33《化学反应中的能量变化1》教案(旧人教第三册)

第三节化学反响中的能量变化1●教学目标1.使学生理解化学反响中的能量变化。2.使学生掌握热化学方程式的书写方法和应用。3.培养学生的分析推理能力。4.提高学生的识图能力及抽象思维能力。●教学重点1.化学反响中的能量变化。2.热化学方程式的书写方法和应用。●教学难点1.ΔH的“＋〞与“－〞2.热化学方程式的书写。●教学方法实验、图示、启发、探究、讨论、练习等。●教具准备投影仪盛有Cl2的集气瓶、能连续、均匀产生H2的装置、氢氧化钡晶体［Ba〔OH〕2·8H2O］、NH4Cl晶体、水。小烧杯、玻璃片、玻璃棒、尖嘴导管、火柴。●课时安排共两课时第一课时：反响热第二课时：热化学方程式●教学过程第一课时［引言］由以前的学习我们知道，物质在发生化学变化的同时还伴随有能量的变化，其通常以热能或光能的形式表现出来，本节课我们在高一所学化学反响中的能量变化的根底上来进一步认识化学反响中的能量变化。［板书］第三节化学反响中的能量变化［板书］一、反响热化学反响过程中放出或吸收的热量。［讲解］反响热我们用等号ΔH表示，其单位一般采用kJ/mol。许多化学反响的反响热可以直接测量，其测量仪器叫做量热计。在中学化学中，一般研究的是在一定压强下，在敞开容器中发生的反响所放出或吸收的热量。［板书］符号：ΔH单位：kJ/mol测量仪器：量热计［师］请大家观察下面的实验：［演示实验1］在空气中点燃H2，然后把导管伸入盛有Cl2的集气瓶中〔图1〕，当H2在Cl2中燃烧一段时间后，用手触摸集气瓶壁，感觉温度的变化。图1［演示实验2］在一个小烧杯里，参加约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体［Ba〔OH〕2·8H2O］，将小烧杯放在事先已滴有3滴~4滴水的玻璃片上。然后再参加约10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌，使Ba〔OH〕2·8H2O与NH4Cl充分反响。观察玻璃片上的水是否由于结冰而将玻璃片与小烧杯粘在一起〔图2〕。［设问］实验1的集气瓶壁发热，说明了什么实验2的现象又怎样解释［生］实验1说明了氢气与氯气的反响为放热反响；图2Ba〔OH〕2·8H2O与NH4Cl反响时要吸收热量［过渡］以上现象是化学反响伴随有能量变化的宏观表现，那么，其能量变化的微观实质又是什么呢［板书］反响热的微观解释。［师］下面，我们以H2和Cl2反响生成HCl为例，来探讨和分析反响热的微观实质。［草板书］H2＋Cl2===2HCl［问］怎样从化学键的角度来分析上述反响的实质［生］反响物H2和Cl2中的H—H键和Cl—Cl键断裂，新的化学键H—Cl键形成。［引导］化学键断裂时需要吸收热量，化学键形成时要释放热量。请大家从化学键的角度出发，分析H2和Cl2反响时的能量变化。［学生分组讨论，并汇报讨论结果］［教师总结］由刚刚的分析我们知道，H2和Cl2在发生化学反响时，拆开H—H键和Cl—Cl键时因克服原子间的相互作用要吸收能量，形成H—Cl键即原子重新组合成生成物的分子时，要释放能量，由于最终放热，说明生成新化学键所释放的能量比拆开旧化学键所要吸收的能量大。得出此结论的依据是能量守恒定律。［过渡］以上我们只是粗略地从大、小两个角度分析了化学反响中的能量变化，那么，我们能否把每一个具体反响的热效应即反响热具体地算出来呢请大家看以下信息和问题：［投影展示］实验测得：1molCl2分子中的化学键断裂时需要吸收243kJ的能量。1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量。1molCl原子和1molH原子结合生成1molHCl分子，其化学键形成时释放出431kJ能量。你能根据上述数据，计算出反响H2＋Cl2===2HCl的反响热吗〔反响物和生成物均为气态〕。［学生分析计算，教师巡视］［请一位同学上黑板计算］［学生草板书］生成物释放能量：431kJ/mol×2mol=862kJ反响物吸收能量：243kJ＋436kJ=679kJ因为释放能量862kJ>吸收能量679kJ故反响最终放热。放出能量：862kJ－679kJ=183kJ［师］H2与Cl2反响的能量变化，我们可图示如下：［投影展示］H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反响的能量变化示意图［师］由以上计算可知，1molH2与1molCl2反响生成2molHCl放出183kJ的能量，即该反响的反响热为183kJ/mol。这与实验测得的该反响的反响热〔184.6kJ/mol〕很接近。在我们表示某个具体反响的热量变化时，一般用实验数据来表示反响热，即上述反响的反响热为184.6kJ/mol。［提问］由演示实验2的现象可知，氯化铵晶体和Ba〔OH〕2晶体混合时吸收热量，那么，怎样从微观的角度来分析上述热量的变化呢［学生思考后答复］这是由于破坏氯化铵晶体和Ba〔OH〕2晶体所吸收的总能量大于生成物的新化学键形成时所释放的总能量之故。