新編高中化學(xué) 第一章 第1節(jié) 第1課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱導(dǎo)學(xué)案 魯科版選修4

新編化學(xué)精品資料第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第1課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱【課前學(xué)案導(dǎo)學(xué)】精準(zhǔn)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航1.了解化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化的原因，知道化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化是化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式。2.理解反應(yīng)熱、焓變的含義及其表示方法。3.了解焓變與反應(yīng)吸熱或放熱的關(guān)系。4.掌握熱化學(xué)方程式的書寫和意義。自主梳理基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)航一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱1.反應(yīng)熱是指_稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)。通常用_表示。反應(yīng)吸熱時(shí)，表示為_；反應(yīng)放熱時(shí)，則表示為_。2.反應(yīng)熱通常用_來測(cè)量，其計(jì)算公式Q= C(T1 T2)中，C表示_，T1.T2分別表示反應(yīng)_。問題思考1 ？常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有哪些類型？二、中和熱1._叫做中和熱。理解要點(diǎn)：條件：稀溶液，稀溶液是指溶于大量水的離子。反應(yīng)物：（強(qiáng)）酸與（強(qiáng)）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。生成1mol水，中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH化合生成 H2O，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。放出的熱量：57.3kJ/mol2.中和熱的表示：_3.各取1.0 mol·L-1的鹽酸100mL,并分別加入100mL1.0mol·L-1的NaOH溶液、KOH溶液，測(cè)得的反應(yīng)熱_(填“相同”或“不同”)，原因是_。在實(shí)際操作中往往讓酸或堿略過量，這樣做的目的是_。問題思考2：濃硫酸與氫氧化鈉反應(yīng)生生1molH2O放出的熱量是57.3kJ嗎？ 自主梳理參考答案一、1、在一定的溫度下反應(yīng)所釋放或吸收的熱量 Q Q>0 Q<0。2.量熱計(jì) 表示體系的熱容 反應(yīng)前后體系的溫度二、1.在稀溶液中，強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱2.H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；Q=-57.3kJ3.相同 NaOH與KOH都是強(qiáng)堿溶液，與鹽酸反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式都是H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l) 使堿或酸反應(yīng)完全問題思考參考答案 問題思考1：常見的放熱反應(yīng)：活潑金屬與水或酸的反應(yīng) 酸堿中和反應(yīng) 燃燒反應(yīng) 多數(shù)化合反應(yīng)常見的吸熱反應(yīng)：多數(shù)分解反應(yīng)，銨鹽與堿的反應(yīng) 以C、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)問題思考2：不是，濃硫酸稀釋的過程是放熱過程，所以放出的熱量大于 57.3kJ。 【課堂探究導(dǎo)學(xué)】 合作探究-名師保駕護(hù)航探究一：反應(yīng)熱的概念與意義1.概念：當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。2.反應(yīng)熱的意義：描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收熱量的物理量.3.符號(hào)：Q Q>0 反應(yīng)放熱 Q<0 反應(yīng)吸熱 4.獲得Q值的方法：（1）實(shí)驗(yàn)測(cè)量法 （2）理論計(jì)算法5.反應(yīng)熱的分類：中和熱燃燒熱生成熱探究二：中和熱的測(cè)量 （1）儀器：量熱計(jì)（環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計(jì)、燒杯）（2）原理：Q= C(T2T1) (C為熱容) 或Q= C m (T2T1)（C為比熱容） 中和熱：Q= = 與酸、堿的用量無關(guān)。（3）步驟：1）組裝量熱器在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平(防止熱量擴(kuò)散到周圍的空氣中，造成誤差)。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如上圖所示。2）藥品取用用一個(gè)量筒最取50 mL 1.0 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。用另一個(gè)量筒量取50 mL 1.0mol/LNaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。