化学反应的焓变

本节内容是在认识反应热和内能含义后，针对实验室和工业生产中常见的反应条件（等温、等压），介绍等压反应反应热焓变的概念，使学生能够比较深入地了解化学热力学定量处理反应热效应的一些生要思想和方法。出于定量描述一个反应的反应热的需要，本节介绍了热力学规定的描述方法——热化学方程式。

变化观念与平衡思想：

认识等压条件下化学反应的反应热和焓变的关系，定量认识等压化学反应的热效应。

证据推理与模型认知：

能从焓变的角度分析化学变化中的能量吸收或释放的原因，能运用热化学方程式表征物质变化中的能量变化。

科学态度与社会责任：

通过对等压反应焓变与反应热的认识，进一步养成严谨求实的科学态度

焓变的含义、热化学方程式意义以及正确书写的方法。

课件、学案

第二课时 化学反应的焓变

【知识回顾】思考回顾上节内容，完成学案“课前复习”内容

【讲述】在实验室里或在生产中，化学反应大多是在压强不变的条件下进行的，如果在敞口容器中进行。由于大气压强通常变化很小，此时反应体系的压强可以近似看做不变。在反应前后压强不变的条件下发生的反应称为等压反应。

【质疑】在等压反应中，可能伴随反应体系体积的改变而有体积功存在，因此反应热不一定等于反应体系内能的变化。如何描述等压反应的反应热呢？

【引入】科学家定义了一个称为“焓”的物理量，用焓的变化来描述等压反应的反应热。

【自主学习】阅读教材P5-6页，思考完成以下问题：

(1)什么是等压反应，如何描述等压反应的反应热？

(2)什么是焓？什么是焓变？焓变和反应热的关系？

【板书】2.化学反应的焓变

【问题探究】什么是焓？其符号和单位是什么？焓与内能的关系是什么？影响焓的因素有哪些？什么是焓变？

学生回答：......

【投影总结】

焓：是一个与内能有关的物理量，符号为H

定义：H=U+pV

单位：J或KJ

影响因素：物质的种类、数量、聚集状态、体系温度、体系压强

焓变：反应产物的焓与反应物的焓之差，符号△H

△H=H(反应产物)-H(反应物)

【问题探究】焓变和反应热的关系是什么？

学生回答：在等压反应中，如果反应中物质物质的能量变化没有与电能、光能等其他形式的能量发生转化，则该反应的反应热等于反应前后体系的焓的变化。

【投影】Qp= △H

当反应产物的焓大于反应物的焓时，ΔH ＞0，反应为吸热反应。

当反应产物的焓小于反应物的焓时，ΔH ＜0，反应为放热反应。

【质疑】化学反应同时伴随着物质变化和能量变化，如何定量描述化学反应中的物质变化和热效应呢？

【引入】在热化学中，让用热化学方程式，把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来。

【板书】3.热化学方程式

【观察思考】下列方程式属于热化学方程式：

与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？

学生观察思考回答

【总结】1.要标明物质的状态，方程式后注明能量变化。

2.既能表明反应中的物质变化，又能表明能量变化。

【投影总结】

【质疑】H的单位为J或KJ，为什么热化学方程式中△H的单位为kJ·mol-1？△ H的单位中mol-1的含义是什么？

【阅读】教材P6 “资料在线”

【投影总结】反应焓变单位中的mol-1是指每摩尔反应，即反应完成时参加反应的各物质的物质的量的数值与热化学方程式中各物质化学式前的系数相同。而不是指每摩尔物质。例如：H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l) ΔH (298 K) =-285.8 kJ·mol-1

表示298K时,1molH2(g)与0.5molO2(g)反应生成1molH2O(l),放出285.8kJ热量。

若将化学方程式写成: 2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH(298 K)=-571.6 kJ·mol-1

则表示298K时,2molH2(g)与1molO2(g)反应生成2molH2O(l),放出571.6kJ热量。

【讲述】热化学方程式的意义在：不仅表明了化学反应中的物质变化,还表明了能量变化,同时还表明了“物质的量”与“能量”之间的关系。

【交流研讨】自主完成教材P6页“交流研讨”

【投影】

【总结】1.热化学方程式中ΔH的值与方程式的系数成正比。

2.可逆反应的正反应与逆反应的ΔH数值相同，符号相反。

【投影】

【总结】反应物生成物状态不同，ΔH的值不同。

【思考】如何正确书写热化学方程式？应注意哪些问题？

【投影总结】(1)在反应物和反应产物的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态，因为反应的焓变与各反应物和反应产物的聚集状态有关。

(2) ΔH的单位是J·mol-1或 kJ·mol-1。

(3)根据焓的性质，若化学方程式中各物质化学式前的系数加倍,则ΔH数值的绝对值也加倍;若反应逆向进行,则ΔH改变符号,但数值的绝对值不变。

(4)指明反应的温度和压强。若不特别说明，反应温度为298K，压强为101KPa

【观察思考】热化学方程式与化学方程式相比，有什么区别？完成表格

【投影总结】

【迁移应用】完成学案相关题目

1.已知1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6kJ的热量，判断下列关于该反应的热化学方程式是否正确。

H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ∆H = -184.6 kJ/mol （ ）

2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) ∆H = -369.2 kJ/mol （ ）

H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) ∆H = -92.3 kJ/mol （ ）

2.沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（ ）

A.2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol

B.CH4 ＋ 2O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol

C.CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol

D. 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol

【归纳点评】判断热化学方程式的正误的思路如下:

(1)看各物质的聚集状态是否正确;

(2)看ΔH的“+”“-”符号是否正确;

(3)看反应热的单位是否为kJ·mol-1;

(4)看反应热的数值与化学计量数是否对应。

【课堂小结】

焓变与热化学方程式是本节课的重点，内容理论性强，不易引起学生学习的兴趣。本节课以问题探究的方式，引导学生逐步去解决：“如何描述等压反应的反应热？”、“如何表示化学反应的物质变化和能量变化？”等问题。通过对比化学方程式和热化学方程式的区别，进一步让学生明确二者的区别，熟练掌握热化学方程式书写应注意的问题。