第一章第一节化学反应的热效应第1课时

山东省郓城第一中学高二年级《第一章第一节化学反应的热效应1》导学案编制：李衍河审核：编号：……..时间班级：姓名：用心爱心专心第6页用心爱心专心第一章第一节化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热与焓变学案【学习目标】1.了解化学反应中能量转化的原因，知道化学能与热能的转化是化学反应中能量转化的主要形式。2.了解焓变与反应吸热或放热的关系。理解反应热、焓变的含义及其表示方法。3.掌握热化学方程式的书写和意义。[重点·难点]1.反应热、焓变的概念。2.热化学方程式的书写。【课前自主预习】1．反应热(1)化学反应在一定下进行时，反应所的热量。通常用符号表示。单位为J·mol－1或kJ·mol－1。(2)反应热Q>0是反应；Q<0是反应。(3)下列反应中，属于吸热反应的是，属于放热反应的是。①燃烧反应②铝热反应③氯化铵与消石灰的反应④金属与酸的反应⑤C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H22．反应热的测定(1)仪器——量热计(2)原理Q＝。其中C表示溶液及量热计的热容，T1、T2分别表示。(3)在测定中和反应的反应热时，常用NaOH溶液与盐酸、KOH溶液与盐酸、NaOH溶液与硝酸的稀溶液进行探究实验。三个中和反应的反应热是否相同？为什么？。3．焓变(1)反应的焓变是指。吸热反应的ΔH0，放热反应的ΔH0，ΔH的单位是。(2)满足怎样的条件才能使反应的焓变等于该反应的反应热？。4．热化学方程式(1)解释下述热化学方程式的含义：4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－905kJ·mol－1。(2)下列反应的热化学方程式中ΔH1与ΔH2大小如何？是放热反应还是吸热反应？①eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Cs＋\f(1,2)O2g=COgΔH1,Cs＋O2g=CO2gΔH2))②eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2g＋\f(1,2)O2g=H2OlΔH1,H2g＋\f(1,2)O2g=H2OgΔH2))③eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ss＋O2g=SO2gΔH1,Sg＋O2g=SO2gΔH2))①；②；③。【课堂互动探究】一、化学反应的反应热与焓变1．测定中和反应的反应热时，能否用NaOH溶液与稀醋酸反应？NaOH溶液与浓H2SO4反应呢？。2．焓变与物质能量的关系类型比较放热反应吸热反应关系反应物具有的总能量反应产物具有的总能量反应物具有的总能量反应产物具有的总能量表示方法ΔH0ΔH0图示实例H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝131.3kJ·mol－13.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)。吸收能量E1反应物eq\o(→,\s\up7(旧化学键断裂),\s\do5(新化学键形成))反应产物放出能量E2①E1E2反应吸收能量ΔH0②E1E2反应放出能量ΔH04．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。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。【互动思考】1．反应是吸热还是放热是否与反应条件有关？2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应()(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()(4)吸热反应在任何条件都不能发生()(5)Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热()(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热()(7)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同()(8)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关()典例1下列说法正确的是()A．反应焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化B．当反应放热时，ΔH>0，反应吸热时，ΔH<0C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应D．一个化学反应中，当反应物能量大于反应产物能量时，反应放热，ΔH为“－”变式训练12SO2(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ΔH＝－99kJ·mol－1请回答下列问题：(1)该反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。(2)图中A、C分别表示________、________。(3)从化学键的角度分析，E、F、ΔH分别代表什么意义？E________；F________；ΔH________。变式训练2已知某反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量________(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1________，E2________，ΔH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。二、热化学方程式1．热化学方程式与普通化学方程式的区别普通化学方程式热化学方程式化学计量数整数，既表示微粒个数又表示微粒的物质的量可以是整数也可以是分数，只表示微粒的物质的量物质状态ΔH符号及单位意义2.下列热化学方程式书写正确的是；错误的是，错误的原因是。①2SO2＋O22SO3ΔH＝－196.6kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1③C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ④C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝393.5kJ·mol－1⑤H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝285.8kJ·mol－1【互动思考】1．同一个化学反应，是否只有一种形式的热化学方程式？2．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.0kJ•mol－1对下列说法作出正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”①1LCH3OH蒸气与1L水蒸气反应生成1LCO2气体与3L氢气吸收热量49.0kJ()②1个CH3OH分子与1个水分子反应生成1个CO2分子与3个H2分子吸收49.0kJ热量()③相同条件下1molCH3OH(g)与1molH2O(g)的能量总和小于1molCO2(g)与3molH2(g)的能量总和()④1molCH3OH蒸气与1mol液态水反应生成1molCO2气体与3mol氢气吸收的热量小于49.0kJ()典例2298K、100kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5518kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是()（辛烷的燃烧热是指1mol辛烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量是5518kJ）A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1变式训练3已知在298K,100kPa下，1gC8H18(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(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－48.40kJ·mol－1B．