第1節　化學反應的熱效應

1.1.1 化學反應的反應熱 内能變化

變化觀念與平衡思想：

能從質量守恒角度分析化學變化；并能定量分析化學變化及其伴随發生的能量變化。

證據推理與模型認知：

能從宏觀和微觀結合上收集證據，分析化學變化中的能量吸收或釋放的原因。

科學态度與社會責任：

通過對反應熱和内能概念的理解，逐步養成嚴謹求實的科學态度。

反應熱概念的含義、内能含義以及與反應熱的關系

鋁熱反應、氫氧化鋇和氯化铵反應視頻、中和熱測定實驗試劑和儀器

第一課時 化學反應的反應熱 内能變化

【視頻引入】多媒體播放鋁熱反應和氫氧化鋇與氯化铵反應的實驗視頻

【回顧思考】常見的放熱反應和吸熱反應有哪些？學生思考回答

【投影】1.常見的放熱反應

①所有可燃物的燃燒反應，例如H2在Cl2中燃燒;

②酸堿中和反應；

③金屬與酸的反應；

④鋁熱反應；

⑤大部分化合反應，例如CaO H2O==Ca(OH)2。

2．常見的吸熱反應

①铵鹽與堿的反應；

②C、H2、CO等還原金屬氧化物的反應；

③大部分分解反應。

【聯想質疑】通常情況下，化學反應中能量的轉化主要是化學能與熱能之間的轉化。化學反應幾乎都伴随着熱能的釋放或吸收，而且在一定條件下，一個反應釋放或吸收的熱量是一定的。那麼，應如何定量地描述一個化學反應釋放或吸收的熱能呢？用什麼方法可以準确地測量一個化學反應釋放或吸收的熱量？通過理論方法能夠計算出化學反應釋放或吸收的熱量嗎？

【問題探究】學生閱讀課本相關内容完成學案相關内容

問題一：如何定量地描述一個化學反應釋放或吸收的熱能呢？

問題二：用什麼方法可以獲得一個化學反應的反應熱呢？

問題三：用什麼方法可以準确地測量一個化學反應釋放或吸收的熱量呢？

【闆書】一、化學反應的反應熱

【投影總結】一、化學反應的反應熱

意義：定量地描述化學反應釋放或吸收的熱能

定義：當化學反應在一定的溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫

度下的熱效應，簡稱反應熱。

符号：Q

規定：Q＞0 反應吸熱 Q＜0 反應放熱

【投影總結】1.反應熱的數值可以通過實驗測得。

2.反應熱的數值也可以通過理論計算求得。

熱化學：用實驗方法和理論方法研究反應熱的化學分支。

【閱讀思考】閱讀課本“資料在線”内容，思考如果知道體系的熱容，如何計算體系吸收或放出的熱量？

【投影總結】反應熱的實驗測定儀器和原理

【交流研讨】學生根據反應儀器和原理閱讀教材“活動探究”實驗操作介紹，思考完成以下問題：

1.根據實驗原理分析，對實驗結果造成影響的主要因素是什麼？在第三步操作中快速将燒杯總的鹽酸倒入量熱計的目的是什麼？

2.在實驗室中有玻璃攪拌器和金屬攪拌器,在進行測定反應熱的實驗時應選擇哪種攪拌器?

【活動探究】測定中和反應的反應熱

學生根據說給儀器和試劑，分組進行實驗測定，并根據原理計算反應熱的值。完成實驗記錄表格

實驗

溶液溫度

反應熱/J

T1

T2

NaOH溶液與鹽酸反應

KOH溶液與鹽酸反應

NaOH溶液與硝酸反應

【交流研讨】為什麼三個反應的熱效應近似相同?

學生思考交流，發表自己的觀點

【投影總結】1.反應的實質相同：H OHˉ== H2O。

2.所用溶液的體積相同，溶液中H＋和OH－的濃度相同，即H＋和OH－的量相同。

3.反應溫度的變化值相同。

【交流研讨】三個反應的熱效應不完全相同，造成誤差的原因是什麼?

