化学反应与能量变化.docx

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化学反应与能量变化

化学反应与能量变化

第1节化学反应的热效应

（1）

【学习目标】

1.了解化学反应中能量变化的实质，理解反应热、放热反应、吸热反应等概念。

2.明确测定反应热的要点，测定反应热的基本原理和方法。

【学习重点】

反应热的概念

【学习难点】

热容与比热容区别

一、课本助读

通常情况下，化学反应中能量的变化主要是__________和__________之间的转化，几乎所有化学反应都伴随着________的释放和吸收。

反应热指_____________________________________________________________。

通常用_______表示。

反应吸热时，表示为__________；反应放热时，则表示为_____________。

二、预习问题设置

反应热通常用___________来测量，其计算公式Q=–C（T1–T2）中，C表示_____________，T1、T2分别表示_______________________________________。

三、预习自测

下列物质加入水中，显著吸热的是（）

A.生石灰B.固体NaOHC.无水乙醇D.固体NH4NO3

一、探究问题

1.各取1.0mol·L-1的盐酸100mL,并分别加入100mL1.0mol·L-1的NaOH溶液、KOH溶液，测得的反应热_______（填“相同”或“不同”），原因是______________________________。

在实际操作中往往让酸或碱略过量，这样做的目的是______________________________。

提示：

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

2.为保证测定结果的准确性，在测定反应热过程中应注意什么问题

（1）用保温性能好的仪器测量。

（2）混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。

（3）所用药品浓度的配制须准确。

（4）记录最高温度。

3.下列说法正确的是（）

A.物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热

B.化学反应除了生成新物质外，还发生能量变化。

C.化学反应中放出的热才是反应热

D.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应

一、课堂检测

1.下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是（）

A.铝片与稀盐酸反应B.灼热的碳与CO2反应

C.Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应

2.反应热的定义：

3.反应热的意义：

4.反应热的符号：

QQ>0

Q<0

5.获得Q值的方法：

（1）

（2）

1.下列对化学

反应的认识错误的是（）

A.会引起化学键的变化B.会产生新的物质

C.必然引起物质状态的变化D.必然伴随着能量的变化

2.关于中和热测定实验的下列说法不正确的是（）

A.烧杯间填满碎泡沫塑料是减少实验过程中的热量损失

B.使用环形玻璃棒既可以搅拌又避免损坏温度计

C.向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢

D.测定酸后的温度计要用蒸馏水清洗干燥后再测碱的温度

3.50ml0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如下图所

示的装置中进行中和反应。

通过测定反应过程中放出的热量可

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仪器是。

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是。

（3）若大烧杯上不盖硬纸板，求得的反应热数值

（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（4）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，所放出的热量（填“相等”或“不相等”），简述理由：

。

（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得放出的热量数值会；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述验，测得放出的热量数值可能会（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

4.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

5．下列关于能量的变化及反应热的说法中正确的是（　　）

A．任何化学反应都有反应热

B．某些化学键断裂时吸收能量，某些化学键断裂则放出能量

C．形成新化学键不一定放出能量

D．有热量变化的反应一定有化学键的断裂与形成

6.在一个小烧杯里，加入20gBa（OH）2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上。

然后加入10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒搅拌。

⑴实验中玻璃棒的作用是。

⑵实验中观察到的现象有、和反应混合物成糊状。

⑶通过现象，说明该反应属于热反应。

这是由于反应物总能量（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物总能量。

⑷写出有关的化学方程式。

课题:

第1章化学反应与能量变化

第1节化学反应的热效应

（2）

【学习目标】

1.能从能量的角度说明“焓”及“焓变”的意义，能熟练书写热化学方程式。

2.能用热化学方程式表示化学能与热能的的相互转化关系，理解热化学反应方程式的意义。

【学习重点】

焓变概念的含义、热化学方程式的正确书写及其意义

【学习难点】

热化学方程式的正确书写及其意义

一、课本助读

焓和焓变：

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

△H>0或“+”反应

（3）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，产物的焓反应物的焓

放热反应：

△H<0，产物的焓反应物的焓

二、预习问题设置

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）

三、预习自测

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：

一、探究问题

1.△H的单位中mol—1的含义是什么？

2.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？

3.298K，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？

二、课堂检测

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。

。

1.下列各项与反应热的大小无关的是（）

A．反应物的状态B．生成物的状态

C．反应物的多少D．表示反应热的单位

2.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

3.已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

C（石墨）＋O2（g）＝CO2（g）△H＝–393.51kJ·mol1

C（金刚石）＋O2（g）＝CO2（g）△H＝–395.41kJ·mol1

据此判断，下列说法中正确的是

A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

4.已知在25℃，101kPa下，lgC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。

表示上述反应的热化学方程式正确的是（）

A.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（g）△H＝–48.40kJ·mol－1

B.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）△H＝–5518kJ·mol－1

C.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）△H＝＋5518kJ·mol－1

D.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）△H＝–48.40kJ·mol－1

5.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。

然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。

由此可见（　　）

A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应

B．该反应中，热能转化为产物内部的能量

C．反应物的总能量高于生成物的总能量

D．反应的化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO↑＋H2O

6.（14分）红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）。

反应过程和能量关系如图所示：

（图中的ΔH表示生成1mol产物的数据）。

（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是____________________________。

