内容正文:
课程标准内容
学科核心素养
1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律。
2.知道内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
3.认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示,了解盖斯定律及其简单应用。
4.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
5.了解原电池及常见化学电源的工作原理。
6.了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
7.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。
1.宏观辨识与微观探析: 能从宏观和微观相结合的视角,辨识化学反应中的能量转化的本质;能分析并理解原电池、电解池的工作原理。
2.变化观念与平衡思想:丰富对能量转化形式的认识,并能利用这种变化观念理解化学能与热能、化学能与电能等不同形式的能量之间的相互转化。
3.证据推理与模型认知:构建对化学能与电能相互转化的原理和装置的认识模型,并能基于该认识模型分析陌生的化学电池、电解池的工作原理,设计电池或电解池,实现能量转化或物质转化。
4.科学态度与社会责任:能分析、评价生产和生活实际中的能量转化现象,并能从能源利用率、环境保护等角度综合考虑,提出利用化学变化实现能量储存和释放的有实用价值的建议。
第一单元 化学反应的热效应
第1课时 化学反应的焓变
1.通过对体系和环境的学习,知道内能的定义,进一步掌握吸热反应、放热反应、反应热等概念,能从多角度认识放热反应和吸热反应。
2.通过对反应热与焓、焓变的学习,能够进行反应热的简单计算。掌握微观角度利用化学键键能数据来计算反应热的方法。
3.通过热化学方程式定义的学习,理解热化学方程式的书写规则。能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
学习任务1 焓变与反应热
1.认识体系与环境
(1)体系与环境。
被研究的物质系统称为体系,体系以外的其他部分称为环境或外界。以盐酸与NaOH溶液反应为例:
(2)内能:体系内物质的各种能量的总和称为内能,它受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。物质处于一定的状态,就具有一定的内能;状态发生改变,内能就会发生相应的变化。内能的绝对值无法直接测得,但内能的变化可以通过变化过程中体系吸收(或放出)的热和对内(或对外)所做的功的形式表现出来。
2.焓与焓变
焓是与内能有关的物理量,用符号H表示,焓的数值的变化称为焓变,用ΔH表示。
3.反应热与反应的焓变
(1)反应热:在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,吸收或释放的热称为化学反应的热效应,也称反应热。
(2)反应的焓变:在恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变,用ΔH表示,单位常采用kJ·mol-1。
反应的焓变就是反应的反应热吗?
提示:两者概念不同,反应热是化学反应过程中吸收或释放的热,反应的焓变是生成物与反应物总焓之差,当反应是在恒压条件下进行,除了体积功,没有其他形式的能量转化时,反应热就是焓变,中学阶段所研究的化学反应大都是在敞口容器中进行的,可以忽略压强的变化,所以其反应热都可以用其焓变来表示。
4.吸热反应与放热反应
(1)吸热反应:吸收热的反应称为吸热反应,吸热反应的ΔH>0。
(2)放热反应:放出热的反应称为放热反应,放热反应的ΔH<0。
常见的放热反应和吸热反应有哪些?
提示:(1)常见的放热反应有①燃烧反应;②中和反应;③金属与水或酸反应放出氢气的反应;④大多数化合反应;⑤铝热反应。
(2)常见的吸热反应有①大多数分解反应;②需要持续加热的反应;③CO2+C2CO,C+H2O(g)CO+H2;④铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2、Ca(OH)2与NH4Cl的反应。
判断正误。
(1)液态水比气态水的内能小。( × )
提示:内能与物质的物质的量、聚集状态、温度、压强、组成等有关。
(2)在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同。( √ )
提示:化学反应中总有能量变化,所以反应物的总焓与生成物的总焓一定不同。
(3)所有分解反应都是吸热反应。( × )
提示:如H2O2的分解、KClO3的分解,属于放热反应。
(4)需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。( × )
提示:如木炭燃烧反应。
探究1 从宏观角度认识反应中的能量变化的原因
问题1:上图中表示吸热反应的是哪一个?
提示:图乙。
问题2:H总(反应物)、H总(生成物)与反应热ΔH关系是什么?
提示:ΔH=H总(生成物)-H总(反应物)。
探究2 从微观角度理解反应中的能量变化原因
已知:断开(形成)1 mol某化学键所吸收(放出)的能量叫键能。单位为kJ·mol-1。例如,H—H键的键能是436.0 kJ·mol-1,那么