資源簡介

高二—人教版—化學—選擇性必修1—第一章
化學反應的熱效應 單元復習
【教學目標】
1.能從體系和環境、體系內能變化、化學鍵斷裂和形成時的能量變化等不同角度定性認識反應熱。
2.能從物質變化和能量變化的角度書寫熱化學方程式。
3.能根據熱化學方程式、蓋斯定律、化學鍵等定量計算反應熱。
4.能從宏觀、微觀和符號三個角度認識反應熱。
【教學過程】
環節要點 教師活動 學生活動
環節一：課題引入 【引入】化學反應的熱效應在生產、生活中應用非常廣。 【展示】火箭發射，乙炔用于金屬切割圖片。 【提問】比如乙炔跟氧氣發生反應，那我們能從哪些視角分析該熱化學方程式？ 【講解】我們可以從物質變化的視角進行分析，也可以從能量變化的視角。從物質變化的視角，乙炔與氧氣反應生成了二氧化碳和水；從能量變化角度，該反應釋放出兩千三百三十三點六千焦的熱量。結合能量圖，我們可以發現反應物的總能量比生成物的能量高，該反應為放熱反應。從宏觀的角度理解體系釋放能量到環境中，從微觀的角度理解斷鍵吸收的總能量小于成鍵釋放的總能量。 聆聽、回憶。 思考、回答。
環節二：從化學反應中能量變化的認識視角整理本章知識體系 【展示】化學反應的能量變化知識網絡圖 【講解】本章我們學習了化學反應中的能量變化，而能量變化是因為體系內能發生變化，同時體系與環境發生能量轉化，轉化過程中遵守能量守恒原則。反應中的能量變化，從本質上來講是因為斷裂化學鍵需要吸收能量，形成化學鍵需要釋放能量。根據能量變化，我們把反應分為放熱反應和吸熱反應。我們把反應中的能量變化稱為熱效應，用焓變△H來表示，可以通過熱化學方程式、蓋斯定律來計算反應熱。 【過渡】下面請同學思考并完成下表。 【展示】表格 【講解】本練習從宏觀、微觀、表征3個角度描述放熱反應和吸熱反應。放熱反應以H2和Cl2反應生成HCl為例，從宏觀上分析，體系釋放熱量到環境中。從微觀上分析，斷裂1mol H-H和1mol Cl-Cl吸收的能量小于形成2mol H-Cl所釋放的能量。吸收的能量小于釋放的能量，反應放熱，△H符號為負號。吸熱反應以H2O（g）分解生成H2和O2為例，從宏觀上分析，體系從環境中吸收熱量；從微觀上分析，反應過程中，斷裂4mol H-O吸收的能量大于形成2 molH-H和1molO=O所釋放的能量。吸收的能量大于釋放的能量，反應吸熱，△H符號為正號。 思考、回答。 思考、回答。
環節三：從宏觀和微觀的角度認識化學反應的熱效應 【展示】反應物和生成物能量變化圖 【講解】宏觀上：根據反應物和生成物能量相對大小來判斷，當反應物的總能量（焓值）大于生成物的總能量（焓值）時，為放熱反應，△H小于零；當反應物的總能量（焓值）小于生成物的總能量（焓值）時，為吸熱反應，△H大于零。 【展示】反應中化學鍵和能量變化圖 【講解】微觀上：根據化學鍵斷裂和形成時的能量變化判斷，當反應物斷鍵吸收的總能量小于生成物成鍵釋放的總能量時，反應放熱， H 小于零；當反應物斷鍵吸收的總能量大于生成物成鍵釋放的總能量時，反應吸熱， H 大于零。化學鍵的斷裂和形成的能量變化是產生熱效應的主要原因。 聆聽，回憶 思考、歸納。
環節四：定量認識化學反應的熱效應。 【展示】熱化學方程式的知識網絡圖 【講解】熱化學方程式既可以表示物質變化又可以表示能量變化。物質變化遵循質量守恒定律，能量變化遵循能量守恒定律。能量變化可以定性判斷反應體系是吸熱還是放熱，也可以定量判斷反應體系吸收或者放出熱量的多少。 【練習】請思考并完成例題1，見教材P19習題3 。 【講解】思路：熱化學方程式書寫要注意物質的狀態、△H 的符號、△H 的大小與物質計量系數的關系。由液態水排除選項C和D。A和B選項就是△H 的大小不同。題目給了H2的質量，我們要求出 H2 的質量與化學計量系數之間的關系，從而求出 △H 的值。由n=m/M可得，1g H2 的物質的量為n=1g/2(g/mol)=0.5mol，即0.5mol H2 燃燒釋放142.9 kJ的熱量，即1mol H2燃燒釋放142.9 kJ×2=285.8 kJ的熱量，則選 B。 思考、歸納。 計算、歸納。 分析，總結。