［师］答复得很好！［设疑］对于不同的化学反响，其反响完成后的热量变化〔即反响热〕各不相同，有的放热，有的吸热，那么，我们怎样用反响热来表示某一个反响是放热反响还是吸热反响呢请大家参看课本有关内容，进行答复。［学生阅读课本后答复］对于放热反响，规定其ΔH为“－〞；对于吸热反响，规定其ΔH为“＋〞［追问］为什么要这样规定［生］对于放热反响，由于反响后放出热量而使反响本身的能量降低。因此，规定放热反响的ΔH为“－〞；对于吸热反响，由于反响通过加热、光照等吸收能量，而使反响本身的能量升高。因此，规定吸热反响的ΔH为“＋〞。［问］以下反响的反响热怎样表示［投影练习］1.1molH2与1molCl2反响生成2molHCl时放出184.6kJ热量，ΔH1=。2.1molC与1mol水蒸气起反响，生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量ΔH2=。［学生口答］ΔH1=－184.6kJ/molΔH2=＋131.5kJ/mol［师］综上所述，我们可以得出如下结论:［板书］当ΔH为“－〞或ΔH<0时，为放热反响；当ΔH为“＋〞或ΔH>0时，为吸热反响。［师］化学反响过程中的能量变化我们可图示如下：［投影展示］化学反响过程中能量变化示意图［讲解］从上图可以看出，如果反响物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反响物转化为生成物时放出热量，这是放热反响，ΔH<0；反之，如果反响物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反响物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反响，此时ΔH>0。［议一议］1molH2(g)与1molCl2(g)反响生成2molHCl〔g〕时放出184.6kJ的热量，那么，2molH2〔g〕与2molCl2〔g〕反响生成4molHCl〔g〕的反响热是否也为184.6kJ/mol为什么根据讨论结果，你能得出什么结论［学生分组讨论，并交流讨论结果］［教师总结］由上面的讨论分析得知，2molH2与2molCl2反响的反响热与1molH2和1molCl2反响的反响热不同。原因是拆开2molH2、2molCl2分子中的化学键所消耗的能量与拆开1molH2、1molCl2分子中的化学键所消耗的能量不同，且生成不同物质的量的HCl时所释放的能量也不相同。由此，我们可得出如下结论即：［讲解并板书］反响物、生成物的种类和状态相同时，反响热的数据与化学计量系数有关。［想一想］你能预测出2molH2〔g〕与2molCl2〔g〕反响生成4molHCl〔g〕的反响的反响热是多少吗怎样表示［学生思考后答复］反响热为2×184.6kJ/mol=369.2kJ/mol表示为ΔH=－369.2kJ/mol［师］很好！在表示某一具体反响的反响热时，须注意两点：一是反响热的正负，二是反响热的单位。请大家根据所学知识来做以下练习［投影］如以下列图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试答复以下问题：〔1〕实验中观察到的现象是。〔2〕产生上述现象的原因是。〔3〕写出有关反响的离子方程式。〔4〕由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量〔填“大于〞“小于〞“等于〞〕镁片和盐酸的总能量。解析：此题综合考查化学反响、离子方程式、溶解度及化学反响中的能量变化，考查学生综合应用所学知识的能力及类比推理能力。镁片与盐酸反响过程中的能量变化可由高一教材中的铝片与盐酸反响类推而来，即镁片与盐酸的反响也为放热反响。镁与盐酸反响放热，将导致烧杯中溶液体系的温度升高，由于溶液为饱和Ca〔OH〕2溶液，且Ca〔OH〕2的溶解度随温度的升高反而减小，故溶液中将析出晶体。答案：〔1〕①镁片外表上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体〔2〕镁与盐酸反响产生氢气，该反响为放热反响，Ca〔OH〕2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca〔OH〕2晶体〔3〕Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑〔4〕小于［思考］因干冰汽化要吸收大量的热，所以干冰汽化是吸热反响。你认为这种论述是否正确简述其理由。答案：不正确。由于干冰汽化时要克服分子间作用力，所以要吸收周围环境的热量，但它属于物理变化过程，不是化学反响，故上述推断是不正确的。［小结］本节课我们主要从微观的角度分析了化学变化中的能量变化，