化學1.1化學反應的熱效應同步學案版選修

1、第一章 化學反應中的能量變化第 1 節(jié) 化學反應的熱效應【學習目標】1、理解反應熱和焓的含義。2、理解測量反應熱的實驗原理。3、掌握熱化學方程式的書寫和焓變的計算【教學策略】授數(shù)：1教學重點：反應熱、焓變、熱化學方程式。教學難點：熱化學方程式的書寫和焓變的計算?！局R梳理】1、反應熱：概念： 符號： 2、理論計算反應的反應熱：化學反應的實質：舊鍵和新鍵，前者熱量，后者熱量。故一個反應是吸熱反應還是放熱反應，就取決于斷鍵吸收的熱量多，還是形成新鍵放出的熱量多。需要用這些鍵的鍵能計算，以H2 與 Cl2 反應生成 HCl 為例分析。分析：已知 HH、ClCl、HCl 鍵的鍵能分別為 436kJ/m

2、ol、243kJ/mol、431kJ/mol，反應方程式為：H2Cl22HCl。由反應知每 1molH2、1molCl2 反應生成 2molHCl。1molH2、1molCl2的化學鍵斷裂時吸收的總能量為：Q 吸1mol436kJ/mol1mol243kJ/mol679kJ。生成 2molHCl 放出的熱量為：Q 放2mol431kJ/mol862kJ。可知，放出的熱量大于吸收的熱量。該反應為放熱反應，共放出熱量：862kJ679kJ183kJ。3、測反應的反應熱：用量熱計進定，如下圖為簡易量熱計示意圖，測定方法是：反應物溶液加入量熱計內(nèi)筒并迅速混合、攪拌，測量反應前后溶液溫度的變化值，利用公

3、式：Qc(T2T1)計算，式中 c 為體系的熱容。熱容：當物質吸收熱量使溫度每升高 1K 所吸收的熱量稱為該物質的熱容，用符號 c表示，是 JK-1。質量的物質的熱容稱為比熱容，簡稱比熱，是 JK-1g-1。常溫下，液態(tài)水的比熱為 4.18JK-1g-1，該數(shù)據(jù)可代入上式用于計算。實驗探究：測定中和反應的反應熱：(1)量熱計內(nèi)筒中加入 100mL、1.0mol/L 的鹽酸，初始溫度 T1。(2)取 100mL、1.1mol/L 的 NaOH 溶液，溫度與 T1 相同(NaOH 的濃度稍大些，是為了保證酸完全反應)。(3)堿溶液迅速倒入量熱計的內(nèi)筒中，勻速攪拌，體系達到的最高溫度 T2。(4)計

4、算反應熱：Qc(T2T1)。此處，可假設溶液的比熱等于水的比熱，用同樣方法分別測定 KOH 溶液與鹽酸、NaOH 溶液與硝酸反應的反應熱。發(fā)現(xiàn)這三個反應的反應熱相同。因為三者都是強酸與強堿的反應。反應實質都為： H OH H O，故反應熱相同。2二、化學反應的焓變：1、焓與焓變(1)焓： (2)焓變： 符號及解釋數(shù)學表達式為 QPH(QP 表示在壓強不變的條件下化學反應的反應熱)成立條件：QPH（生成物）H（反應物）=H可見，焓變H 能表示反應熱，用 H 表示反應的吸熱或放熱。 H0，反應產(chǎn)物的焓反應物的焓，反應熱量，為反應。 H0，反應產(chǎn)物的焓反應物的焓，反應熱量，為反應。 H、Q 都可以表

5、示吸熱反應、放熱反應，二者表示角度不同，結果一致。2、熱化學方程式：概念：含義：熱化學方程式的書寫要注明反應的溫度和壓強，若反應是在 298K 和 1.013105Pa 條件下進行，可不予注明。要注明反應物和生成物的狀態(tài)或晶型。常用 s、l、g 分別表示固體、液體、氣體。H 與方程式計量系數(shù)有關，注意方程式中的化學計量系數(shù)與對應 H 不要弄錯，計量系數(shù)以“mol”為變。，可以是小數(shù)或分數(shù)。若反應逆向進行，H 改變符號，絕對值不在所寫化學反應計量方程式后寫下 H 的數(shù)值和，方程式與 H 應用分號隔開。當 H 為“”或H0 時，為放熱反應，當 H 為“”或 H0 時，為吸熱反應。三、反應焓變的計算

