2019-2020年高中化學第一章化學反應與能量轉化第一節(jié)化學反應的熱效應第2課時學案魯科版.doc
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2019-2020年高中化學第一章化學反應與能量轉化第一節(jié)化學反應的熱效應第2課時學案魯科版精準定位學習目標導航1.了解焓變與反應吸熱或放熱的關系。2.掌握化學方程式的書寫和意義。自主梳理基礎知識導航一、化學反應的焓變1.焓:用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量,符號H。【注意】 焓是一個物理量;焓是物質(zhì)固有的性質(zhì),與密度相似2.焓變(1)定義:_,符號_。是用來描述反應熱的物理量。(2)表達式及單位H=H(反應產(chǎn)物) H(反應物),單位:KJ/mol或Jmol1(3)意義P:從能量角度分析焓變與吸熱反應、放熱反應的關系:吸熱反應:_,即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)大于反應物的焓(反應物具有的總能量 ),當由反應物生成產(chǎn)物時,需吸收能量。放熱反應:_,即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)小于反應物的焓(反應物具有的總能量 ),當由反應物生成產(chǎn)物時,需釋放能量。問題思考1 ?(1)焓和焓變分別是用來描述什么的物理量?(2)反應焓變與反應熱有什么關系?在什么條件下,該關系成立?二、熱化學方程式1.定義:表明_的化學方程式。2.含義:不僅表明了_,也表明了_。自主梳理參考答案一、1. 用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量 H2. (1)生成物的總焓與反應物的總焓之差 H(3)H0 H0,反應吸收熱量Q0,反應吸收熱量H0,反應放出熱量二者的相互聯(lián)系H是化學反應在恒定溫度和壓強下(即敞口容器中進行的化學反應)且不與外界進行電能、光能等其他能量的轉化時的反應熱(Qp);H= Qp,中學階段二者通用與鍵能的關系H= Qp=反應物的鍵能生成物的鍵能探究二:熱化學方程式的書寫1.熱化學方程式與普通化學方程式的區(qū)別化學方程式熱化學方程式化學計量數(shù)是整數(shù),既表示粒子個數(shù)又表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量是整數(shù)也可以是分數(shù),只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不需注明必須在分子式后注明H正負號及單位無必須注明意義表示化學反應中的物質(zhì)變化不僅表明了化學反應中的物質(zhì)變化,也表明了化學反應中的能量變化2.正確書寫熱化學方程式 注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài);氣體用“g”,液體用“l(fā)”,固體用“s”,溶液用“aq”。熱化學方程式中不標反應條件,也不用和。 注意反應熱H與測定條件(溫度、壓強等)有關。因此書寫熱化學方程式時應注明H的測定條件。 絕大多數(shù)H是在298K、101325Pa下測定的,可不注明溫度和壓強。 H的單位Jmol1或kJmol1; 注意熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學計量數(shù)可以是整數(shù)、也可以是分數(shù)。H的的值與方程式中的物質(zhì)前的系數(shù)成正比,若反應逆向進行,H的數(shù)值改變符號,但絕對值不變。H的的值指的是反應物完成轉化為產(chǎn)物所放出的熱量。典例剖析-名師釋疑助航例1. 已知25、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為 C(石墨)O2(g)CO2(g) H393.51 kJ mol-1C(金剛石)O2(g)CO2(g) H395.41 kJ mol-1據(jù)此判斷,下列說法中正確的是 ( )A由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的低B由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的高C由石墨制備金剛石是放熱反應;等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的低D由石墨制備金剛石是放熱反應;等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的高答案:A解析:從題意知,1 mol金剛石燃燒生成CO2放出的熱量比1 mol石墨燃燒生成CO2放出的熱量多,說明石墨的能量比金剛石的低,因此由石墨制備金剛石應是吸熱反應?!咀兪接柧?】 灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體,已知:Sn(s、白)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g);DH1Sn(s、灰)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g);DH2Sn(s、灰)Sn(s、白);DH32.1 kJ/mol ;下列說法正確的是 ( )ADH1DH2 B錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在 C灰錫轉化為白錫的反應是放熱反應D錫制器皿長期處于低于13.2 的環(huán)境中,會自行毀壞【例2】下列反應中生成物總能量高于反應物總能量的是 ( )A碳酸鈣受熱分解 B乙醇燃燒 C鋁粉與氧化鐵粉末反應 D氧化鈣溶于水答案A解析碳酸鈣受熱分解是吸熱反應,乙醇燃燒、鋁粉與氧化鐵粉末反應、氧化鈣溶于水都是放熱反應。在熱化學反應里,能量的變化以熱量的形式體現(xiàn),當反應物總能量高于生成物總能量(生成物總能量低于反應物總能量)時,反應物能量的虧損主要是以熱量的形式散發(fā),表現(xiàn)為放熱反應;當反應物總能量低于生成物總能量(生成物總能量高于反應物總能量)時,生成物能量的增加主要是以熱量的形式吸收,表現(xiàn)為吸熱反應。本題中生成物總能量高于反應物總能量為吸熱反應,選A規(guī)律方法首先判斷四個選項的反應是放熱反應還是吸熱反應,然后回憶相關理論:放熱反應、吸熱反應中反應物和生成物能量的大小關系,結合選項做出判斷?!