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文檔簡介
反應熱、爛變
【教學目標】
1.知道內(nèi)能是體系內(nèi)物質的各種能量的總和,受溫度、壓強、物質的聚集狀態(tài)的影響。
2.了解反應熱與焰變的含義,了解化學能與熱能的相互轉化,等壓條件下化學反應的反應熱
可以用焙變的表示。
3.了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。
4.知道中和反應反應熱的測定方法。
重難點
反應熱、焙變的含義
【教學過程】
1.新課導入
[復習]在必修第二冊我們已經(jīng)學過化學反應與熱量,今天我們將繼續(xù)深入的學習化學能與熱
能的轉化,在講新課之前我們先來回憶我們學過的內(nèi)容。
[師]熱量的釋放或吸收是化學反應中能量變化的常見形式。產(chǎn)生能量變化的原因在微觀角度
是由于化學反應過程中舊化學鍵的斷裂會吸收熱量,新化學鍵的形成會放出熱量,斷鍵吸收
的熱量與成鍵放出的能量不同,從而表現(xiàn)為化學反應吸收熱量、放出熱量。在宏觀角度看,
則是反應物與生成物的總能量不同,從而表現(xiàn)為化學反應吸收熱量、放出熱量。大家舉例我
們學過的吸熱反應、放熱反應。
[學生活動]思考,回答。
[總結]
多數(shù)分解反應,如CaCO3通型CaOCChl~?活潑金屬與水或酸的反應,如2Na+2H2。
放=2NaOH+H2t
吸
熱Ba(OH)2-8H2O+2Nll4CI=熱—?酸堿中和反應.如NaOH+HCI=NaCI+H2。
BaCI2+l0H2O+2NHif
反反—*燃燒反應,如C+02晅絲C02
曳常見三個
C+HO(g)CO+H應
特殊反應22
EC+CO2BM2CO—?多數(shù)化合反應,如CaO+H2O=Ca(OH)2
[設疑]化學反應過程中釋放或吸收的熱量在生活、生產(chǎn)和科學研究中具有廣泛的應用。那么,
在實際應用中,人們?nèi)绾味康孛枋龌瘜W反應過程中釋放或吸收的熱量呢?帶著問題跟老師
一起來做一個實驗來測定反應熱。
2.新課講授
[板書]一、反應熱
[教師活動]以鹽酸與氫氧化鈉的放熱反應為例,講解反應體系與環(huán)境熱量的熱量交換,請學
生們設計實驗測定此反應的反應熱,選擇最佳的方案進行實驗。
[學生活動]進行實驗,記錄數(shù)據(jù),處理數(shù)據(jù),得出結論,分析實驗誤差,提出實驗中應注意
的事項。
[實驗結論]大量實驗測得,在25c和101kPa下,強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發(fā)生中和
反應生成1mol氏0時,放出57.3kJ的熱量。
[過渡]化學反應為什么會產(chǎn)生反應熱?這是因為化學反應前后體系的內(nèi)能(符號為U)發(fā)生
了變化。內(nèi)能是體系內(nèi)物質的各種能量的總和,受溫度、壓強和物質的聚集狀態(tài)等影響。為
了描述等壓條件下的反應熱,科學上引人了一個與內(nèi)能有關的物理量一熔,用符號H表示。
研究表明,在等壓條件下,進行的化學反應的反應熱等于反應的焰變,用AH來表示。
[設疑]如何用AH來表示吸熱反應、放熱反應?
[生]根據(jù)規(guī)定,當反應體系放熱時其焰減小,AH為負值,即AH〈0。當反應體系吸熱時其
焰增大,AH為正值,即AH〉。。
[師]以氫氣和氯氣反應為例,從微觀角度來討論反應熱的實質,請同學們進行計算。
[學生活動]學生思考,計算。
[師]計算結果與實驗測得的反應熱很相近,因此化學鍵斷裂和形成時的能量變化是化學反應
中能量變化的主要原因。那么AH用公式如何表示?
[生]AH=反應物分子化學鍵斷裂時吸收的總能量一生成物分子的化學鍵形成時釋放的總能
量
[師]從宏觀角度分析,我們知道化學反應產(chǎn)生的熱量與反應物、生成物的總能量有關,那么
反應物的總能量高于生成物的總能量,反應為放熱反應,AIK0;反應物的總能量低于生成
物的總能量,反應為吸熱反應,AH>。。那么AH用公式又如何表示?
[生]AH=生成物的總能量一反應物的總能量
[思考討論]
(1)任何一個化學反應都有反應熱嗎?
(2)決定焙變(△H)正負及影響焰變大小的因素有哪些?
