第一节 化学反应的热效应 共三课时导学案.docx
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第一节化学反应的热效应共三课时导学案
第1章化学反应与能量变化
第一节化学反应的热效应
学习目标:
⑴了解化学反应中能量变化的实质,理解反应热、放热反应、吸热反应、焓及焓变等概念。
⑵明确测定反应热的要点,测定反应热的基本原理和方法。
⑶能熟练书写热化学方程式,能利用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算
【重难点】1.理解放热反应和吸热反应的实质。
2.熟练书写热化学方程式。
3.掌握盖斯定律,并会计算反应的焓变。
第一课时化学反应的反应热
【知识回顾】
1.放热反应和吸热反应
类型比较
放热反应
吸热反应
定义
形成原因
与化学键强弱关系
2.从“参加反应物质所具有的能量”的角度来分析:
3.①常见的放热反应有:
Ⅰ.活泼金属与酸或水的反应。
如:
Ⅱ.酸碱中和反应。
如:
Ⅲ.燃烧反应。
如:
Ⅳ.大多数的化合反应。
如:
②常见的吸热反应有:
Ⅰ.大多数的分解反应。
如:
Ⅱ.大多数持续加热或高温的反应。
如:
。
Ⅲ.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
[要点强化指导]:
⑴反应放热还是吸热取决于反应物的总能量和生成物的总能量相对大小,与反应条件没有必然联系。
有的放热反应很难进行,条件要求很高,开始需要加热,只是断裂旧的化学键所需要能量而已,但它仍是放热反应,如:
合成氨的反应,铁与硫的反应等。
⑵化学反应中的能量变化并不都是以热能的形式表现出来,也有其它形式的能量,如:
光能、电能等,但通常是以热能的形式表现出来的。
【练习1】下列说法正确的是()
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴随着能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
【练习2】下列对化学反应热现象的说法不正确的是()
A.放热反应时不必加热B.化学反应一定有能量变化
C.一般地说,吸热反应加热后才能发生D.化学反应的热效应的数值与参加反应的物质的多少有关
【讨论】等质量的硫分别在空气中和纯氧中燃烧,哪种情况下放出的热量较多?
【自主学习】
(一)反应热
1、定义:
2、
符号:
Q>0表示反应
Q
Q<0表示反应
3、影响反应热大小的因素
4、获得Q值的方法:
(1)
(2)
①
5、反应热的分类:
②
③……
6、中和热
(1)定义:
理解要点:
①条件:
稀溶液。
稀溶液是指溶于大量水的离子。
②反应物:
(强)酸与(强)碱。
中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
③生成1mol水,中和反应的实质是H+和OH—化合生成H20,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。
④放出的热量:
57.3kJ/mol
【练习3】已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol,求下列中和反应中放出的热量。
(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________kJ的热量。
(2)用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应,放出____________kJ的热量。
【练习4】为了减小误差,某同学在实验中两次测定中和热。
第一次用50mL0.5mol•L—1的盐酸和50mL0.5mol•L—1NaOH溶液,第二次是用100mL0.5mol•L—1的盐酸和100mL0.5mol•L—1的NaOH溶液。
请你预测该同学两次测得的中和热结果(相等或者不相等)。
【阅读】阅读课本P3页,完成:
1、测定中和热的仪器;
2、测定中和热的原理;
3、测定中和热中应该要注意哪些问题?