學生思考，小組交流，總結造成誤差的可能原因

【投影總結】

1.量取溶液的體積有誤差

2.溫度計的讀數有誤。

3.實驗過程中有液體灑在外面。

4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導緻實驗誤差。

5.隔熱操作不到位，緻使實驗過程中熱量損失而導緻誤差。

6.測了酸後的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度，緻使熱量損失而引起誤差。

【擴展講授】在稀溶液中,強酸跟強堿發生中和反應生成1 mol液态水時所釋放的熱量是相同的，這種反應的反應熱叫做中和熱。

【遷移應用】有11.2 g KOH的稀溶液與1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液反應,放出11.46 kJ的熱量,則該反應的中和熱為 。

【投影總結】

注意： 1．必須是酸和堿的稀溶液，因為濃酸溶液和濃堿溶液在相互稀釋時會放熱．

2．強酸和強堿的稀溶液反應才能保證H (aq) OH-(aq)=H2O(l)中和熱均為57.3 kJ·mol－1，

而弱酸或弱堿在中和反應中由于電離吸收熱量，其中和熱小于57．3 kJ·mol－1；

3．以生成1 mol液态水為基準。

4.反應不可以生成沉澱（如Ba(OH)2 H2SO4=BaSO4↓ 2H2O)

【回顧思考】化學反應伴随能量變化的原因是什麼？ 學生根據高一所學知識思考回答。

【投影總結】化學反應伴随能量變化的原因

1.化學反應的實質：舊化學鍵斷裂吸收能量和新化學鍵的形成釋放能量

舊化學鍵斷裂吸收能量＞新化學鍵的形成釋放能量 反應吸收能量

舊化學鍵斷裂吸收能量＜新化學鍵的形成釋放能量 反應釋放能量

2. 反應物和生成物所具有的能量不同

反應物總能量＞生成物總能量 反應釋放能量

反應物總能量＜生成物總能量 反應吸收能量

【過渡】物質自身所具有的能量，我們通常稱為内能，反應體系中内能變化與反應能量變化有什麼關系？内能變化與反應熱是否相同？

【問題探究】問題四：什麼是内能，物質内能與哪些因素有關？内能變化與能量變化什麼關系？

學生自主閱讀教材相關内容，完成學案問題

【闆書】二、化學反應的内能變化與焓變

1.化學反應的内能變化

【投影總結】

内能：體系内所含各種微觀粒子的能量總和

影響因素：物質的種類、數量、聚集狀态、溫度、壓強

符号：U

内能變化：△U=U(反應産物)-U(反應物)

内能變化與能量變化的關系：U(反應産物)＞U(反應物) 反應吸收能量

U(反應産物)＜U（反應物） 反應釋放能量

【問題探究】問題五：内能變化與反應熱是否相同？有什麼關系？

【閱讀思考】教材“知識支持”，思考總結化學反應體系與環境間能量交換的形式有哪些，内能變化與反應熱的關系。

【投影總結】

【講述】若反應過程中體系沒有做功，既W=0時，化學反應的反應熱（Q）等于化學反應前後體系内能變化（△U），即△U=Q

【投影總結】 U(反應産物)＞U(反應物) 反應吸熱 Q＞0

U(反應産物)＜U(反應物) 反應放熱 Q＜0

【課堂小結】

本節内容為化學反應原理内容，學習起來比較枯燥。為幫學生找到學習的動力，先以常見的兩個放熱實驗視頻引入，讓學生對高一常見放熱反應和吸熱反應進行回顧，然後通過“如何定量的描述反應化學反應吸收和釋放的能量？”問題入手引入反應熱的概念，通過“如何測定化學反應的反應熱？”問題入手，使學生加深對化學能與熱能相互轉化的了解。

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