[學生活動]思考并回答:(1)任何化學反應都有反應熱,這是由于在化學反應過程中,當反
應物分子間的化學鍵斷裂時,需要原子間的相互作用,這需要吸收能量;當原子重新結合成
生成物分子,即新化學鍵形成時,又要釋放能量。
(2)決定焙變正負的因素:反應物與生成物焙的相對大小。
影響熔變大小的因素:①參加反應的物質的物質的量的多少;②反應體系中物質的聚集狀態(tài);
③物質的溫度和壓強。
3.課堂小結
[師]這節(jié)課的內(nèi)容是在所學過知識的基礎上加以深化,提出了反應熱、焰、焙變等的概念,
大家利用本節(jié)課對反應熱、烙、熔變的理解進行反應熱、熔、焙變的比較。
4.板書
1.1.1反應熱、焙變
復習
常見的吸熱、放熱反應
一、反應熱
反應熱及其測定
二、焙變
內(nèi)能:體系內(nèi)物質的各種能量的總和。
焰:與物質內(nèi)能有關的物理量,II
焙變:生成物的總焰與反應物的總焰的焰值差,△H
計算:AH=反應物分子化學鍵斷裂時吸收的總能量一生成物分子的化學鍵形成時釋放的總能
量
△11=生成物的總能量一反應物的總能量
反應熱
【學法指導】
1.知道內(nèi)能是體系內(nèi)物質的各種能量的總和,受溫度、壓強、物質的聚集狀態(tài)的影響。
2.了解反應熱與熔變的含義,了解化學能與熱能的相互轉化,等壓條件下化學反應的反應熱
可以用焙變的表示。
3.了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。
4.知道中和反應反應熱的測定方法。
【基礎梳理】
>新課導入
1.化學鍵與能量變化的關系:
|吸收能量可
I
國舊化學鍵斷裂隹」T若Ei>Ez,吸執(zhí)反應|
S|新化學鍵形成若Ei<民,放熱反應I
I
|放出能量及
2.反應前后物質總能量與化學反應中能量變化的關系
應
反能量
的
物
能
總生成物的
量總能量
生
成
物
的反應物的
總
能
〃總能量
量反應過程
反應過程
3.常見的吸熱反應與放熱反應
吸熱反應:__________________________________________________________________
放熱反應:__________________________________________________________________
一、反應熱
1、反應熱及其測定
(1)體系與環(huán)境一一以鹽酸與NaOH溶液之間為例
環(huán)境:與體系相互影響的其他部分,如試管、空氣等。
體系:包括、、。
(2)體系與環(huán)境的熱量交換---反應熱
熱量:因溫度不同而在體系與環(huán)境之間的能量。
反應熱:在條件下,化學反應體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量,稱為化學
反應的熱效應,簡稱反應熱。
個名師點撥
反應熱概念中的“等溫條件”是指化學反應發(fā)生后,使反應后體系的溫度恢復到反應前體系
的溫度,即反應前后體系的溫度o
(3)中和反應熱的測定
【實驗原理】通過測定一定量的酸、堿溶液在反應前后溫度的變化,計算反應放出的熱量,
由此求得反應熱。
【實驗裝置】
【實驗步驟】
[絕熱裝置的準備]~~I減少I
I
——例稀NaOH溶液、稀鹽酸)
測反應前溫度'------------------------'
I:
~~(測反應后混合液的最溫度]
測反應后溫度------------------=----1
I重復實驗]~(減少實驗誤差)
注意事項
①為了保證酸、堿完全中和,常采用堿稍過量的方法。
②中和反應的終止溫度是反應混合液的最高溫度。
【數(shù)據(jù)處理】
50mL0.5moi/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液發(fā)生中和反應生成Imol1120時放出的熱量
為:其g+m2)c(Q-tJ_0.418(t2-tJkj中(磔+您)表示溶液質量(單位:g);C為比熱容,C—
n(H,O)0.025
4.18J?(g?℃)-';力、上分別為反應前、后的溫度(單位:。C);〃(HQ)為反應生成的水的
物質的量(單位:mol)。
【問題與討論】
在上述過程中,提高測定反應熱準確度的措施有哪些?
提示:①實驗中用溫度計先后測量酸溶液、堿溶液及混合溶液的溫度時,使用同一支溫度計
可減小實驗誤差,且測量完一種溶液后,溫度計必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計
的水銀球要完全浸入溶液中,且要穩(wěn)定一段時間后再記下讀數(shù)。
②反應物應一次性迅速加入,且避免有液體濺出。
③實驗操作時動作要快,盡量減少熱量的損失。
④重復實驗3次,取3次實驗數(shù)據(jù)的平均值。
個名師點撥
導致中和反應反應熱測定存在誤差的原因
①量取溶液的體積不準確。
②溫度計讀數(shù)有誤(如未讀取到混合溶液的最高溫度,就記為終止溫度)。③實驗過程中有液
體濺出。
④混合酸、堿溶液時,動作緩慢。
⑤隔熱層隔熱效果不好,實驗過程中有熱量損失。
⑥測過酸溶液的溫度計未用水清洗便立即去測堿溶液的溫度。⑦溶液濃度不準確。
⑧沒有進行重復實驗。
二、焙變
1、內(nèi)能:體系內(nèi)物質的各種能量的,受溫度、和物質的聚集狀態(tài)等影
響。符號為。
2、熔:與物質有關的物理量,單位為,符號為II。
3、熠變(AH):與的焰值差,單位
為.恒壓條件下反應的熱效應等于婚變。
4、焙變與吸熱反應、放熱反應的關系
當為“"或All___0時,為吸熱反應;當為“—”或AH—0時,為放熱反應。
5、化學反應過程中能量變化的原因
(1)微觀角度
化
學
反
應
實例:H2(g)+C12(g)=2HCl(g)反應的能量變化如圖所示:
由圖可知
1molL分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是,1molCL分子中的化學鍵斷裂吸收的
能量是,2molHC1分子中的化學鍵形成釋放的能量是,則Hz(g)+
Cl2(g)=2HCl(g)的反應放出的熱量為。分析結果與實驗測得的該反應的反應熱
(AH=-184.6kJ/mol)很接近。
上述分析表明:化學鍵的斷裂和形成時的能量變化是化學反應中能量變化的主要原因。
△H二。
(2)宏觀角度
從物質內(nèi)能上分析,如果反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量,反應物轉化為
生成物時放出能量,這就是放熱反應。反之,則為吸熱反應。如圖所示:
反應過程
吸熱反應
△H=。
思考討論
(1)任何一個化學反應都有反應熱嗎?
