2020-2021学年鲁科版化学选修4学案：1.1第1课时化学反应的反应热、焓变含解析

第1课时化学反应的反应热、焓变1．了解化学反应中能量的常见转化形式。2．理解反应热、焓、焓变的概念及其表示方法，了解焓变与反应热、物质能量间的关系。(重点)3．了解定量测定反应热的基本原理和方法，能进行简单的误差分析。4．掌握热化学方程式的书写和意义。(重点)授课提示：对应学生用书第1页知识点一化学反应的反应热1．概念当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量，称为反应热。通常用符号Q表示，其单位为kJ·mol－1或J·mol－1。2．Q值与反应热的关系反应吸热：Q>0；反应放热：Q<0。3．反应热的测定(1)仪器——量热计(2)原理Q＝－C(T－T1)。其中C表示溶液及量热计的热容，T、T2分别表示反应前和反应后体系21的温度。[自我诊断](1)所有化学反应都伴随着能量的变化。(√)(2)某一化学反应在任何温度下的反应热都是相同的。(×)(3)反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O的Q为正值。(×)知识点二化学反应的焓变1．焓描述物质所具有的能量的物理量，符号为H。2．焓变(1)含义：反应产物的总焓与反应物的总焓之差。(2)表达式及单位ΔH＝H(反应产物)－H(反应(3)与反应热的物)，单位是kJ·mol11或J·mol。－－关系：对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则反应前后物质的焓的改变就等于该反应的反应热，数学表达式为ΔH＝Q。p[自我诊断]知识点三热化学方程式1．意义：可把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来。2．实例：298K时，1molH2(g)和0.5molO2(g)反应生成1molH2O(l)放热285.8kJ，此反应的12热化学方程式可表示为H(g)＋O(g)===H2O(l)22ΔH(298_K)＝－285.8_kJ·mol1。－[自我诊断]热化学方程式与一般化学方程式相比，有哪些不同？[提示](1)热化学方程式不但表达了物质变化，还表达了能量变化。(2)热化学方程式在普通化学方程式基础上，标注出各物质的状态，在后面用ΔH表示能量变化。(3)一个化学反应可以有无数个热化学方程式，ΔH值与方程式系数成比例便可。授课提示：对应学生用书第2页要点一焓变与物质能量、化学键能之间的关系[典例1]2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH1＝－99kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)该反应属于________反应(2)图中C表示___________________________________________。(3)从化学键的F代表什么意义？________。(4)改变反应E值大小，如加入V2O5作催化使E值减小。E的大小对该____________。(填“无影响”“有影响”或“不确定”)(5)图中ΔH＝________kJ·mol－1。(6)若已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(l)的ΔH2＝－“>”“<”或“＝”)。解析：(1)由题目条件可知，1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH1＝－99kJ·mol－1<0，该反应为放热反应。(填“放热”或“吸热”)。角度分析，条件可改变剂，可反应的反应热QkJ·mol－1，则ΔH1________ΔH2(填(2)图中C点为反应过程的最终时刻，即代表反应产物的总能量。(3)E代表断裂旧键时吸收的能量，则F代表形成新键时释放的能量。2SO3(g)反应过程的能量变化，所以ΔH＝2×(－99)kJ·mol1．焓变与物质能量的关系类型比较放热反应吸热反应反应物具有的总能量大于反反应物具有的总能量小于反关系应产物具有的总能量应产物具有的总能量表示方法ΔH<0ΔH>0图示C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)实例H2(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1ΔH＝＋131.3kJ·mol－12.焓变(1)焓变与化学键的形成和断裂过程中能量变化的关系：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因(如图)。与化学键的关系吸收能量E1↓反应物旧化学键断裂――→反应产物新化学键形成↓放出能量E2E1>E2反应吸收能量ΔH>0E1<E2反应放出能量ΔH<0(2)由化学键的形成和断裂过程的能量变化求焓变的公式：ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量总和－反应产物的化学键形成时放出的能量总和。①反应物的化学键断裂吸收的能量总和>反应产物的化学键形成时放出的能量总和，反应吸热；②反应物的化学键断裂吸收的能量总和<反应产物的化学键形成时放出的能量总和，反应放热。1．已知化学反应A(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是2()A．每生成2分子AB吸收bkJ热量B．该反应热C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D．断裂1molA—A和1molB—B键，放出akJ能量观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1解析：应，其中反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。答案：B要点二热化学方程式的书写与正误判断[典例2]在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是()3A．CH3OH(l)＋O(g)===CO2(g)＋2H2O(l)22ΔH＝＋B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－本题考查热化学方程式的书写，首先计算1mol甲醇燃烧放热数值为725.8kJ·mol－11452kJ·mol1－725.8kJ·mol1－1452kJ·mol1－解析：32×22.68kJ≈725.8kJ，即1mol甲醇完全燃烧的焓变为ΔH＝－725.8kJ·mol－1。A项，焓变正负号错误；C项，数值错误；D项，水的状态标注错误。答案：B1．热化学方程式(1)系数：热化学方程式中各物质化学式前的系数仅表示该物书写的注意事项质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此系数以“mol”为单位，数值可以是小数或分数。(2)物质的聚集状态：反应物和反应产物的聚集状态不同，反应热ΔH也不同。因此，必须注明物质的聚集状态，g——气态，l——液态，s——固体，aq——溶液。由于已经注明物质的聚集状态，所以热化学方程式中不用标↓和↑。(3)测定条件：反应热ΔH与测定条件如温度、压强等有关。因此，书写热化学方程式应注明ΔH的测定条件。若不注明，则表示在298K、101325Pa下测定的。(4)ΔH的符号和数值：①ΔH的符号：在所写的化学方程式的右边写下ΔH的“＋”或“－”、数值和单位，方程式与ΔH应用空格隔开。若为放热反应，ΔH为“－”；若为ΔH为“＋”。吸热反应，②ΔH的数值：ΔH与反应由于完成的物质的量有关，所以系数必须与ΔH相对应。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。ΔH的单位为kJ·mol－1或J·mol－1。1例如：已知H2(g)＋O(g)===H2O(l)22ΔH＝－285.8kJ·mol－11则H2O(l)===H2(g)＋O(g)22ΔH＝＋285.8kJ·mol－2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－2．热化学方程式正误判断的“四看”理是否正确；11“一看”化学原“二看”状态是否标明；“三看”反应热符号及单位是否正确；“四看”反应热数值是否与系数和状态相对应。2．由氢气和氧气反应生成1mol出241.8kJ的热量，1g转化为液态水列热化学方程式书写放出2.45kJ的热量，则下正确的是()A．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.9kJ·mol－1B．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－241.8kJ·mol－11C．H2O(l)===H2(g)＋O(g)22答案：A(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种用品是(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是________________________。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值会________(填“偏大响”)。(4)实验中60mL0.50mol·L盐酸跟50mL0.55mol·LNaOH溶液进行反应，与上述实－1－1改用验相比，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_________________________________________。(5)用50mL0.50mol·L－1NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。解析：(1)本实验成功的关键是准确测量反应前后的温度。因此所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致，故缺少的仪器应为搅拌器，其作用是使反应物尽快混合均匀并充分反应，同时，使小烧杯里溶液的温度均匀。(2)由于本实验的准确性取决于对溶液温度的测定，为了减少实验过程中的热量损失，实验中采取了在两烧杯间填充碎泡沫塑料和在大烧杯上盖硬纸板的措施。(3)不盖硬纸板会损失部分热量，造成所测结果偏小。(4)由中和热概念可知，中和热