(2)中和热的测量
1)仪器:
(、、)
2)原理:
Q=(C为热容)
中和热:
Q=
=
与酸、碱的用量无关。
步骤:
1)组装量热计
2)药品取用用一个量筒最取100mL1.0mol/L盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入下表。
然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
用另一个量筒量取100mL1.0mol/LNaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入下表。
3)酸碱混合
把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计(注意不要洒到外面)。
立即盖上盖板,用环形玻璃搅拌棒上下轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,记入下表。
4)数据处理(见课本P4)
5)重复以上实验两次
【讨论】产生误差的原因可能有
[要点强化指导]:
实验探究
⑴测定中和热的实验中酸碱溶液一定用稀溶液的原因是:
酸和碱的电离是吸热过程,在稀溶液中强酸与强碱已经完全电离,不会影响产生水的反应所产生的热量测定。
另外,稀溶液的比热接近于水,密度与水相差不大,在粗略计算时误差小。
同时,也不能太稀,因温度改变量太小,测量时很困难,且测得的误差很大。
⑵简易的量热计(如图所示)中大小烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失。
⑶实验时酸或碱一方略过量反原因是使另一方完全反应生成水。
⑷不同的强酸与强碱之间的反应,若它们的体积和氢离子的浓度值相同,所测得反应热也相同。
因为参加反应的物质都是强酸与强碱,它们在水中是完全电离的,它们所发生的反应都是H++OH-=H2O,且它们所含的H+和OH-的物质的量相同,产生的水的量也相同,所以测定的反应热也就相同。
【练习5】在做中和热实验测定中和热时,应使用的仪器正确组合是()
①天平;②量筒;③烧杯;④滴定管;⑤温度计;⑥试管;⑦酒精灯。
A.①②④⑤B.②③⑤C.②③④⑦D.全部
【练习6】50mL0.050mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中
进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
试回答
下列问题:
⑴从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是。
⑵大小烧杯间填满碎纸条的作用是。
⑶大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值将(填“偏大”、“偏小”、或“无影响”)。
结合日常生活的实际该实验该在中进行效果更好。
⑷实验中改用60mL0.050mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量(填“相等”或“不相等”),所求中和热(填“相等”或“不相等”),简述理由。
⑸用相同浓度、相同体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会
(填“偏大”、“偏小”、或“无影响”);用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会(填“偏大”、“偏小”、或“无影响”)。
【课堂练习达标】
1.吸热反应一定是()
A.释放能量B.储存能量
C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.反应物的总能量高于生成物的总能量
2.下列说法不正确的是()
A.化学反应可分为吸热反应和放热反应B.化学反应的实质是旧键的断裂与新键的生成
C.化学反应中的能量变化都是以热能的形式表现出来D.放热反应发生时不需加热
3.下列过程属于放热反应的是()
A.在生石灰中加水B.硝酸铵溶于水
C.浓硫酸加水稀释D.用石灰石煅烧石灰
4.(2006·上海)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()
A.碳酸钙受热分解B.乙醇燃烧C.铝粉与氧化铁粉末反应D.氧化钙溶于水
5.如右图所示,把试管放入盛有25℃澄清饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几块镁条,再用滴管滴入5mL的盐酸于试管中。
试回答下列问题:
⑴实验中观察到的现象有。
⑵产生上述实验现象的原因是
。
⑶写出有关的离子方式。
⑷由实验可知,MgCl2和H2的总能量(填“大于”、“小
于”或“等于”)镁条和盐酸的总能量。
⑸如将本题中“25℃澄清饱和石灰水”换成“20℃的碳酸饮料”进行探究实验,实验中观察到的另一现象是。
其原因是。
第二课时化学反应的焓变
【自主学习】
二、化学反应的焓变
(一)焓与焓变
1、焓(H):
【注意】①焓是一个物理量;②焓是物质固有的性质,与密度相似
2、焓变(△H):
(1)单位:
(2)表达式:
△H>0或“+”反应
(3)△H
△H<0或“—”反应
从能量角度分析焓变与吸热反应、放热反应的关系:
吸热反应:
△H>0,即产物的焓(产物具有的总能量)反应物的焓(反应物具有的总能量),当由反应物生成产物时,需能量。
放热反应:
△H<0,即产物的焓(产物具有的总能量)反应物的焓(反应物具有的总能量),当由反应物生成产物时,需能量。
(4)对于等压条件下的化学反应,若只存在化学能与热能之间的相互转化,则该反应的反应热焓变,表示为:
(Qp为等压反应热)
反应焓变示意图
(二)热化学方程式
1、定义:
2、含义:
【举例】H2(g)+
O2(g)=H2O(l);△H(298K)=-285.8kJ•mol—1的意义:
3、热化学方程式的书写要点
①注明各物质的聚集状态;气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。
热化学方程式中不标反应条件,也不用↑和↓。
②注意反应热△H与测定条件(温度、压强等)有关。
因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件。
绝大多数△H是在298K、101325Pa下测定的,可不注明温度和压强。
③△H的单位J•mol—1或kJ•mol—1;
④注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数。
因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。
⑤△H的的值与方程式中的物质前的系数成正比,若反应逆向进行,△H的数值改变符号,但绝对值不变。
练习1、在101325Pa和298K条件下,2molH2生成水蒸汽放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是()
A.2H2+O2=2H2O,△H=-484kJ/molB.H2O(g)=H2(g)+O2(g)△H=+242kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),△H=-484kJ/molD.H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=+242kJ/mol
练习2、0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ热量,乙硼烷燃烧的热化学方程式为:
练习3、在101kPa时,0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O放出495.2kJ的热量,写出该反应的热化学方程式。
并计算1000L(标准状况)甲烷燃烧放出的热量为多少?