(2)決定焙變(AH)正負及影響熔變大小的因素有哪些?
,重難點剖析1重卷遒記11
>重難點剖析反應熱、培、培變的比較
反應熱焰變焰
概念在等溫條件下,化學反應體系向環(huán)化學反應中生成物的總物質所具有
境釋放或從環(huán)境吸收的熱量焙與反應物的總熔之差的能量
符號AQ△HH
單位kj/mol
數(shù)值正值表示反應吸熱;負值表示反應放熱只有正值
聯(lián)系反應熱=焰變(等壓);△口=/生成物)-11(反成物)
焙變、熔、反應熱代表的意義不同。
注意
任何化學反應都有反應熱。
物質三態(tài)之間變化的焙變不能叫反應熱,反應熱是化學反應的焙變。
【課后練習】
1.下列變化過程屬于放熱反應的有()
①鋁熱反應②酸堿中和反應③稀釋濃硫酸④固體氫氧化鈉溶于水
⑤H?在C1?中燃燒⑥液態(tài)水變成水蒸氣⑦NH4cl晶體與Ba(OH)z愧HQ混
合攪拌⑧工業(yè)制取水煤氣
A.①②③④⑤B.①②⑤C.②③④⑤D.①?⑦⑧
2.將鐵粉和硫粉充分混合后加熱,待反應一發(fā)生應立即停止加熱,反應仍可持續(xù)進行,直至
反應完全生成新物質硫化亞鐵。此現(xiàn)象說明()
A.該反應是吸熱反應
B.該反應是放熱反應
C.鐵粉和硫粉在常溫下容易發(fā)生反應
D.生成物硫化亞鐵的總能量高于反應物鐵粉和硫粉的總能量
3.在測定中和反應反應熱的實驗中,下列說法正確的是(己知弱酸電離時吸熱)()
A.使用玻璃攪拌器是為了加快反應速率,減小實驗誤差
B.為了準確測定反應混合溶液的溫度,實驗中溫度計水銀球應與內(nèi)筒底部接觸
C.用0.55moigC'NaOlI溶液分別與0.50molgL的鹽酸、醋酸溶液反應,若所取的溶液體
積相等,則測得的中和反應反應熱的絕對值相同
D.在測定中和反應反應熱的實驗中,將NaOH溶液緩緩倒入裝有鹽酸的內(nèi)筒中
4.下列有關測定中和反應反應熱實驗的說法正確的是()
A.用銅絲代替玻璃攪拌器,測得的偏大
B.強酸與強堿反應生成1molH,O的兇均為-57.3kJgnol1
C.測定中和反應反應熱的實驗中,混合溶液的溫度不再變化時,該溫度為終止溫度
D.某同學通過實驗測出稀鹽酸和稀NaOH溶液反應的中和反應反應熱想=-52.3口出10廣,
造成這一結果的原因不可能是用測量過稀鹽酸溫度的溫度計直接測量NaOH溶液的溫度
5.已知某化學反應2B2A(g)=A2(g)+2BJg)(B2A、A,,B?的分子結構分別為B—A—B、
A=A、B—B)的能量變化如圖所示,下列有關敘述不正確的是()
4能量/(kJ"。產(chǎn))2A(g)+4B(g)
一/A2(g)+2B2(g)
2B2A(g)
反應而S
A.該反應的進行一定需要加熱
B.該反應的△〃=(耳一七)kJgrol
C.由2molA(g)和4molB(g)形成1molA=A鍵和2molB—B鍵,放出七kJ能量
D.該反應中,反應物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和
6.下列實驗現(xiàn)象或圖象信息不能充分說明對應的化學反應是放熱反應的是()
7.將匕mL1.0mol乩的HC1溶液和V,ml.未知濃度的NaOH溶液混合均勻,測量并記錄溶液
的溫度,實驗結果如圖所示(實驗中始終保持匕+匕=50)。
下列敘述正確的是()
A.實驗時溶液初始溫度為22℃B.該實驗表明化學能可以轉化為熱能
C.NaOII溶液的濃度為1.0mol乩tD該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應
8.為探究NaHCO、、Na2cO,與鹽酸(濃度為1mol乩T)反應過程中的熱效應,實驗測得的
數(shù)據(jù)如表所示:
序號35m3試劑固體混合前溫度/℃混合后溫度
/℃
①水2.520.018.5
gNaHCO3
②水3.2gNa2cO320.024.3
③鹽酸2.520.016.2
gNaHCO3
④鹽酸3.2gNa2CO320.025.1
由此得出的結論正確的是()
A.Na2cO;固體與鹽酸的反應是吸熱反應
B.NaHCO,固體與鹽酸的反應是放熱反應