6、。1、定律：2、計算化學反應的焓變定律表明反應的熱效應與途徑無關，可以利用該定律分析熱效應。如：H2(g) O2(g)H2O(l)；H=285.5kJ/mol該反應可看成如下過程：反應分步進行的熱效應如下：1、H2(g)2H(g)；H1431.8kJ/mol2、 O2(g)O(g)；3、2H(g)O(g)H2O(g)；4、H2O(g)H2O(l)；H2244.3kJ/mol H3917.9kJ/molH444.0kJ/mol這 4 個反應合并出總反應為：H2(g) O2(g)H2O(l)；H431.8kJ/mol(244.3kJ/mol)(917.9kJ/mol)(44.0kJ/mol)285

7、.8kJ/mol上述過程驗證了定律，同時運用定律，可任意計算一個反應的反應熱?！镜淅坷?1、下列說法正確的是()A、需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應。 B、任何放熱反應在常溫條件下一定能發(fā)生反應。C、反應物和生成物所具有的總能量決定了反應是放熱還是吸熱。 D、吸熱反應在一定條件下(如高溫、加熱等)也能發(fā)生反應。：本題考查學生對吸熱反應和放熱反應的基本概念的掌握情況。認為需加熱的反應一定是吸熱反應是錯誤的，事實上，若反應需持續(xù)不斷地加熱，則反應一定是吸熱，如 CCO2也可能是放熱反應。2CO 是吸熱反應。反應開始時需加熱的反應可能是吸熱反應，化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱，反應是放

8、熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應和吸熱反應在一定條件下都能發(fā)生。：CD 。例2、 試利用 298K 時，下述反應焓變的實驗數(shù)據(jù)，計算在此溫度下 C(S，石墨) O2(g)CO(g)的反應焓變。C(S，石墨)O2(g)CO2(g)；H1393.5kJ/molCO(g)O2(g)CO2(g)；H2283.0kJ/mol解：把題中的兩個反應相減：C(S，石墨)O2(g)CO2(g)；H1393.5kJ/molCO(g) O2(g)CO2(g)；H2283.0kJ/mol總反應為：C(S，石墨) O2(g)CO(g)；H3由定律知，總反應H3H1H2393.5kJ/

9、mol（283.0kJ/mol）110.5kJ/mol答：298K 時，C(S，石墨) O2(g)CO(g)的反應焓變?yōu)?10.5kJ/mol定律是指分步反應與總反應的關系，上述例題中要體現(xiàn)出反應總和，可把第二個反應改寫為：CO2(g)CO(g) O2(g)；H H2283.0kJ/mol。這種改寫在題目中經(jīng)常用到，反應改為逆反應，則焓變的符號也正好相反，但絕對值不能發(fā)生變化。結論：若一個化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減而得到，則該反應的焓變?yōu)檫@幾個化學反應焓變的代數(shù)和。例 3、下列熱化學方程式書寫正確的是（）-1A、2SO OSO ；H196.6kJ/mol223-1B、H (g)O

10、(g)H O(1)；H241.8kJmol222285.8kJmol-1C、H (g)O (g)H O(g)；H222-1D、2H (g)O (g)2H O(1)；H571.6kJmol222-1E、C(s)O (g)CO (g)；H393.5kJmol22：要明確熱化學方程式的書寫規(guī)則，物質的狀態(tài)變化伴隨著熱效應，H2 和 O2 反應生成氣態(tài)水比生成液態(tài)水放出的熱量少。書寫熱化學方程式必須注意以下幾點： 要注明反應熱與生成物各物質的狀態(tài)，A 錯； 吸熱反應 H0，體系能量升高；放熱反應，H0，生成物的總量小于反應物的總能量，E 錯。氫氣和氧氣反應生成氣態(tài)水比生成液態(tài)水放出的熱量少，因為有部分

11、熱量用于水的氣化，所以 B、C 都錯。：D。【隨堂演練】1、反應 C(石墨)C(石)是吸熱反應，由此可知()A、石墨比C、石墨和石穩(wěn)定。石可以相互轉化。B、石墨比D、石墨和石不穩(wěn)定。石不可以相互轉化。2、今有如下三個熱化學方程式：H2(g) O2(g)H2O(g)；HakJ/molH2(g) O2(g)H2O(1)；HbkJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(1)；HckJ/mol關于它們的下列表述正確的是()A、它們都是吸熱反應。C、abB、a，b 和 c 均為正值。D、2bc3、已知反應XYMN 為放熱反應，該反應的下列說法正確的是( A、X 的能量一定高于M。B、Y 的能量一定高于