480g呢?
练习4、298K,101kPa时,合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H=-92.38kJ/mol。
在该温度下,取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在进行反应,测得反应放出的热量总是少于92.38kJ,其原因是什么?
4、焓变大小的比较
观察下面三个热化学方程式:
①H2(g)+
O2(g)=H2O(g)△H(298K)=—241.8kJ•mol—1
②H2(g)+
O2(g)=H2O(l)△H(298K)=—285.8kJ•mol—1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H(298K)=—571.6kJ•mol—1
试回答:
为什么①中的△H的值要比②中的△H值要大?
③中的△H的值为什么是②中的△H值的2倍?
练习5\比较下列各组热化学方程式中△H1与△H2的大小,并说明理由。
(1)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2
(2)S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1
S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2
(3)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H1
H2(g)+
Cl2(g)=HCl(g)△H2
(4)C(s)+
O2(g)=CO(g)△H1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2
[要点强化指导]:
△H单位“kJ·mol-1”并不是指每摩具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦,而是指给定形式的具体物质反应以各物质的化学计量数来计算其物质的量时伴随的能量变化。
也就是说“mol-1”表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中各物质的化学式的系数相同。
如:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H(298K)=-285.8kJ·mol-1表示298K时,1mol的H2(g)和0.5molO2(g)反应生成1mol的H2O(l)放出285.8kJ的热量。
针对性练习:
1.下列各图中,表示正反应是吸热反应的是()
AB
CD
2.对于一个放热反应,已知产物的总能量为70kJ,那么反应物的总能量可能是()
A.20kJB.30kJC.70kJD.80kJ
3:
由图分析可知下列说法正确的是()
A.A→B+C和B+C→A两个反应吸收或放出能量不等
B.A→B+C△H<0
C.A具有的焓高于B和C具有的焓总和
D.A→B+C△H>0,则B+C→A△H<0
4:
已知在101KPa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是()
A.H2O(g)=H2(g)+1/2O2;△H(298K)=-242kJ·mol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H(298K)=+484kJ·mol-1
C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H(298K)=-242kJ·mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H(298K)=-484kJ
5.1g的炭与适量的水蒸气生成一氧化碳和氢气,需吸收10.94kJ热量,相应的热化学方程式为()
A.C+H2O=CO+H2;△H=10.94kJ·mol-1
B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=-10.94kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ·mol-1
D.1/2C(s)+1/2H2O(g)=1/2CO(g)+1/2H2(g);△H=-65.65kJ·mol-1
6.已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)△H1=—571.6kJ·mol-1,则关于热化学方程式“2H2O(l)==2H2(g)+O2(g)△H2=?