3）酸堿混合把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)（注意不要灑到外面）。立即蓋上蓋板,用環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。4）數(shù)據(jù)處理 5）重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)兩次典例剖析-名師釋疑助航例1.下列說法正確的是（ ）A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生C.反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生答案CD解題思路反應(yīng)是吸熱還是放熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始需要加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)。例如氫氣的燃燒是放熱反應(yīng)，但開始也需要加熱，需要向反應(yīng)體系先提供一定的能量。特別提醒需要注意一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，與反應(yīng)的條件沒有必然的聯(lián)系，當(dāng)反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量時(shí)，反應(yīng)體系能量降低，為放熱反應(yīng)，反之，為吸熱反應(yīng)，或從鍵能的角度分析即形成生成物分子中新的化學(xué)鍵所釋放的總能量與反應(yīng)物分子中舊的化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量之差?！咀兪接?xùn)練1】關(guān)于吸熱反應(yīng)的說法正確的是（    ）A.凡需加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.只有分解反應(yīng)才是吸熱反應(yīng)C.使用催化劑的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D.CO2與CaO化合是放熱反應(yīng)，則CaCO3分解是吸熱反應(yīng)【例2】下列說法正確的是（    ）A在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱B酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水，這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱C燃燒熱和中和熱都屬于反應(yīng)熱D在稀溶液中，1mol 和1mol NaOH完全中和時(shí)放出的熱量為57.3kJ答案C解析本題旨在考查對(duì)燃燒熱、中和熱的定義的理解，特別是兩概念中應(yīng)注意的問題。規(guī)律方法在101KPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。在稀溶液中酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。燃燒熱和中和熱是兩種非常重要的反應(yīng)熱，要注意對(duì)概念的理解。【變式訓(xùn)練2】下列說法或表示法正確的是（    ）A.等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出熱量多B.由C(石墨)C(金剛石);H=+1.9 kJ·mol-1可知，金剛石比石墨穩(wěn)定C.在稀溶液中：H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；H=57.3 kJ· mol-1，若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJD.在101 kPa時(shí)，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；H=-285.8 kJ· mol-1【例3】已知：1 mol H2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436 kJ的能量1 mol Cl2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243 kJ的能量由H和Cl形成1 mol HCl分子時(shí)釋放431 kJ的能量下列敘述正確的是（    ）A.氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)B.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H=+183 kJ·mol-1C.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H=-183 kJ·mol-1D.氫氣和氯氣反應(yīng)生成1 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H=-183 kJ·mol-1答案C解析化學(xué)反應(yīng)的過程是反應(yīng)物分子斷鍵后原子重新結(jié)合形成生成物新化學(xué)鍵的過程，斷鍵需吸收能量，成鍵則放出能量，根據(jù)能量守恒，應(yīng)選C【變式訓(xùn)練3】 已知：H2(g)+F2(g)2HF(g)+270 kJ，下列說法正確的是 （ ）A2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣與1 L氟氣吸收270 kJ熱量B1 mol氫氣與1 mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出熱量小于270 kJC在相同條件下，1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和大于2 