12、N。C、X 和Y 的總能量一定高于 M 和 N 的總能量。D、因該反應為放熱反應，所以一定不必加熱就可以發(fā)生。)4、已知在 25，101kPa 下，1gC8H18(辛烷)燃燒生成和液態(tài)水時放出 48.40kJ熱量，表示上述反應的熱化學方程式正確的是()H48.40kJmol-1A、C H(1)O (g)8CO (g)9H O(g)8 18222H5518kJmol-1B、C H(1)O (g)8CO (g)9H O(1)8 18222H5518kJmol-1C、C H(1)O (g)8CO (g)9H O(1)8 18222H48.40kJmol-1D、C H(1) O (g)8CO (g)9

13、H O(1)8 182225、在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中，ab(a0，0)的是（）A、S(s)O2(g)SO2(g)； S(g)O2(g)SO2(g)；B、2H2(g)O2(g)2H2O(1)； 2H2(g)O2(g)2H2O(g)；C、H2(g)Cl2(g) 2HCl(g)；HakJ/mol Hb kJ/mol HakJ/mol HbkJ/molHakJ/molH2(g) Cl2(g)HCl(g)；)O2(g)CO2(g)；HbkJ/molHakJ/molC(s)O2(g)CO(g)；H bkJ/mol-16、已知方程式 2H (g)O (g)2H O(1)；H 571.6kJmo

14、l，則關于方程式 2H O(1)222122H2(g)O2(g)；H2？的說法中正確的是( A、方程式中化學計量數(shù)表示分子數(shù)。-1C、該反應 H2571.6kJmol 。應。)B、該反應 H2 大于零。D、該反應可表示 36g 水分解時的熱效【能力】7、甲烷是一種高效清潔的新能源，0.25molCH4 完全燃燒生成液態(tài)水時放出 222.5kJ 熱量，則下列方程式正確的是()H890kJmol-1 H890kJmol-1 H890kJmol-1 H890kJmol-1H571.6kJmol-1A、2CH (g)4O (g)2CO (g)4H O(1)4222B、CH (g)2O (g)CO (g

15、)2H O(1)4222C、CH (g)2O (g)CO (g)2H O(1)4222D、CH (g)2O (g)CO (g)2H O(g)42228、已知：2H (g)O (g)2H O(1)222H282.8kJmol-1CO(g) O (g)CO (g)22現(xiàn)有 CO、H2 和 CO2 組成的混合氣體 67.2L(標準狀況)經(jīng)完全燃燒后放出的總熱量為710.0kJ。并生成 18g 液態(tài)水。則燃燒前混合氣體中 CO 的體積分數(shù)為()A、80%B、50%C、60%D、20%9、下列各組熱化學方程式中，化學反應的H 前者大于后者的是()1C(s)O2(g)=CO2(g)；H1C(s) O2(g

16、)=CO(g)；H22S(g)O2(g)=SO2(g)；H4S(s)O2(g)=SO2(g)；H31H2(g) O2(g)=H2O(l)；H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H62CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)；H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)；H8D是鋁粉與高氯酸銨的混合物。點燃時，鋁粉氧ABC10、我國發(fā)射的“神舟五號”載人飛船的化放熱高氯酸銨反應 2NH4ClO4=N2+4H2O+Cl2+O2；H0。關于該反應敘述不正確的是 （）A該反應屬于分解反應、氧化還原反應、放熱反應 B該反應瞬間能產(chǎn)生大量高溫氣體，推動飛船飛行 C從能量變化上看，該反應是化學

17、能轉變?yōu)闊崮芎蛣幽?D反應中 NH4ClO4 只起到氧化劑的作用11、50mL0.50molL-1 鹽酸與 50mL0.55molL-1NaOH 溶液在圖所示的裝置中進行中和反應，通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱，回答下列問題：(1)從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是。 (2)燒杯間填滿碎紙條的作用是。大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值將(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。實驗中改用 60mL0.50molL-1 鹽酸跟 50mL0.55molL-1NaOH 溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量(填“相等”或“不相等”) ，所求中和熱 (填“相等”或“不相等”)，

18、簡述理由。用相同濃度和體積的氨水代替 NaOH 溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會；用 50mL0.50mol L-1NaOH 溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會。(均填“偏大”、“偏小”或“無影響”)12、. 2003 年 10 月 176 時許，載著航天的“神舟”五號飛船在內(nèi)大草原成功著陸，我國首次載人航天飛行取得成功。發(fā)射“神舟”飛船的長征 2 號火箭用了肼（N2H4）作，N2H4 與 NH3 有相似的化學性質。（1）寫出肼與鹽酸反應的離子方程式。（2）用拉席希備肼，是將 NaClO 和 NH3 按物質的量之比 1：2 反應生成肼，試寫出該反應的化學方程式。該反應中氧化產(chǎn)物是。（3）發(fā)射火箭時肼（N2H4）為，二氧化氮作氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態(tài)水。已知 4gN2H