C.20.0℃時,含3.2gNa2co3的飽和溶液和35mL鹽酸混合后的溫度將低于25.1℃
D.20.0℃時,含2.5gNaHCO3的飽和溶液和35mL鹽酸混合后的溫度將低于16.2℃
9.Na2c溶液與鹽酸反應過程中的能量變化如圖所示,下列選項錯誤的是()
能
量tCO?(aq)+2H,(aq)
1
akJ?molCO2(g)+II2O(l)
,HCO;(aq)+H*(aq)
,..—ckJ?mol-1
bkJ?mol-1
H2COs(aq)
反應過7
A.CO2(g)+H2O(l)/H2co式aq)是放熱反應
B.CO:(aq)+2H*(aq)=CO2(g)+也0⑴是放熱反應
+
CHCO,(aq)+H(aq)=CO2(g)+H,O(1)是放熱反應
D.HCO;(aq)+H*(aq)=CO2(g)+H2O(1)是吸熱反應
10.反應A+B=C(△”<0)分兩步進行:①A+B=X(AH>0),②X=C(下列圖象
能正確表示該反應過程中的能量變化的是()
分子的結構相似。己知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量,斷裂1molN三N鍵吸收941kJ
熱量,則下列說法正確的是()
A.N”是一種新型化合物
B.1molN4(g)轉化為2molN?(g)的反應的A/7=+724kJgno「
C.N4比N,更穩(wěn)定
D.1molN/g)轉化為2molN?(g)的反應的M=-724kJgno「
12.50mL0.50mol乩'鹽酸與50mL0.55mol^'NaOH溶液在如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反應反應熱?;卮鹣铝袉栴}:
(1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃儀器是。
(2)如果不蓋杯蓋,所求得的中和反應反應熱的絕對值將會(填“偏大”“偏
小”或“無影響”)o
(3)實驗中改用60mL0.50molQi鹽酸跟50磯0.55moi乩Na0H溶液進行反應,調(diào)整
反應物用量后所放出的熱量與原實驗(填“相等”或“不相等”,下同);
所求中和反應反應熱與原實驗,簡述理由:。
答案及解析
1.答案:B
解析:①鋁熱反應是放熱反應,故①正確:②酸堿中和反應是放熱反應,故②正確;③稀釋
濃硫酸的過程中放熱,但其屬于物理變化,故③錯誤;④NaOH固體溶于水的過程中放熱,
但其屬于物理變化,故④錯誤;⑤在中燃燒是放熱反應,故⑤正確;⑥液態(tài)水變成水蒸氣屬
于物理變化,故⑥錯誤;⑦與的反應是吸熱反應,故⑦錯誤;⑧工業(yè)制取水煤氣屬于吸熱反
應,故⑧錯誤。綜上所述,B項正確。
2.答案:B
解析:根據(jù)反應條件及現(xiàn)象可判斷反應是吸熱反應還是放熱反應。鐵粉和硫粉充分混合后加
熱,反應一發(fā)生立即停止加熱,反應仍可持續(xù)進行,說明該反應是放熱反應,即生成物的總
能量低于反應物的總能量。
3.答案:A
解析:溫度計水銀球應浸入溶液中但不能與內(nèi)筒底部接觸,B項錯誤;鹽酸是強酸,醋酸是
弱酸,醋酸電離吸熱,C項錯誤;在測定中和反應反應熱的實驗中,NaOH溶液應迅速倒入裝
有鹽酸的內(nèi)筒中,D項錯誤。
4.答案:A
解析:銅為熱的良導體,容易導致熱量散失,使測定結果大于,A項正確;部分強酸與強堿
反應不止生成,還生成沉淀,如一定量的稀硫酸與溶液反應生成1mol時還有0.5mol沉
淀生成,與結合生成時放熱,則該反應的,B項錯誤;測定中和反應反應熱時,混合溶液的
最高溫度為終止溫度,C項錯誤;用測量過稀鹽酸溫度的溫度計直接測量NaOH溶液的溫度
會導致部分酸堿提前反應,從而使測得的中和反應反應熱的絕對值偏小,D項錯誤。
5.答案:A
解析:A項,由圖可知,該反應為吸熱反應,某些吸熱反應在常溫下也可發(fā)生,A項錯誤。
6.答案:A
解析:A項,稀硫酸與鋅反應產(chǎn)生氣體,可導致錐形瓶內(nèi)壓強增大,活塞右移不能判定反應
放熱;B項,由圖示可知,反應物總能量大于生成物總能量,反應為放熱反應;C項,甲處