”的说法正确的是()
A.方程式中化学计量数表示分子数B.该反应△H2大于零
C.该反应△H2=—571.6kJ·mol-1D.该反应可表示36g水分解时的热效应
【巩固提高】
1.下列说法正确的是()
A.反应热是指反应过程中放出的热量
B.热化学方程式的系数也可表示分子的个数
C.在热化学方程式中无论是反应物还是生成物必须表明聚集状态
D.所有的化学反应都伴随着能量变化
2.关于热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ·mol-1,下列有
3.关叙述错误的是()
A.2molH2完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ的热
B.1molH2完全燃烧生成液态水时放出285.8kJ的热
C.2个H2分子完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ的热
D.上述热化学方程式可以表示为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ·mol-1
3.下列热化学方程式书写正确的是()
A.2SO2+O2
2SO3;△H=-196.6kJ·mol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=+571.6kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)
CO2(g);△H=-393.5kJ
4.已知:
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-184.6kJ·mol-1,则反应:
HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为()
A.+184.6kJ·mol-1B.-92.3kJ·mol-1
C.-369.2kJ·mol-1D.+92.3kJ·mol-1
5.已知1mol白磷变成1mol红磷放出18.39kJ的热量。
下列两个方程式:
4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);△H1
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);△H2
则△H1和△H2的关系正确的是()
A.△H1=△H2B.△H1>△H2C.△H1<△H2D.不能确定
6.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:
2CO(g)+O2(g)
2CO2(g);△H=-566kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ·mol-1
由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为()
A.2912kJB.2953kJC.3236kJD.3867kJ
7.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g);△H=-283.3kJ·mol-1
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890.3kJ·mol-1
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是()
第三课时反应焓变的计算-----盖斯定律
【复习回顾】写出下列反应的热化学方程式
(1)1molC2H5OH(l)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1366.8kJ热量。
。
(2)18g葡萄糖与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出280.4kJ热量。
。
【自主学习】
三、反应焓变的计算
(一)盖斯定律:
1、内容:
2、理解要点:
(1)反应焓变(反应热效应)只与、有关,与无关。
(2)焓变(反应热)总值一定。
△H=△H1+△H2=△H3+△H4+△H5
[合作探究]:
如何进行反应热的计算?
由盖斯定律可知:
反应热的大小与反应的 无关,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热是 的。
我们可以将两个或多个热化学方程式包括其△H相 或相 ,得到一个新的热化学方程式。
即热化学方程式具有 性,可以进行加、减、乘、除四则运算。
[要点强化指导]:
⑴反应热的计算是以其定义为基础的,要掌握其定义的涵义,同时注意单位的转化。
⑵依据热化学方程式的计算,要注意反应热是指反应按所该形式完全进行时的反应热。
⑶热化学方程式中的化学计量数与反应热成正比关系。
(二)焓变的计算方法
1、利用已知焓变求未知焓变——热化学方程式相加减
例题1:
氢气和氧气生成液态水的反应,
可以通过两种途径来完成,如下图所示:
已知:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l);△H2=-44.0kJ·mol-1
求:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)的反应热△H1?
例2、试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下
C(s,石墨)+
O2(g)=CO(g)的反应焓变。
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=—393.5kJ•mol—1
CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H2=—283.0kJ•mol—1
【练习1】试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下P4(s,白磷)=4P(s,红磷)的反应焓变。
P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(S)△H1=—2983.2kJ•mol—1
P(s,红磷)+
O2(g)=
P4O10(S)△H2=—738.5kJ•mol—1
【练习2】试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下
2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(g)的反应焓变。
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.7kJ•mol—1
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+H2O(g)△H2=—534kJ•mol—1
2、利用化学键的键能求焓变
(1)键能:
(2)△H=∑(反应物的键能)—∑(反应产物的键能)
【例3】以下是部分共价键键能数据:
H—S364kJ•mol—1,S—S266kJ•mol—1,S=O522kJ•mol—1,H—O464kJ•mol—1。
试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。
2H2S(g)+SO2(g)==3S(g)+2H2O(g)△H=?
S8分子结构
【练习4】以下是部分共价键键能数据:
P—P198kJ•mol—1,P—O360kJ•mol—1,O=O498kJ•mol—1。
试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。
P4(s,白磷)+3O2(g)==P4O6(s)△H=?
氧原子
磷原子
P4分子结构P4O6分子结构
针对性练习:
已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1=-393.5kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H2=-283.0kJ·mol-1
试求C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热△H3?
【课堂练习达标】
1.下列说法正确的是()
A.反应热指的是反应过程中放出的热量
B.热化学方程式中的化学计量数意义之一是表示分子的个数
C.反应热的大小与反应的途径有关,理论上分多步完成时过程中热量损耗多,比一步完成时其反应热效应少。
D.依据盖斯定律,热化学方程式具有加和性,也可以进行加、减、乘、除四则运算。
2.下列各项与反应
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- 第一节 化学反应的热效应 共三课时导学案 化学反应 热效应 课时 导学案