環節五：求算化學反應的反應熱 【講解】方法一：由蓋斯定律求算反應熱，根據蓋斯定律可知，反應熱只與反應的始態和終態有關，與反應過程無關，如圖所示，可得ΔH＝ΔH1＋ΔH2 【過渡】那如何利用蓋斯定律求化學反應的熱效應 【講解】 從物質變化的角度，先根據目標方程式找出已知方程式，確定中間產物，再調整已知方程式的方向和計量數、消去中間產物。從能量變化角度，將調整好的ΔH相加。 【練習】請看例2，見教材P20習題9 【講解】求算反應熱的解題思維模型是什么？我們可以按照以下3個方面構建思維模型。 1. 找出求算量 2. 找出已知量 3.找出關聯點。 其中利用蓋斯定律間接求算反應熱的步驟歸納如下： 根據目標方程式找出已知方程式。 調整已知方程式的方向和計量數。 將調整好的△H加和 現在我們運用思維模型進行解答，1. 找出求算量：要計算反應③ C3H8(g) = C3H6(g) + H2 (g) 的ΔH。2. 找出已知量：已知了兩個熱化學方程式。3. 找出關聯點：可以設計反應過程如下：丙烷分解生成丙烯和氫氣的反應熱為ΔH，丙烷分解生成甲烷、乙炔和氫氣的反應熱為ΔH1，丙烯分解生成甲烷和乙炔的反應熱為ΔH2，根據蓋斯定律可得：反應③= 反應①- 反應②，ΔH = ΔH1 - ΔH2 代值計算得ΔH= +124.2 kJ/mol。 【講解】方法二：利用鍵能計算反應熱 反應熱等于反應物斷鍵吸收的總能量減去生成物成鍵放出的總能量。 【練習】思考并完成例3，見教材P19習題2。 【講解】運用思維模型解題 找出求算量：求斷裂 1 mol N≡N需要吸收的能量 找出已知量：已知了熱化學方程式和斷裂1 mol H-H、 1 mol N-H需要吸收的能量。 找出關聯點：反應熱等于反應物斷鍵吸收的總能量減去生成物成鍵放出的總能量。即反應熱等于斷裂氮氮三鍵吸收的能量加上三倍斷裂氫氫單鍵所吸收的能量減去形成六倍氮氫單鍵時所釋放的能量。 代值計算。求得：斷裂氮氮三鍵吸收的能量為945.6 kJ/mol。 本題答案選B 聆聽，回憶 計算、歸納。 思考、練習。
環節六：知識遷移運用 【過渡】接下來，我們進行知識遷移運用 【設問】請思考并完成例4，已知下列反應，請問為什么選用天然氣作為燃料？ 【講解】首先我們要明確選擇燃料要考慮哪些因素？既要考慮物質變化，要求原料廉價，反應環保。又要考慮能量變化，要求熱值大。結合以上幾個熱化學反應方程式，可以看到，甲烷與氫氣、碳等做對比，H2的來源少，但CH4的儲量豐富，來源多、價格便宜且熱值大。所以選用天然氣作為燃料。 【練習】思考并完成例5，見教材P19習題6 【講解】運用思維模型解題 這題從4個角度進行考查本章學習內容。我們看到題后，先運用思維模型進行分析：找出求算量，已知量，再找出關聯點，最后代值計算。 【練習】思考并完成例6。 【講解】利用蓋斯定律間接求算反應熱的步驟如下： 根據目標方程式找出已知方程式； 調整已知方程式的方向和計量數； 將調整好的△H加和 根據蓋斯定律可得：反應④=反應②- 反應③ ΔH= ΔH2-ΔH3 ，得解。 思考、歸納。 聆聽，記錄。 計算、思考，分析。
環節七：課堂小結 【講解】最后我們小結本節課內容，本節課我們學習了： 1.從體系和環境、體系內能變化、化學鍵斷裂和形成時的能量變化等不同角度定性認識反應熱。 2.從物質變化和能量變化的角度書寫熱化學方程式。 3.根據熱化學方程式、蓋斯定律、化學鍵等定量計算反應熱。 4.從宏觀、微觀和符號三個角度學習了反應熱。 思考、歸納。
環節八：課后答疑 【練習】展示答疑習題 【講解】 計算、思考、歸納。

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