咀兪接柧?】下列關于焓變H的說法正確的是( )A.焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應時的能量變化B.當反應放熱時H0,反應吸熱時H0C.在加熱條件下發(fā)生的反應均為吸熱反應D.在一個化學反應中,當反應物的總能量大于生成物的總能量時,反應放熱,H為“-” 【例3】已知在1105Pa ,298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學方程式正確的是 ( )AH2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) H = + 242kJ/mol B2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H = - 484kJ/molCH2(g)+O2(g) = H2O(g) H = + 242kJ/mol D2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H = + 484kJ/mol答案:A。解析:根據(jù)題意書寫熱化學方程式為:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H = - 484kJ/mol (1)式(1)式變形一: 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H 0 (4)式【變式訓練2】答案:D解析:焓變是從能量角度描述化學反應的變化的,并沒有限定反應物的物質(zhì)的量;就如同從物質(zhì)變化角度描述化學反應沒有限定物質(zhì)的多少一樣;反應熱是生成物的總焓與反應物的總焓的差,所以放熱焓減少,H0。對于很多的放熱反應往往是需要加熱的,但反應一旦開始就不需要再加熱了?!咀兪接柧?】答案:C解析:H=E(反應物的鍵能總和)E(生成物的鍵能總和)=436 kJ/mol+243 kJ/mol2431 kJ/mol= 183 kJ/mol備選例題1. 在相同條件下,一定量的氫氣在氧氣中充分燃燒并放出熱量。若生成液態(tài)水放出的熱量為Q1;若生成氣態(tài)水放出的熱量為Q2。那么Q1與Q2之間的大小關系是( )A.Q1Q2 B.Q1Q2 C.Q1Q2 D.不能確定答案:A解析:由于完全燃燒的氫氣是在相同條件下的定值,且燃燒后都生成水,若都是生成氣態(tài)水,則Q1Q2。但氫氣燃燒分別生成液態(tài)水和氣態(tài)水,由氣態(tài)水轉化為液態(tài)水還要放出熱量,故Q1Q22已知葡萄糖的燃燒熱是2804kJ/mol,當它氧化生成1g水時放出的熱量是 ( )A260kJ B51.9 kJ C155.8 kJ D467.3kJ答案:A解析:在101kPa時C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ; H=-2804kJ/mol 618 28041 x=2804/108=26.0 3平衡(A)C2H4(g) C2H2(g)+H2(g),(B)2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),當升高溫度時(A)和(B)平衡皆向右移動。(1)C(s)+2H2(g)=CH4(g) H1;(2)2C(s)+H2(g)=C2H2(g) H2;(3)2C(s)+2H2(g)=C2H4(g) H3;判斷(1)、(2)和(3)中H1.H2.H3的大小順序排列正確的是( )A.H1H2H3 B.H2H3H1C.H2H1H3 D.H3H2H1答案:B解析:(1)2-(3)得C2H4(g)+2H2(g)2CH4(g) H=2H1-H3,(3)-(2)得C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) H=H3-H2,由升溫時平衡均向右移動知2H1-H30,H3-H20,故H1H3H2常用教學素材研究反應熱的意義化學反應常常伴隨著吸熱或放熱現(xiàn)象,從熱力學第一定律的觀點也不難理解,因為不同物質(zhì)有著不同的內(nèi)能,反映產(chǎn)的總內(nèi)能通常與反應物的總內(nèi)能是不同的,所以發(fā)生一反應,總是伴隨著能量變化,這種能量變化以熱的形式與外界交換就是反應的熱效應。 我們知道不同反應,反應熱量是不同的。 同一個化學反應究竟能放出多少熱量跟條件有關,不同的溫度不同的條件熱效應的值都不一樣。為了把各種化學反應所放出或吸收的熱量進行比較,計算和應用,需要規(guī)定一個相同的條件,所以熱力學規(guī)定:當體系發(fā)生變化之后,使反應產(chǎn)物的溫度回到反應前始態(tài)的溫度,體系放出或吸收的熱量稱為該反應的熱效應,也就是說反應在等溫過程中放出或吸收的熱量。 化學反應所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一?;瘜W反應一般是以熱和功的形式跟外界環(huán)境進行能量交換,但大多是以熱的形式進行能量交換。因此,研究化學反應中的能量變化,主要集中在熱量問題上?;瘜W反應中的熱量問題,對于化工生產(chǎn)有重要的意義。例如,合成氨反應是放熱的。如果不設法將這些熱量移走,反應器內(nèi)的溫度就會過高。這樣,不僅會燒毀催化劑,使產(chǎn)量降低,還可能發(fā)生爆炸事故。在制造原料氣的水煤氣反應中,是要吸收大量熱的。如果不及時供應所需要的熱量,反應就不能順利進行,甚至停止。因此,在進行化工設計時,為了保證生產(chǎn)的正常進行,就必須事先獲得準確的反應熱的數(shù)據(jù),作為制造熱交換設備和規(guī)定工藝操作條件的依據(jù)。在化工生產(chǎn)中,熱能的綜合利用問題,不但直接關系到產(chǎn)品成本的高低,而且影響產(chǎn)率的大小?;ぴO備中的熱交換器、余熱鍋爐、熱風爐等的設計和使用,都是為了綜合利用熱能,以便提高產(chǎn)品產(chǎn)率,降低成本。綜上所述,研究反應熱,對于化工生產(chǎn)適宜條件的選擇和設備的設計、使用,對于熱能的綜合利用,都有很大意義。因此,以研究反應熱為主要內(nèi)容之一的化學熱力學,是化學科學的一門重要分支。- 配套講稿:
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- 2019 2020 年高 化學 第一章 化學反應 能量 轉化 第一節(jié) 熱效應 課時 學案魯科版
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