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝5518kJ·mol－1D．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－48.40kJ·mol－1变式训练4化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为__________________________________________________________________【限时检测】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．将V1mL1.00mol·L－1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50mL)。下列叙述正确的是()A．做该实验时环境温度为22℃C．NaOH溶液的浓度约为1.00mol·L－1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应3．反应C(石墨)===C(金刚石)是吸热反应，由此可知 ()①石墨比金刚石稳定②石墨没有金刚石稳定③石墨和金刚石可以相互转化④石墨和金刚石不可以相互转化A．①③ B．②④ C．①④ D．②③4．下列说法中正确的是 ()A．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓5．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，则下列关于方程式2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)的ΔH的说法中正确的是 ()A．方程式中的化学计量数表示分子数B．该反应ΔH大于零C．该反应ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．可表示36g水分解时的热效应6．已知：H2(g)＋F2(g)→2HF(g)ΔH＝－270kJ·mol－1，下列说法正确的是 ()A．2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJC．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量7．由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放出241.8kJ的热量，1g水蒸气转化为液态水放出2.45kJ的热量，则下列热化学方程式书写正确的是 ()A．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.9kJ·mol－1B．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－241.8kJ·mol－1C．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝285.9kJ·mol－1D．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝241.8kJ·mol－18．已知1gH2完全燃烧生成水蒸气放出热量121kJ，且O2中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中形成1molH—O键时放出热量463kJ，则H2中1molH—H键断裂时吸收的热量为 ()A．920kJ B．557kJC．436kJ D．188kJ9．如图为某密闭容器中气态物质进行反应时物质总能量(kJ·mol－1)的关系图，则下列热化学方程式正确的是()。A．2A(g)＋B(g)=2C(g)ΔH＝(E2－E1)kJ·mol－1B．2A(g)＋B(g)=2C(g)ΔH＝－(E2－E1)kJ·mol－1C．2C(g)=2A(g)＋B(g)ΔH＝－(E2－E1)kJ·mol－1D．2C(g)=2A(g)＋B(g)ΔH＝(E2－E1)kJ10．(2014·长沙模拟)实验测得：101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是()。①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1A．仅有② B．仅有②④C．仅有②③④ D．全部符合要求第一章第一节化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热与焓变学案答案【课前自主预习】1．反应热(1)温度，释放或吸收。Q。(2)反应热eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Q>0吸热反应,Q<0放热反应))(3)③⑤，①②④。2．反应热的测定(1)原理Q＝－C(T2－T1)。反应前和反应后体系的温度。(2)答案相同。均为强酸强碱稀溶液的中和反应，实质均为H＋＋OH－=H2O。3．焓变(1)反应产物总焓与反应物总焓之差。ΔH>0，ΔH<0，单位是J·mol－1或kJ·mol－1。(2)答案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。4．热化学方程式(2)答案4molNH3(g)与5molO2(g)完全反应生成4molNO(g)和6molH2O(g)时，放出热量905kJ。(3)答案①ΔH1>ΔH2放热反应②ΔH1<ΔH2放热反应③ΔH1>ΔH2放热反应【课堂互动探究】一、化学反应的反应热与焓变1．答案不能，醋酸电离出H＋时吸收热量，所测中和反应的反应热的数值小于强酸强碱的中和反应的反应热。也不能，浓H2SO4溶解过程放热，使所测数值偏大。2．焓变与物质能量的关系大于小于ΔH<0ΔH>03.①E1>E2反应吸收能量ΔH>0②E1<E2反应放出能量ΔH<04．①吸热。②放热。【互动思考】1．答案反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。2．答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)√典例1解析焓变是反应产物的总焓与反应物的总焓之差，它与反应物的量有关，而与反应条件(如是否加热)没有直接关系，所以A、C两项不正确；ΔH>0时，物质的总能量增加，反应吸热；ΔH<0时，物质的总能量减少，反应放热，B项错误；在反应中若物质所具有的总能量减少，反应就放热，反之就吸热，因此D项正确。答案D变式训练1(3)断裂旧键吸收的能量形成新键释放的能量2molSO2(g)完全氧化为2molSO3(g)时的焓变解析本题综合考查化学反应的热效应、焓变、化学键以及物质能量之间的关系。解题时应分析清楚图象含义以及其与上述四者之间的关系。(1)因ΔH＝－99kJ·mol－1<0，故为放热反应。(2)分析图象，纵坐标为能量变化，横坐标为反应过程，则A代表起始能量(即反应物的总能量)，C代表终态能量(即反应产物的总能量)。(3)从化学键的角度分析化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，故E代表破坏旧键吸收的能量，F表示形成新键释放的能量，ΔH表示形成新键释放的能量与破坏旧键吸收的能量差即反应的热效应。答案(1)放热(2)反应物的总能量反应产物的总能量变式训练2解析(1)从题中图像中可以看出，反应物的能量低，产物的能量高，则该反应为吸热反应。E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E1与E2的差值就是该反应的焓变。(2)催化剂能通过降低化学反应的活化能来加快化学反应速率，对于可逆反应，催化剂能同时降低正反应和逆反应的活化能，但该