mol氟化氫氣體的能量D1個(gè)氫氣分子與1個(gè)氟氣分子反應(yīng)生成2個(gè)氟化氫氣體分子放出270 kJ熱量 變式訓(xùn)練解析及答案【變式訓(xùn)練1】答案：D解析反應(yīng)熱與反應(yīng)條件沒有必然聯(lián)系，如：可燃性物質(zhì)燃燒都為放熱反應(yīng)，而反應(yīng)時(shí)需加熱點(diǎn)燃反應(yīng)才能進(jìn)行；催化劑只是改變反應(yīng)速率，放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)都可以使用催化劑，；大多數(shù)分解反應(yīng)吸熱，但吸熱反應(yīng)不一定是分解反應(yīng)，如：C+H2O（g）=CO+H2，是吸熱反應(yīng)【變式訓(xùn)練2】答案：C解析：A中硫蒸氣變成硫固體放出熱量，所以前者放出熱量多；B中由石墨變成金剛石是吸熱，所以石墨的能量低，石墨穩(wěn)定；C中濃硫酸稀釋會(huì)放出大量的熱，所以含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJ；D中2 g H2為1 mol，熱化學(xué)方程式中為2 mol H2，H應(yīng)為-571.6 kJ· mol-1。【變式訓(xùn)練3】答案：C解析：熱化學(xué)方程式H2(g)+F2(g)2HF(g)+270 kJ的含義如下：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。在相同條件下，1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和大于2 mol氟化氫氣體的能量H= E（反應(yīng)物的鍵能總和）E（生成物的鍵能總和）=（HH鍵的鍵能）+(FF鍵的鍵能）2（HF鍵的鍵能）= 270 kJ/mol1 mol氫氣與1 mol氟氣反應(yīng)生成2mol氣態(tài)氟化氫放出熱量等于270 kJ1 mol氫氣與1 mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出熱量大于270 kJNA個(gè)氫氣分子與NA個(gè)氟氣分子反應(yīng)生成2NA氟化氫氣體分子放出熱量270 kJNA個(gè)氫氣分子與NA個(gè)氟氣分子反應(yīng)生成2NA氟化氫液體分子放出熱量大于270 kJ常用教學(xué)素材反應(yīng)熱的類型1.燃燒熱：在101 kPa時(shí)，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱單位為kJ/mol要點(diǎn)：1.規(guī)定在101 kPa壓強(qiáng)，測(cè)出反應(yīng)所放出的熱量，因?yàn)閴簭?qiáng)不定，反應(yīng)熱數(shù)值不相同2.規(guī)定可燃物物質(zhì)的量為1 mol（具有可比性） 3.規(guī)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量為標(biāo)準(zhǔn)（例如：H2S(g)+1/2O2（g）=H20（l）+S; H1，由于生成的S沒有燃燒完全，所以這個(gè)反應(yīng)放出的熱量H1不能作為H2S的燃燒熱，當(dāng)H2S(g)+3/2O2（g）=H20（l）+SO2（g）；H2，這時(shí)水的狀態(tài)為穩(wěn)定的液態(tài)，而也生成穩(wěn)定的氧化物SO2，所以這時(shí)的H2就是H2S的燃燒熱。另外，對(duì)于水來說，1mol可燃物完全燃燒必須生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量才能稱為燃燒熱，氣態(tài)水不可以。）4.一定是生成氧化物。例如，H2+Cl2點(diǎn)燃，也是燃燒，但不是生成氧化物，所以只是反應(yīng)熱而不是燃燒熱。5.當(dāng)說H2的燃燒熱是多少時(shí)，應(yīng)說H2的燃燒熱是285.8kJ/mol，是正值，不能說是-285.8kJ/mol。2.中和熱：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O，這時(shí)的反應(yīng)熱就是中和熱。要點(diǎn)：1.中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：H+ + OH- =H2O，當(dāng)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，都有：H+(aq) + OH- (aq) H2O(l)；H =-57.3kJ2.發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，由于所用的酸和堿有強(qiáng)弱不同，又有一元、二元或多元之分，因而中和熱各不相同。(1)一元強(qiáng)酸跟一元強(qiáng)堿的中和熱一元強(qiáng)酸跟一元強(qiáng)堿中和時(shí)，中和熱為57.3 kJ/mol。(2)一元強(qiáng)酸跟一元弱堿或一元弱酸跟一元強(qiáng)堿的中和熱如果有一元弱酸或弱堿參加中和反應(yīng)，其中和熱所放出熱量一般都低于57.3 kJ/mol，也有個(gè)別高于57.3kJ/mol的。這主要取決于弱酸或弱堿電離時(shí)吸熱還是放熱。一般地說，弱酸或弱堿的電離是吸熱的，因此，中和反應(yīng)所放出的熱量還要扣除電離時(shí)吸收的那部分熱量，中和熱也就低于57.3 kJ/mol。例如，1 mol CH3COOH跟1 mol NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，中和熱是56.0 kJ/mol。有的弱電解質(zhì)電離時(shí)是放熱的。例如，1 mol氫氟酸電離時(shí)放出10.4 kJ/mol熱量。當(dāng)它跟1 mol NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，中和熱是67.7 kJ/mol。3.生成熱：由最穩(wěn)定的單質(zhì)反應(yīng)生成1mol化合物時(shí)所吸收或放出的熱量叫做這一化合物的生成熱。