液面低于乙處,說明反應放熱導致空氣受熱膨脹;D項,溫度計示數(shù)增大,說明反應放熱。
7.答案:B
解析:由圖可知,加入5mL鹽酸時混合液的溫度為22°C,故實驗時溶液初始溫度應低于
22℃,A項錯誤;該反應為放熱反應,化學能轉化為熱能,B項正確;二者恰好完全反應時,
反應放出的熱量最多,此時,,則NaOH溶液的濃度為,C項錯誤;有水生成的反應不一定
是放熱反應,如是吸熱反應,D項錯誤。
8.答案:C
解析:實驗②④說明固體與鹽酸的反應是放熱反應,A項錯誤;實驗①③說明固體與鹽酸的
反應是吸熱反應,B項錯誤;由實驗②可知,碳酸鈉固體溶于水會放熱,而C項中未涉及碳
酸鈉固體溶解的過程,因而放出的熱量少于實驗④,則混合后溶液的溫度低于25.1℃,C
項正確;同理,由實驗①③判斷,D項錯誤。
9.答案:C
解析:由圖可知,反應物和的總能量大于生成物的總能量,則反應是放熱反應,故A項正確;
由圖可知,反應物和的總能量大于生成物和的總能量,則反應是放熱反應,故B項正確;由
圖可知,反應物和的總能量小于生成物和的總能量,則反應是吸熱反應,故C項錯誤,D項
正確。
10.答案:D
解析:由題給信息可知,A+B=C是放熱反應,A和B具有的總能量大于C具有的總能量;A+B=X
是吸熱反應,X具有的總能量大于A和B具有的總能量;X=C是放熱反應,X具有的總能量
大于C具有的總能量。綜上可知,D項正確。
11.答案:D
解析:是由氮元素形成的單質,不是化合物,A項錯誤;從圖中可以看出,一個分子中含有
6個N—N鍵,根據(jù)可知,反應的,B項錯誤,D項正確;比穩(wěn)定,C項錯誤.
12.答案:(1)玻璃攪拌器
(2)偏小
(3)不相等;相等;中和反應反應熱是指強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應生成1mol水
時的反應熱,與酸堿的用量無關
解析:(1)根據(jù)量熱計的構造可知該裝置缺少的儀器是玻璃攪拌器。
(2)如果不蓋杯蓋,會使一部分熱量散失,所求得的中和反應反應熱的絕對值將會偏小。
(3)反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關,若用60mL0.50鹽酸跟50mL0.55
NaOH溶液進行反應,與原實驗相比,生成水的量增多,所放出的熱量增多;但是中和反應
反應熱指的是強酸和強堿的稀溶液反應生成1mol水時的反應熱,與酸堿的用量無關,所以
中和反應反應熱相等。
第一節(jié)反應熱
【教學目標】
1.了解熱化學方程式的含義并能正確書寫熱化學方程式。
2.了解燃燒熱的定義、熱化學方程式的書寫。
【教學重難點】
熱化學反應方程式的書寫及正誤判斷、燃燒熱
【教學過程】
1.新課導入
[師]任何化學反應都有反應熱,那么我們?nèi)绾伪硎净瘜W反應的反應熱呢?化學反應同時存在
著物質變化和能量變化,化學反應中的物質變化可用化學方程式表示,那么用什么方法可以
既表示物質變化也表示其能量變化呢?如何建立物質變化和能量變化的定量關系呢?讓我
們一起來學習今天的課程一一熱化學反應方程式。
2.新課講授
[板書]一、熱化學反應方程式
[教師活動]展示兩個熱化學反應方程式,請同學們對比化學反應方程式,觀察熱化學反應方
程式與化學反應方程式的區(qū)別。
[學生活動]學生思考,回答:熱化學反應方程式標明狀態(tài)和熔變,化學計量數(shù)為分數(shù)。
[師]同學們觀察的很仔細,我們來具體學習熱化學反應方程式。
[獲取概念]熱化學反應方程式是表明反應所釋放或吸收的熱量的化學方程式。
[師]正如大家所看到的熱化學反應方程式指明了反應時的溫度和壓強,若在25°C、101kPa
時進行的反應,可不注明。在化學方程式右邊注明AH的數(shù)值、符號及單位、反應物和生成
物的聚集狀態(tài)。
[設疑]熱化學反應方程式中各物質前的化學計量數(shù)為什么可以是分數(shù)?
[師]熱化學方程式中各物質前的化學計量數(shù)只表示物質的量,不表示分子個數(shù)。
[師]熱化學方程式表明了化學反應中的物質變化和能量變化。
[設疑]熱化學反應方程式為什么要注明物質的聚集狀態(tài)?
