学重点:
离子反应发生的条件、酸碱中和滴定的原理和方法
教学难点:
离子反应发生的条件、酸碱中和滴定的原理和方法
教学过程:
第一课时
一、离子反应发生的条件
【交流研讨】P98,学生完成
【回顾小结】1.离子反应的书写方法:
(1)写拆删检
(2)离子不能共存法
【板书】2.离子反应:
溶液中有离子参与的化学反应称之为离子反应
【提问】离子发生的产所在什么地方?
【学生】水溶液中
【追问】实验室制备氨气——2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O有没有离子反应?
【学生】没有,因为不在水溶液中发生的
【提问】在必修1中我们学到的离子反应发生的条件什么?
【学生】生成沉淀、生成水、生成气体(也有可以知道发生氧化还原反应)
【板书】3.离子反应发生的条件:
↓
【举例】SO42—、Cl—、CO32—的检验以及MgCO3沉淀的转化
【教师】其实,生成水和生成像水一样的弱电解质也可以,比如讲,CH3COONa与盐酸HCl反应、NH4Cl与NaOH反应大量Na2CO3与少量盐酸
【板书】生成弱电解质
【举例板书】CH3COONa+HCl===CH3COOH+NaCl
CH3COO—+H+===CH3COOH
NH4Cl+NaOH===NH3•H2O+NaClNH4++OH—===NH3•H2O
Na2CO3(过量)+HCl===NaCl+NaHCO3CO32—(过量)+H+===HCO3—
【提问】少量Na2CO3与大量盐酸能否发生反应?
产物是什么?
【学生】Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑CO32—+2H+===H2O+CO2↑
【追问】那么这个离子反应的条件是什么?
【板书】↑
【举例】比如讲NH4+的检验:
NH4++OH—
NH3↑+H2O(或浓碱溶液)(用湿润的蓝色石蕊试纸)
【提问】Fe2+能否在硝酸中,浓硫酸中存在?
【学生】不能
【追问】为什么?
【学生】发生了氧化还原反应,Fe2+被硝酸或浓硫酸氧化成Fe3+了。
【教师】所以离子反应的条件还有溶液中离子之间的氧化还原反应。
【板书】氧化还原反应
【交流】大家尽可能多举出溶液中因发生氧化还原反应而不能共存的离子
【板书】常见还原性离子有Fe2+、HS—、S2—、I—、SO32—等
常见氧化性离子有Fe3+、ClO—、(H++MnO4—)、(H++NO3—)等
【提问】H++OH—===H2O表示哪一类反应?
Ba2++SO42—===BaSO4↓表示哪一类反应?
【板书】4.离子方程式的意义:
表示一类物质的反应
【练习】1、写出下列反应的离子方程式
(1)NaHSO3溶液与NaOH溶液反应
(2)澄清石灰水与盐酸反应
(3)FeCl2溶液与新制氯水的反应
(4)硫酸与Ba(OH)2溶液的反应
(5)石灰石与硝酸的反应
2、下列叙述正确的是
A.凡是离子化合物在离子方程式中都要以离子式来表示
B.离子反应总是向着溶液中某离子浓度减小的方向进行
C.酸碱中和反应的实质是H+和OH—结合生成水,故酸碱中和反应的离子方程式都是H++OH—=H2O
D.复分解反应必须具备离子反应生成的三个条件才能进行
3、下列溶液中的各组离子,因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()
A.H+、Na+、NO3—、SO32—B.MnO4—、Fe2+、Na+、NH4+
C.Fe3+、SCN—、SO42—、Cl—D.Fe、HCO3—、Cl—、NH4+
4、除去NaNO3溶液中混有的AgNO3,所用下列试剂中效果最好的是
A.NaCl溶液B.NaBr溶液C.NaI溶液D.Na2S溶液
5、将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有Fe3+生成的是
A.稀硫酸B.氯水C.硝酸锌D.氯化铜
6、已知还原性Fe2+>Br—>Cl—,在含有nmolFeBr2的溶液中,通入XmolCl2,请出对应的离子方程式:
(1)当X≤0.5nmol时
(2)当X≥1.5nmol时(3)当X=nmol时
【总结】1.离子共存问题
(1)溶液无色透明时,则溶液中一定没有有色离子。
常见的有色离子:
Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4—等
(2)加入铝粉后放H的溶液或由水电离出的H+或OH—=1×10—10mol/L的溶液。
溶液显酸性或碱性
(3)发生氧化还原反应
(4)Al3+、Fe3+分别与CO32—、HCO3—等双水解的离子。
(5)生成配合物:
Fe3++SCN—
(6)强碱性溶液中肯定不存在与OH—反应的离子。
(7)强酸性溶液中肯定不存在与H+反应的离子。
2.过量反应方程式的书写(不过量的一定要按化学式的组成比要书写阴阳离子个数(能拆的))
(1)Na2CO3溶液与少量盐酸反应,Na2CO3溶液与过量盐酸反应
(2)FeCl3溶液与少量铁粉反应,FeCl3溶液与过量铁粉反应
(3)硝酸与少量铁粉反应,硝酸与过量铁粉反应
(4)NaOH溶液与少量CO2反应NaOH溶液与过量CO2反应
(5)Ca(HCO3)2与少量NaOH溶液反应,Ca(HCO3)2与过量NaOH溶液反应
(6)NaHSO4溶液与少量Ba(OH)2反应,NaHSO4溶液与过量Ba(OH)2反应
(7)AlCl3溶液与少量NaOH溶液反应,AlCl3溶液与过量NaOH溶液反应
(8)向Na[Al(OH)4]溶液中通入少量CO2,向Na[Al(OH)4]溶液中通过少量CO2
作业:
P106-P1071、2
【板书设计】
1.离子反应的书写方法:
(1)写拆删检
(2)离子不能共存法
2.离子反应:
溶液中有离子参与的化学反应称之为离子反应
3.离子反应发生的条件:
↓、生成弱电解质、↑、氧化还原反应
常见还原性离子有:
Fe2+、HS—、S2—、I—、SO32—等
常见氧化性离子有:
Fe3+、ClO—、(H++MnO4—)、(H++NO3—)等
4.离子方程式的意义:
表示一类物质的反应
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