11化学反应与能量的变化讲课教案.docx

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11化学反应与能量的变化讲课教案

1.1化学反应与能量的变化

化学反应与能量

第一讲化学反应与能量的变化

一、考纲解读：

二、考点梳理：

考点1．反应热（焓变）

1、化学反应中存在的变化：

物质和能量

能量变化主要体现在热量的变化上。

2、反应热定义：

在恒温、恒压下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应热（焓变）。

3、符号：

△H单位：

kJ/mol

4、规定：

放热：

△H<0吸热:

△H>0

5、宏观：

能量（E）守恒作用

微观：

断键吸热，成键放热

从宏观角度去考虑：

一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

△H=E（生成物总能量）—E（反应物总能量）

E生总能量>E反总能量→吸热反应△H>0

E反总能量>E生总能量→放热反应△H<0

一般，同一物质不同状态时能量高低比较为：

E气态＞E液态＞E固态

吸热反应△H>0放热反应△H<0

化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程

从微观角度去考虑：

化学反应中,化学键的断裂和形成是反应过程中有能量变化的本质原因。

△H=E（反总键能）—E（生总键能）

反应物断键时吸收的能量<生成物成键时释放的能量

→放热反应→△H<0

反应物断键时吸收的能量>生成物成键时释放的能量

→吸热反应→△H>0

题型一、反应类型与能量变化

例1、.下列说法正确的是（）

A.若反应X+Y＝M是放热反应，该反应一定不用加热。

B.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应。

C.CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应。

D.反应物具有的总能量总是高于生成物所具有总能量

例2

（1）反应物能量生成物能量没有影响

（2）－198（3）0.0250.05（4）－1185kJ·mol－1

变式1、下列过程需要吸热的是　（　　）

A．H2→2H　　　B．2H2+O2=2H2OC．CaO+H2O=Ca（OH）2　　　　D．2Cl→Cl2

变式2、下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是（　　）

A．石墨转变为金刚石是吸热反应

B．白磷比红磷稳定

C．S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH1　S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH2　则ΔH1>ΔH2

D．CO（g）＋H2O（g）==

=CO2（g）＋H2（g）　ΔH1>0

解析：

从图像1可知，金刚石所具有的能量高于石墨，故A正确；能量越高越不稳定，B错；C项，因S（s）→S（g），要吸收热量，故ΔH1<ΔH2；D项，由图4可以看出，反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，故表现为放热，ΔH1<0。

答案：

A

考点2、中和反应反应热的测量

1、仪器及装置：

烧杯间填充泡沫塑料的作用是：

保温、隔热、减少实验过程中热量损失

环形玻璃搅拌棒不能用环形铜丝搅拌棒代替。

2、实验步骤

①在大烧杯底垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。

然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。

该实验也可在保温杯中进行。

②用一个量筒量取50mL0.50mol/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。

③用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。

④把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。

用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。

起始温度t1/℃

终止温度

温度差

HCl

NaOH

平均值

t2/℃

（t2－t1）/℃

1

2

3

⑤重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。

⑥根据实验数据计算中和热

例1、50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH溶液在图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。

回答下列问题：

（1）图中环形搅拌棒能否用铜质用品代替，原因是

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是

（3）每一次平行实验至少需要观察记录几次温度数值

（4）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值（填“偏大”“偏小”“无影响”）。

（5）实验中改用60mL0.50mol·L－1盐酸跟50mL0.55mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热（填“相等”“不相等”）。

（1）不能；铜导热，热量损失较大

（2）减少实验过程中的热量损失

（3）3次（4）偏小（5）相等

变式1、用50mL0.50mol/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。

回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品

是。

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是。

（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值（填“偏大、偏小、无影响”）

（4）如果用60mL0.50mol/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、不相等”），所求中和热（填“相等、不相等”），简述理由。

（5）用相同浓度和体积的氨水（NH3·H2O）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”）。

（1）环形玻璃搅拌棒

（2）减少实验过程中的热量损失（3）偏小（4）不相等；相等；因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量，与酸碱的用量无关（5）偏小

考点3、热化学方程式

1、定义：

表明反应所放出或吸收热量多少的式子。

2、书写注意事项：

①需注明反应的温度和压强（25℃、101kPa可不标）。

需注明△H的“＋”与“－”和单位。

②要注明反应物和生成物的聚集状态。

③热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量的多少，它可以是整数也可以是分数。

对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同。

3、热化学方程式的书写步骤：

（1）写出化学方程式

（2）标明各物质的聚集状态

（3）注明反应的温度和压强

（4）写出△H的值并标明“+”（或“—”）单位为kJ/mol

（5）检查化学计量数和△H值是否配套

例1、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。

当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热量，已知：

0.8mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，并放出513.3kJ的热量。

反应的热化学方程式为；

例2、已知稀溶液中，1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式_______________________________。

变式1、甲硅烷（SiH4）是一种无色液体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成（SiO2）和水。

已知室温下10g甲硅烷自燃放出热量446kJ，表示其燃烧热的热化学方程式为：

______________________________________________________________

变式2、使Cl2和H2O（g）通过灼热的炭层，生成HCl和CO2是放热反应，当1molCl2参与反应时释放145kJ的热量，写出这个反应的热化学方程式：

______________________________________________________________

课后习题演练

1、下列说法正确的是（）

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．放热的反应在常温下一定很容易发生

C．是放热还是吸热反应必须看反应物和生成物具有的总能量的相对大小

D．吸热反应在通常条件下一定不能发生

2、下列说法中不正确的是（）

A.任何化学反应都伴有能量变化

B.固体煤变为气体燃料再燃烧，不会影响煤燃烧所放出的热量

C.反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应

D.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

反应物

生成物

能量

反应进程

3、下列反应中符合右图示能量变化的是（）

A．电解Al2O3得到Al和O2

B．HCl分解为H2和Cl2

C．Na与水反应

D．工业上用H2还原Fe2O3制Fe

4、如下图所示，△H1=－393.5kJ•mol-1，△H2=－395.4kJ•mol-1，下列说法正确的是

A.石墨和金刚石互为同分异构体，相互之间的转化是化学变化

B.C（s、石墨）==C（s、金刚石）△H=-1.9kJ•mol-1

C.金刚石硬度大于石墨，但金刚石的稳定性弱于石墨

D.1mol石墨的总键能比1mol金刚石的总键能小1.9kJ

5、已知下列热化学方程式：

①H2（g）＋

O2（g）＝H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol-1

②H2（g）＋

O2（g）＝H2O（g）　ΔH＝－241.8kJ·mol-1

③C（s）＋

O2（g）＝CO（g）　ΔH＝－110.5kJ·mol-1

④C（s）＋O2（g）＝CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol-1，

回答下列问题：

（1）上述反应中属于放热反应的是____________。

（2）H2的燃烧热为____________；C的燃烧热为____________。

（3）燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为____________。

（4）写出CO燃烧的热化学方程式__________________________________。

（1）①②③④

（2）285.8kJ·mol-1393.5kJ·mol-1（3）1429kJ（4）CO（g）+

O2（g）=CO2（g）ΔH＝－283.5kJ·mol-1