[生]因為同一物質的三態(tài)能量不同,比如:冰的能量低于液態(tài)水的能量,冰融化成水需要吸
收熱量,液體水的能量低于水蒸氣的能量,水蒸發(fā)成水蒸氣也需要吸收熱量。
[師]需要注意的是化學式相同的同素異形體除需注明聚集狀態(tài)外,還需注明其名稱。如:lmol
石墨轉化為CO(g)時,放出110.5kJ的熱量。
[板書]C(石墨,s)+1o2(g)=CO(g)AH=-110.5kJ/mol
[學生活動]練習書寫ppt中的熱化學反應方程式。
[教師活動]總結書寫熱化學反應方程式時需要注意的問題。
[師]在此我們已經(jīng)對熱化學反應方程式有了初步的理解,大家還需要知道的是的單位中
的moV1,它并不是指每摩爾具體物質,而是指每摩爾反應。不如石墨和氧氣的熱化學反應
方程式中,每摩爾不是指石墨、氧氣,也不是指一氧化碳,而是指這樣計量數(shù)的每摩爾反應。
我們?nèi)孕枰赖氖遣徽摲磻欠窨赡?,熱化學方程式中的都表示反應按照化學計量數(shù)
所表示的物質的量完全反應所放出或吸收的熱量。但因可逆反應不能進行到底,故反應達到
平衡時放出的熱量小于AH。
[設疑]熱化學反應方程式的相關知識我們基本掌握,那么熱化學反應方程式與化學方程式的
到底有哪些區(qū)別?
[學生活動]思考,并回答。
[過渡]由于反應的情況不同,反應熱可分為多種。其中,與燃料品質相關的燃燒熱在實際中
應用較廣。
[板書]二、燃燒熱
[獲取概念]101kPa,1mol純物質完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量。用
[設疑]什么是指定產(chǎn)物?
[生]全燃燒生成指定的產(chǎn)物:CfCOMg)、S-SOKg)、H-HQd)、NT.
[師]燃燒熱的單位為kj/mol,AH<0?
[師]CH,的燃燒熱為890.3kj/mol表示什么含義?
[生]25℃,lOlkPa時,ImolCU完全燃燒生成一(g)和11=0(1)時放出的熱量為890.3kJ/mol
[師]我們需要注意的是燃燒熱的條件:25C、lOlkPa;可燃物的用量為1m01;完全燃燒生
成指定的產(chǎn)物:C-C02(g)、S-SOz(g)、HfOQ)、N-Nz(g)。
[設疑]在書寫或判斷燃燒熱的熱化學反應方程式要注意什么?
[生]一看可燃物的化學計量數(shù)是否為1。
二看碳元素完全燃燒生成的氧化物是否為COz(g)。
三看氫元素完全燃燒生成的氧化物是否為比0(1)。
四看是否為“一”及單位是否正確。
[學生活動]了解不同燃料的燃燒熱。
3.課堂小結
[師]本節(jié)課學習了熱化學反應方程式的書寫、燃燒熱,那反應熱和燃燒熱有什么區(qū)別呢?同
學們試著總結。
4.板書
1.1.2熱化學反應方程式、燃燒熱
三、熱化學反應方程式
18.概念
19.特點:溫度、壓強、聚集狀態(tài)、AH(同素異形體還要標名稱)
20.意義
四、燃燒熱
(1)定義
(2)單位及符號
A1K0
3、意義
第一節(jié)反應熱
【學法指導】
1.了解熱化學方程式的含義并能正確書寫熱化學方程式。
2.了解燃燒熱的定義、熱化學方程式的書寫。
【基礎梳理】
一、熱化學反應方程式
1、概念:表明反應所的熱量的化學方程式。
2、特點
①指明了反應時的和,若在25℃、101kPa時進行的反應,可不注明。
②在化學方程式右邊注明AII的數(shù)值、符號和。
③注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)
因為物質發(fā)生狀態(tài)的變化也伴隨著能量的變化,所以書寫熱化學方程式時必須注明物
質的聚集狀態(tài)。通常用分別表示氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)、在水
溶液中。
④熱化學方程式中各物質前的化學計量數(shù)只表示,不表示分子個數(shù)。
3、意義:表明了化學反應中的物質變化和能量變化.
如H,(g)+^O,(g)=H,O(g)AH=-241.8kJ/mol表示為;
H式g)+;O?(g)=H2O(1)AH=-285.8kJ/mol表示為。
課堂?練習
(1)Imol液態(tài)陰在足量氧氣中完全燃燒生成氮氣和水蒸氣,放出642kJ的熱量。
(2)101kPa時,2mol完全燃燒生成液態(tài)水,放出571.6kJ的熱量。
(3)101kPa時,ImolCH,完全燃燒生成液態(tài)水和CO?,放出890.3kJ的熱量。
(4)硅粉和HC1在300℃時反應生成ImolSiHCL氣體和Hz,放出225kJ熱量。
十名師點撥
熱化學反應方程式書寫時需要注意的問題
1、熱化學反應方程式一般不用注明反應條件,(如加熱、高溫、催化劑等),但具體溫度下
的反應需注明溫度。
2、熱化學反應方程式中不用標記氣體和沉淀符號。
3、熱化學方程式中一般用“===",可逆反應用。
4、熱化學反應方程式的化學計量數(shù)與AH相對應,若化學計量數(shù)加倍,則的數(shù)值也要
加倍。
5、熱化學反應方程式符合質量守恒定律,即化學方程式必須配平。
【典型例題1】已知:H2(g)+月(g)=2HF(g)AH=-270kTmo『,下列說法正確的是()
A.2L氟化氫氣體分解生成1L氫氣與1L氟氣吸收270kJ熱量
B.Imol氫氣與Imol氟氣反應生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270kJ
C.在相同條件下,Imol氫氣與Imol氟氣的總能量大于2mol氟化氫氣體的總能量
D.1個氫氣分子與1個氟氣分子反應生成2個氟化氫氣體分子放出270kJ熱量
答案:C
解析:熱化學方程式中的化學計量數(shù)表示物質的量,A、D項錯誤;B項中由HF(g)到HF
(1)會放熱,所以生成液態(tài)氟化氫放出的熱量應大于270kJ,B項錯誤。
【典型例題2】寫出下列反應的熱化學方程式。
(1)Imol葡萄糖晶體在氧氣中完全氧化生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時放出2804.OkJ熱
量:。
(2)32g銅粉在足量氧氣中反應生成氧化銅固體時放出78.5kJ熱量:.
