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》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《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(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、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(shū)寫(xiě)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_(kāi)_______;反應(yīng)放熱時(shí),則表示為_(kāi)__
2、____。 2.反應(yīng)熱通常用_____來(lái)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(wèn)題思考1 ?常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有哪些類(lèi)型? 二、中和熱 1._________________________________叫做中和熱。 理解要點(diǎn): ①條件:稀溶液,稀溶液是指溶于大量水的離子。 ②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)。 ③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(guò)程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)熱也不在中
3、和熱內(nèi)。 ④放出的熱量:57.3kJ/mol 2.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(guò)量,這樣做的目的是_________________。 問(wèn)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
4、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=-57.3kJ 3.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(wèn)題思考參考答案 問(wèn)題思考1:常見(jiàn)的放熱反應(yīng):①活潑金屬與水或酸的反應(yīng) ②酸堿中和反應(yīng) ③燃燒反應(yīng) ④多數(shù)化合反應(yīng) 常見(jiàn)的吸熱反應(yīng):①多數(shù)分解反應(yīng),②銨鹽與堿的
5、反應(yīng) ③ 以C、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng) 問(wèn)題思考2:不是,濃硫酸稀釋的過(guò)程是放熱過(guò)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)
6、測(cè)量法 (2)理論計(jì)算法 5.反應(yīng)熱的分類(lèi):①中和熱②燃燒熱③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(T2—T1) (C為熱容) 或Q= —C m (T2—T1)(C為比熱容) 中和熱:Q= = 與酸、堿的用量無(wú)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?chē)目諝庵校斐烧`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(kāi)兩個(gè)小孔
7、,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò),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
8、.下列說(shuō)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(kāi)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(kāi)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(méi)有必然的聯(lián)系,當(dāng)反應(yīng)物所具有的總能
9、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。 【變式訓(xùn)練1】關(guān)于吸熱反應(yīng)的說(shuō)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(shuō)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
10、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(wèn)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(shuō)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);ΔH=+1.9
11、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);ΔH=-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 kJ D.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);ΔH=-285.8 kJ· mol-1 【例3】已知:①1 mol H2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436 kJ的能量 ②1 mol Cl2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243 kJ的能量
12、 ③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ΔH=+183 kJ·mol-1 C.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體,反應(yīng)的ΔH=-183 kJ·mol-1 D.氫氣和氯氣反應(yīng)生成1 mol氯化氫氣體,反應(yīng)的ΔH=-183 kJ·mol-1 『答案』C 『解析』化學(xué)反應(yīng)的過(guò)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(guò)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
13、C 【變式訓(xùn)練3】 已知:H2(g)+F2(g)→2HF(g)+270 kJ,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣與1 L氟氣吸收270 kJ熱量 B.1 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 kJ C.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 D.1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(méi)有必
14、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,ΔH應(yīng)為-571.6
15、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: ①.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 ②.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 ③.ΔH= E(反應(yīng)物的鍵能總和)—E(生成物的鍵能總和) =(H—H鍵的鍵能)+(F—F鍵的鍵能)—2(H—F鍵的鍵能) = —270 kJ/mol ④.1 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 kJ ⑤.1 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 kJ ⑥.NA個(gè)
16、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 kJ ⑦.NA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(lèi)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↓;
17、 ΔH1,由于生成的S沒(méi)有燃燒完全,所以這個(gè)反應(yīng)放出的熱量ΔH1不能作為H2S的燃燒熱,當(dāng)H2S(g)+3/2O2(g)=H20(l)+SO2(g);ΔH2,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ΔH2就是H2S的燃燒熱。另外,對(duì)于水來(lái)說(shuō),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(shuō)H2的燃燒熱是多少時(shí),應(yīng)說(shuō)H2的燃燒熱是285.8kJ/mol,是正值,不能說(shuō)是-285.8kJ/mol。 2.中和熱:在稀溶液中,酸
18、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 =-57.3kJ 2.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(shuō),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。
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