（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是__________

_______________。

（3）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3＝__________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4_

______________ΔH3（填“大于”“小于”或“等于”）。

（4）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是______________。

课题:

第1章化学反应与能量变化

第1节化学反应的热效应（3）

【学习目标】

1．理解盖斯定律的意义

2．能利用盖斯定律和热化学方程式进行有关焓变的简单计算。

【学习重点】

利用盖斯定律进行化学反应焓变的计算

【学习难点】

利用盖斯定律进行化学反应焓变的计算技巧。

一、预习自测

1.已知S（g）+O2（g）=SO2（g）ΔH=-Q1kJ/mol

S（s）+O2（g）=SO2（g）ΔH=-Q2kJ/mol

C（s）+O2（g）=CO2（g）ΔH=-Q3kJ/mol

C（s）+1/2O2（g）=CO（g）ΔH=-Q4kJ/mol

则Q1_______Q2Q3_______Q4（两个空均填“大于”或“小于”或“等于”）。

2.已知充分燃烧ag乙炔（C2H2）气体时生成二氧化碳气体1mol和液体水，并放出bkJ的热量，试写出该反应的热化学方程式。

二、探究问题

问题的提出：

对于反应：

C（s）+1/2O2（g）=CO（g），ΔH=？

ΔH能否通过实验确定？

实际上C生成CO在实验中很难控制，因此无法测定此反应的ΔH，那又怎么确定呢？

盖斯定律帮助我们解决了这个问题。

1.盖斯定律的内容是：

2.盖斯定律的特点：

⑴化学反应的反应热（或焓变）只与体系的______态和_______态有关，而与反应的_______无关。

⑵变化不论是一步完成还是分几步完成，只要始、终态相同，则焓变总值相同。

例如下图表示始态到终态的焓变。

始态终态则：

ΔH=_____________=____________

3.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。

有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。

现根据下列3个热化学反应方程式：

Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=―24.8kJ／mol

3Fe2O3（s）+CO（g）==2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=―47.2kJ／mol

Fe3O4（s）+CO（g）==3FeO（s）+CO2（g）△H=+640.5kJ／mol

写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：

___________________

4.化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）出的能量。

已知白磷和P4O6的分子结构如右图所示，现提供以下化学键的键能（KJ·mol–1）P–P：

198P–O：

360O–O：

498则反应P4（白磷）+3O2→P4O6的反应热△H为（）

A．+1638KJ·mol–1B．–1638KJ·mol–1C．+126KJ·mol–1D．–126KJ·mol–1

检测案

1.下列说法正确的是（）

A．物质发生化学变化都伴随着能量变化

B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化

C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化

D．即使没有物质的变化，也可能有能量的变化

2.下列各组热化学方程式中，△H1>△H2的是（）

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）△H1C（s）＋

O2（g）===CO（g）△H2

②S（s）＋O2（g）===SO2（g）△H1S（g）＋O2（g）===SO2（g）△H2

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）△H12H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）△H2

④CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）△H1CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）△H2

A．①B．④C．②③④D．①②③

3.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-1C.―369.2kJ·mol-1D.+92.3kJ·mol-1

4.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D．氧化钙溶于水

5.完全燃烧一定质量的无水乙醇，放出的热量为Q，为完全吸收生成的CO2，并使之生成正盐Na2CO3，消耗掉0.8mol／LNaOH溶液500mL，则燃烧1mol酒精放出的热量是（）

A.0.2QB.0.1QC.5QD.10Q

6.已知：

①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ

的能量

②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量

③由氢原子和氯原子形成1mol氯化氢分子时释放431kJ的能量

下列叙述正

确的是（）

A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2（g）＋Cl2（g）====

2HCl（g）

B.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH=183kJ·mol

-1

C.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH=-183kJ·mol-1

D.氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH=-183kJ·mol-1

7.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。

当把0.4mol液态肼和0.8molH2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量（相当于25℃、101kPa下测得的热量）。

（1）反应的热化学方程式为。

（2）又已知H2O（l）=H2O（g）ΔH=+44kJ/mol。

则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是kJ。

（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是。

8.已知：

①NH3（g）+HCl（g）=NH4Cl（s）ΔH1=-176kJ/mol

②NH3（g）+H2O（l）=NH3·H2O（aq）ΔH2=-35.1kJ/mol

③HCl（g）=HCl（ag）ΔH3=-72.3kJ/mol

④NH3·H2O（aq）+HCl（ag）=NH4Cl（aq）+H2O（l）ΔH4=-52.3kJ/mol

⑤NH4Cl（s）=NH4Cl（aq）ΔH

求⑤中的ΔH？