(3)標準狀況下,2.8LC0氣體在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳氣體時放出35.35kJ熱
量:。
(4)一氧化碳氣體還原磁鐵礦得到Imol單質鐵時放出14.7kJ熱量:。
-1
答案:(1)C6HI2O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(1)AH=-2804.0kJ-mol
(2)Cu(s)+^O2(g)=CuO(s)ZW=-157.0kJmor'
(3)CO(g)+1o2(g)=CO2(g)AW=-282.8kJ-mof
(4)Fe3O4(s)+4CO(g)=4CO2(g)+3Fe(s)A/7=用.1日?
解析:(1)根據(jù)題中信息可以寫出熱化學方程式
1
C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)AW=-2804.0kJmor,要注意標明反應物和生
成物的狀態(tài)。
(2)32g銅的物質的量為0.5mol,故Imol銅反應放出的熱量為157.OkJ,熱化學方程式為
Cu(s)+1o2(g)=CuO(s)AH=-157.0kJmor',要注意熱化學方程式中的化學計量數(shù)與
A”的對應關系。
(3)標準狀況下,2.8LC0的物質的量為工mol,故1molCO氣體參與反應放出282.8kJ熱
8
量,熱化學方程式為CO(g)+gc>2(g)=CO2(g)AW=-282.8kJmor',注意氣體體積與物質
的量的轉化。
(4)生成1molFe,則參與反應的FejOj的物質的量為gmol,故熱化學方程式為
Fe,O4(s>4co(陶400也)3FeW=-44.1k,
【典型例題3】根據(jù)如圖所示能量關系判斷下列說法正確的是()
能
量
1molC(s)+1molO2(g)
1molCO(g)+0.5mol()2(g)
393.5kJ~~r
282.9kJ
____t________________________I1n)olCO2(g)
反應過程
A.1molC(s)與1molO2(g)的能量之和為393.5kJ
B.反應2CO(g)+C)2(g)=2CO2(g)中,生成物的總能量大于反應物的總能量
C.C(s)與O2(g)反應生成CO(g)的熱化學方程式為
1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-221.2kJ-moP
D.CO(g)與O?(g)反應生成CC)2(g)的熱化學方程式為
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH=-282.9kJ-mof
答案:C
解析:1molC(s)與1molO2(g)的總能量比1molCO2(g)的總能量高393.5kJ,故A項錯誤;
由圖可知2co(g)+O2(g)=2CC)2(g)AW=-565.8kJmor',生成物的總能量小于反應物的
總能量,故B、D項錯誤;由圖可知ImolC(s)與ImolO式g)反應生成1molCO(g)放出的
熱量為393.5kJ-282.9kJ=10.6kJ,則C(s)與C)2(g)反應生成CO(g)的熱化學方程式為
2C(s)+O2(g)=2CO(g)A7/=-221.2kJ-mo「,故C項正確。
【典型例題4]化學反應Nz+3H2=2NH3的能量變化如圖所示,該反應的熱化學方程式
是()
能
量ImolN(g)+3tnolH(g)
增
加A£;=Qk.1
i-----------------5----------AE.bkJ
ymolN2(g)+ymolH2(g)
ImolNH同1g1d
ImolNHJ1)
A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(1)△〃=2(a—Z?—c)kJmo「
1
B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)\H=2(b-a)kJ?moF
i3
C.-N2(g)+-H,(g)=NH3(DA//=(&+c-a)kJmor'
i3
D.-N,(g)+-H,(g)=NH,(g)AW=(?+A)kJ-moP1
答案:A
解析:由題圖可以看出,gmolN/g)和gmolH2(g)的化學鍵斷裂吸收的能量為"kJ,形成
13
ImolNHalg)需放出能量6kJ,所以]N2(g)+]H2(g)=NH3(g)A//=(a-/>)kJ-mol1,
而Imol的NH、(g)轉化為Imol的NH,⑴放出的能量為ckJ,所以有
i3
-N2(g)+^H2(g)=^NH,(1)AW=(a-/>-c)kJmor',即
1
N2(g)+3H2(g)=2NH,(1)AW=2(a-Z?-c)kJ-mor
深化?理解
1、AH的單位中的mol-1,它并不是指每摩爾具體物質,而是指每摩爾反應。
2、不論反應是否可逆,熱化學方程式中的AH都表示反應按照化學計量數(shù)所表示的物質的
量完全反應所放出或吸收的熱量。但因可逆反應不能進行到底,故反應達到平衡時放出的熱
量小于AHo
3、熱化學反應方程式與化學方程式的區(qū)別
化學方程式熱化學方程式
化學計量數(shù)是整數(shù),即表示微粒個數(shù)又表示既可以是整數(shù),也可以是分數(shù),只表示
該物質的物質的量物質的物質的量
狀態(tài)不要求注明必須在化學式后注明
△H的正、負數(shù)值無必須注明
及單位
意義表明了化學反應中的物質變化不僅表明了化學反應中的物質變化。也
表明了化學反應中的能量變化
二、燃燒熱
