人教新课标化学高三年级《化学反应和能量变化》教学设计

1、教案1(章节1-1化学反应和能量变化)化学反应中的能量变化、热化学方程式高考要求分析这部分内容中有许多考点是每年高考的必考内容。主要有以下几点：1书写热化学方程式或判断热化学方程式的正误；2.有关反应热的计算；放热反应、吸热反应的判断。3比较反应热的大小，结合反应热分析化学反应速率、化学平衡基本规律。4反应热跟化学键的综合联系。最近又出现反应热与能源结合起来进行考查。由于能源问题已成为社会热点，有关能源 的试题也将成为今后命题的重点：预计考查反应热的内容将不断拓宽，难度有所提高，题型 也会有新的变化。知识综合脉络_ :氢能源、硅能源 ； 能源间题I:铝能猱化石粪能源I;乙醇和甲醇的利用:吸热反

2、应判斷基础知识梳理一、概念1.化学反应及其能量变化任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。 在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。2.放热反应和吸热反应(1) 放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。(2) 吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。3.化学反应中的能量变化示意图对于该示意图”可理解为下列形式：反应方理式书写和应用由能量守恒可得：反应过程电石法生产氯乙烯单体的主要缺点是：电石由生石灰与焦炭于电炉中在3000C左右强热反应物的总能量：生成物的总能量+热量（放热反应）应物的总能量：生成物的

3、总能量-热量（吸热反应） 4燃料充分燃烧的两个条件（1）要有足够的空气（2）燃料与空气要有足够大的接触面。5热化学方程式与普通化学方程式的区别有三点不同：（1）热化学方程式必须标有热量变化。（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态，因为反应热除跟物质的量有关 外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。（3）热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量，因此，有时可用分 数表示，但要注意反应热也发生相应变化。6书写热化学方程式时明确以下问题：（1）反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明，不注明的指101kPa和25C时的数据。（2） 物质的聚集状态不同，反应吸收和

4、放出的热量不同，因此要注明反应物和生成物 的聚集状态。（3）热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几 个分子反应的热效应。因此式中化学计量数可以是整数，也可以是分数。一般出现分数时是 以某一反应物或生成物为 “1mol时其它物质才出现的。（4） 无论热化学方程式中化学计量数为多少，H的单位总是KJ/mol，但 H的数值 与反应式中的系数有关。二、燃烧热、中和热1燃烧热（1）概念：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJmol表示。注意：完全燃烧，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：S C0

5、2,HRH20, STS02等。（2）表示的意义：例如C的燃烧热为393.5kJ/mol，表示在101kPa时，ImolC完全燃 烧放出393.5kJ的热量。2中和热（1）概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 molH20，这时的反应热叫中和热。（2）中和热的表示：H+（aq）+OH-（aq）=H2O （1）； H=-57.3kJ/mol。理解中和热时注意：1稀溶液是指溶于大量水的离子。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电 离的吸热所伴随的热效应。 中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O，若反应过程中有其 他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。3使用化石燃料的利弊及新能源

6、的开发（1）重要的化石燃料：煤、石油、天然气（2）煤作燃料的利弊问题1煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。2煤直接燃烧时产生S02等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。3煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。4可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。新能源的开发1调整和优化能源结构， 降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。2最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰 富，且有些

7、可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。例题解析例1在同温同压下，下列各组热化学方程式中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质不同聚集状态转化时的能量变化，其次

8、分析不同聚集状态在反 应物中和在生成物中对反应热的影响，最后得出比较结论。A中因 出09）THO（”放热，故Q2QI；B中S（S）fS（g）吸热，而且S在燃烧时必须由固态变为气态才能燃料，故Q2d0解析氢气跟氧气化合反应是放热反应，再根据反应物中的物质的量关系进行比较可以 得出a、b、c、d之间的大小关系。因而Q2Q1；Q2=1/2Q1H2的量与燃烧热的值成正比，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电石法生产氯乙烯单体的主要缺点是：电石由生石灰与焦炭于电炉中在3000C左右强热答案C。例3已知：溴乙烷与氢氧化钠在乙醇溶液中发生消去反应，脱掉溴化氢而成为乙烯:CH3CH2Br氢氧化钠/乙醇CH2=CH2+HBr。nCH2=CHClClJ（2）乙烯法生产聚氯乙烯有副产品氯化氢，电石法生产聚氯乙烯需要氯化氢，两者结 合正好可以利用由1,2-二氯乙烷消去反应生成的氯化氢作为乙炔加成的原料，所以两种方法 可以联合生产。（3） 从化学键变化的角度分析，氯乙烯聚合生成聚氯乙烯的过程实质上n个碳碳双键 转化成2n个碳碳单键，而n个碳碳双键的总键能小于2n个碳-碳单键的总键能。 所以，氯乙

10、 烯的聚合反应是放热反应。例4白磷（P4）是正四面体构型的分子，当与氧气作用形成P4O10时，每两个磷原子之间插入一个氧原子，此外，每个磷原子又以双键结合一个氧原子。（1）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。现提供以下化学键的键能（kJ mol-1）。PP键：198 kJ mol-1；PO键：360 J mol-1; O=O键：498 kJ mol-1; P=O键：585 kJ mol-1。试根据这些数据，计算出以下反应的反应热Q的值：P4（白磷）+5O2=P401O+Q。（2）P4O10极易与水化合，反应过程可表示 为如下形式：POP+H2OT2POH。若每个P4O10分子与四个水分子发