1、定義
時,純物質燃燒生成時所放出的熱量。
2、單位及符號
單位為,AH0,
3、表示的意義
CH”的燃燒熱為890.3kj/mol含義:。
個名師點撥
①反應條件:25℃,lOlkPa
②可燃物的用量:Imol
③完全燃燒生成指定的產(chǎn)物:C-C02(g)>S-SOz(g)、H-HzO⑴、N-N2(g)o
5、書寫或判斷表示燃燒熱的熱化學方程式要做到“四看”
一看可燃物的化學計量數(shù)是否為1。
二看碳元素完全燃燒生成的氧化物是否為CO?(g)。
三看氫元素完全燃燒生成的氧化物是否為比0(1)。
四看是否為“一”及單位是否正確。
深化?理解
反應熱與燃燒熱的比較
反應熱燃燒熱
概念在等溫條件下,化學反應體系向環(huán)境101kPa時,1mol純物質完全燃燒
釋放或從環(huán)境吸收的熱量生成指定物質時所放出的熱量。
能量的變化放熱或吸熱放熱
△H的大小放熱時,AH<0;吸熱時,AH>0△H<0
表述方法在文字敘述或AH表示時均帶上在文字敘述時不帶;AH表示時
a_”帶上“一”
反應條件等溫條件lOlkPa
反應物的量不限Imol純物質
生成物的量不限不限
【典型例題5】下列關于反應熱的描述正確的是()
A.CO(g)的燃燒熱為283.0kJ-mol',則反應2co?(g)=2CO(g)+O2(g)的
AW=+(2x283.0)kJ-mor'
B.已知Ba"與SO:結合生成BaSO4時放熱。HCI和NaOH反應的中和反應反應熱
AH=-57.3kJ-mol-',則含1molH,SO4和1molBa(OH)2的稀溶液反應的反應熱
AW=2x(-57.3)kJ-mor1
C.反應熱AW全部是正值
D.Imol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱
答案:A
解析:表示CO(g)燃燒熱的熱化學方程式為
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ-mor',則反應2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的
AH=+(2x283.0)kTmo「,A項正確;含1mol也50,和1molBa(OH)2的稀溶液反應生成
2+1
BaSO4,Ba與SO:結合生成BaSO4時會放出熱量,則反應熱AW小于2x(_57.3)kJ-mof,
B項錯誤;反應熱△〃有正負之分,C項錯誤;燃燒熱是lOlkPa時Imol純物質完全燃燒生
成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,水應為液態(tài),D項錯誤。
【典型例題6】常溫常壓下火箭燃料1,2-甲基朧(小0帥-帥-。13)完全燃燒生成二氧
化碳氣體和液態(tài)水時放出50kJ熱量,則該條件下1,2-二甲基朧的燃燒熱為()
1
A.lOOOkJmorB.1500kJ-mor'C.2000kJ-mofD.3000kJmol'
答案:C
解析:1.5gl,2-二甲基腓的物質的量〃="I%所以Imol1,2-甲基胱完
60g?mol40
全燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時放出的熱量為40X50kJ=2000kJ,即1,2-甲基耕的燃
燒熱為2000kJ-mol1。
【課后練習】
1.N2H4是一種高效清潔的火箭燃料。0.25molN2H4(g)完全燃燒生成N?(g)和HQ(g)時,
放出133.5kJ熱量。則下列熱化學方程式正確的是()
A.N2H4(g)+O2(g)=1N,(g)+H2O(g)AW=+267kJmor'
1
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH=-534kJ.mof
C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH=+534kJmor'
D.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1)AW=-133.5kJmor'
2.下列熱化學方程式的有關描述或結論正確的是()
選項熱化學方程式有關描述或結論
1
A3O2(g)=20,(g)AW=+242.6kJ-moP反應物的總能量比生成物的總能量高
BC3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)AH>0丙烷比乙烯穩(wěn)定
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+HO(1)含10.0gNaOII的稀溶液與足量稀鹽酸
c2
A//=-57.3kJmo「發(fā)生反應,放出的熱量約為14.3kJ
①2c(s)+2O2(g)=2CO,(g)AW,;
DAH,>AH2
②2c(s)+C)2(g)=2CO(g)AH2
A.AB.BC.CD.D
3?反應2H,(g)+O,(g)=2H,O⑴過程中的能量變化如圖所示,下列有關說法正確的是()
能
4H(g)+2O(g)
量
反應過程
A.XH\<0
B.NH,為該反應的反應熱
C.AH、-
D.表示H2(g)燃燒熱的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)=2H,O(1)AW3
4.已知充分燃燒ag乙快(C2H2)氣體生成液態(tài)水和Imol二氧化碳氣體時,放出熱量6kJ,
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