11、生化合反应，写出该反应的化学方程式。解析（1）题中的新信息可分成三部分：一 是从化学键角度剖析化学反应实质； 二是给出了PP、PO等四种共价键的键能数据； 三是有关P4、P4O10分子结构的信息。要求解题者从众多的信息中抽象出计算反应热的规律，并计算出白磷燃烧反应的反应 热。化学反应过程是旧的化学键断裂、新的化学键形成的过程，所以可以用反应物、生成物 的键能来计算反应热：反应热=新键的键能总数一旧键的键能总数（2）在前一小题的基础上，又给出两条信息：第一,P4O10的水解反应实质上是POP”转化为“2POH”；第二，1个P4O10分子可与4个水分子发 生化合反应。分析后可得出，4个H2O参加反

12、应会断裂4个OP键。再结合P4O10分子结构示意图分析（如右图所示）得出可能有 两种断裂方式：第一种情况是断掉处的PO键断裂（或等）产物有两种H3PO4和H5P3O10；若在处断裂（或等）产物只有一种H4P2O7，由于题中指出发生的是而制得，消耗的能量很大，不符合现代节能的要求。此外，电石与水反应生成的氢氧化钙无 回收价值，造成了环境污染。还有乙炔与氯化氢的加成需用氯化汞作催化剂，氯化汞毒性很 强，车间操作条件不好，也造成环境的汞污染。由于这种种原因，现代工业生产聚氯乙烯的 发展趋势是逐步淘汰电石法，改用由石油裂化得到的乙烯作原料。（1）请用化学方程式分步表示用乙烯法制取聚氯乙烯树脂的有关反应

13、。（2）如果用乙烯法为主而以电石法作配合生产聚氯乙烯树脂，有什么可取之处？（3）氯乙烯的聚合是放热反应还是吸热反应？为什么？解析（1）根据卤代烃、烯烃的性质就可完成下列反应的化学方程式：CH2=CH2+CI2宀CH2CICH2CI;CH2CICH2CI宀CH2=CHCI+HCI;OO“化合反应”，所以应是后一种情况。答案(1)要根据化学键变化来计算白磷燃烧的反应热，必须弄清P4、卩4010分子中的共价键类型、共价键数目。根据题给信息可分别画出白磷和P4O10分子结构示意图(如右图所示)，观察后可得，P4中共有6个PP键，P4O10中有12个PO键、4个P=O键。P4燃 烧的化学方程式为：P4+

14、5O2=P4O10+Q所以，旧键断裂时共吸收能量：6X198+5X498=3678(kJ)。新键形成时共放出能量：12X360+4X585=6660(kJ)。因此，1mol白磷转化为P4O10放出：6660-3678=2982(kJ)。(2)反应的化学方程式为：P4O10+4H2O=2H4P2O7。课后练习1液化石油气所含的可燃性物质是：在加压不高的条件下即变为液态而便于储存在钢 瓶中，当打开钢瓶阀门时，又易变成气态的碳氢化合物。则下列物质中符合这一要求的是( )编号ABCD化学式CH4C2H6C4H10C6H14沸点/C-164-88-0.5692.下列叙述中正确的是()(A)需加热的反应一

15、般都是吸热反应(B)放热反应一般都不要加热或点燃等条件(C)化合反应一般都是放热反应，分解反应一般都是吸热反应(D)燃烧反应一般都是放热反应3下列变化不符合科学原理的是()(A)稻草变酒精(B)废塑料变汽油(C)空气变肥料 (D)水变油4近年来，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中你认为不妥当的是()(A)硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料(B)硅的来源丰富，易于开采，且可再生(C)硅燃料放出的热量大，且燃料产物对环境污染较低，容易有效控制(D)寻找高效催化剂，使二氧化硅分解产生硅的同时释

16、放能量，是硅能源大规模开发 利用的一项关键技术5.如图所示，烧杯甲中盛放100mL 6mol L-1的HCI溶液，烧杯乙中盛放100mL冷水, 现向烧杯甲的溶液中放入25gNaOH固体，同时向烧杯乙中放入25gNH4NO3固体，搅拌使之 溶解。(1)_A瓶中气体颜色_， 简述理由：_ 。(2)_B瓶气体颜色 _， 简述理由：_ 。6.（1）电工使用的“试电笔”内充有一种气体，此气体的名称是 _ ，它在通电时发出一种_ 色的光。（2）火柴头上主要含有氯酸钾、二氧化锰、硫磺和玻璃粉等。火柴杆（含碳的有机物） 上涂有少量石蜡。火柴盒两边的摩擦层是红磷和玻璃粉调和而成。火柴头在火柴盒上划动时 产生的热

17、量使红磷转变为白磷，白磷易燃，放出的热量使氯酸钾分解，氯酸钾分解的化学方 程式是_， 二氧化锰的作用是_。产生的氧气与硫反应，放出的热量使石蜡引燃，最终使火柴杆着火。石蜡燃烧的反应方程式为：C17H36+2602点燃17CO2+18H2O此反应_ （填“是”或“不是”）化合反应， _ （填“是”或“不是”）氧化反应。课后练习答案1C（沸点比温室略低的物质在常温常压条件再加压容易液化，根据题给表中数据可看出丁烷的沸点最适宜。事实上打火机中、家用液化气的主要成份之一都是丁烷）。2D（很多放热反应开始时也需要加热，有的化合反应是吸热反应，有的分解反应是放热反应）。3D（稻草主要成分是纤维素，水解后可生成葡萄糖，葡萄糖分解可生成乙