高中化学选修4鲁科版第1章第1节化学反应的热效应

《高中化学选修4鲁科版第1章第1节化学反应的热效应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学选修4鲁科版第1章第1节化学反应的热效应（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一章化学反应与能量转换第一章化学反应与能量转换 化学反应的热效应化学反应的热效应知识点一知识点一 化学反应的反映热中的概念辨析化学反应的反映热中的概念辨析 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接1放热反应与吸热反应的异同(见下表)。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 温馨提示温馨提示(1)无论是放热反应还是吸热反应都是指化学反应(即化学变化)而不仅仅是放出或吸收热量。如浓H2SO4溶于水时是放热过程而非放热反应，NH4NO3溶于水时是吸热过程

2、却不是吸热反应。即放热(吸热)过程与放热(吸热)反应的实质是不一样的。(2)物质三态的变化是放(或吸)热的过程。如图所示为物质的气、液、固三态的变化与吸收或放出热量的关系。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 2中和热。概念：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量。(1)对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相等的，都约是57.3 kJmol1。H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 (2)对于强酸和弱碱(或弱酸和强碱)的稀溶液反应，中

3、和热一般低于57.3 kJmol1，因为弱电解质的电离 是 吸 热 的 。 如 ： CH3COOH(aq) OH(aq)=CH3COO(aq)H2O(l)Ha kJmol1(其中a57.3)。(3)中和反应的实质是H和OH中和生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离的其他物质等)，这部分反应热不在中和热内。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 3燃烧热。概念：25 、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位为kJmol1。温馨提示温馨提示(1)燃烧热是反应热中的一种具体表现形式

4、，Q为负值。(2)25 、101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物。(3)燃烧热通常是由实验测得的。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 例1CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是()A该反应为吸热反应BCO(g)和H2O(g)具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量C该反应不需要加热就能进行D1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ热量 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 解析

5、：由能量变化可知，反应产物的总能量比反应物的总能量低，反应为放热反应，但并不是不需要加热；当1 mol CO2(g)和 1mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)时，要吸收41 kJ热量。答案：B思路点拨：反应物总能量大于反应产物总能量的反应为放热反应，其逆过程为吸热反应，与反应条件无必然的联系。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 变式训练1下列物质间的反应，其能量变化符合右图的是(A) A由Zn和稀H2SO4制氢气 B灼热的炭粉与二氧化碳反应 CBa(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体混合 D碳酸钙的分解 情景导入情景

6、导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 解析：反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，该反应为放热反应。活泼金属与酸反应是放热反应，故A项正确； 碳与二氧化碳的反应、Ba(OH)28H2O和NH4Cl的反应、碳酸钙高温分解都是吸热反应，故B、C、D三项错误。知识点二知识点二 热化学方程式的书写及判断热化学方程式的书写及判断 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接1热化学方程式书写的基本步骤。第一步写出化学反应方程式；第二步依据题目信息注明物质状态；第三步计算焓变数值；第四步确定焓变的符号(即正负号)；最后写出热化学方程式。2书写热

7、化学方程式应注意的问题。(1)反应的焓变与各反应物和生成物的聚集状态有关，因此必须在方程式中每种物质的化学式后面必须用括号注明物质的聚集状态(s、l、g)，不用标“”或“”，水溶液中的溶质则用“aq”表示。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 (2)焓变与温度和压强等测定条件有关，所以书写时必须指明反应的温度和压强(298 K、101 kPa时，可不注明)。 (3)化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数。(4)H的单位是Jmol1或kJmol1，H只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。若H为“”，表示反应为放热反应；若H为“”，则

8、表示反应为吸热反应。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 (5)由于H与反应完成的物质的量有关，所以方程式前面的化学计量数必须与H相对应，若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变。温馨提示温馨提示比较反应热H的相对大小时，注意H的符号，即要带“”“”号比较，但比较反应放出或吸收的热量多少时要去掉“”“”号。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 例2已知在25 、101 kPa时，1 g C8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40 kJ的热量，表示上述反应

9、的热化学方程式正确的是()AC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H48.40 kJmol1BC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1DC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H48.40 kJmol1解析：本题考查热化学方程式的书写，应注意以下几点：标明各物质的聚集状态，A中H2O的状态标错；标明吸热还是放热，H0时为吸热，H0时为放热，本题放热H0，故C错；物

10、质变化和能量变化要对应，显然D错。答案：B 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 思路点拨：热化学方程式正误判断的“四看”：“一看”化学原理是否正确；“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。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 变式训练2已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(A)A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H4b kJ/mol BC2H2(g)5O2(g)=

11、2CO2(g)H2O(l)H2b kJ/mol C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2b kJ/mol D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)Hb kJ/mol 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 解析：乙炔燃烧是放热反应，H0，故排除B、D两项；又因反应生成1 mol二氧化碳时，放出热量为b kJ，则生成4 mol CO2应放出热量4b kJ，故A正确，C不正确。知识点三知识点三 反应焓变的计算反应焓变的计算 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接1根据热化学方程式进

12、行计算：焓变与反应物各物质的物质的量成正比。如：2H2(g)O2(g)= 2H2O(l)H1571.6 kJmol1，生成2 mol H2O(l)，H571.6 kJmol1；生成1 mol H2O(l)，H285.8 kJmol1。2根据反应物和生成物的总焓计算：HH(反应产物)H(反应物)。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 3依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算：H反应物的化学键断裂吸收的能量生成物的化学键形成释放的能量反应物总键能生成物总键能。4根据盖斯定律的计算。5根据比热公式求算：Qcmt。 情景导入情景导入 课标点击课标

13、点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 例3共价键都有键能之说，键能是指拆开1 mol共价键需要吸收的能量或者形成1 mol共价键所放出的能量。如HH键的键能是436 kJ/mol，HCl键的键能是431 kJ/mol，ClCl键的键能是247 kJ/mol，H2和Cl2反应生成1 mol HCl放出的热量是()A431 kJ B179 kJ C89.5 kJ D以上说法都不对 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 解析：在反应H2Cl2sup7(点燃(点燃)2HCl中，断裂1 mol HH键，1 mol ClCl键共吸收的能量为：436 kJ247 kJ6

14、83 kJ，生成2 mol HCl，共形成2 mol HCl键，放出的能量为：2431 kJ862 kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：863 kJ672 kJ179 kJ，所以H2和Cl2反应生成1 mol HCl放出的热量是为89.5 kJ，故选C。答案：C 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 变式训练3据下面的信息，判断下列叙述中正确的是(D)A氢气与氧气反应生成水的同时吸收能量B氢气与氧气反应生成水，该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 C1 m

15、ol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)，释放能量245 kJD2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，释放能量490 kJ解析：依据反应的热效应反应物键能之和生成物的键能之和436 kJ249 kJ930 kJ245 kJ；所以反应是放热反应；热化学方程式为：H2(g)O2(g)=H2O(g)H245 kJ/mol。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 氢气与氧气反应生成水的同时放出能量，故A项错误；氢气与氧气反应生成水是放热反应，根据能量守恒，该反应的反应物的总能量大于生成物的总

16、能量，故B项错误；1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)，释放能量245 kJ，气态水变为液态水时放出热量，所以1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)，释放能量大于245 kJ，故C项错误；依据反应的热化学方程式H2(g)O2(g)=H2O(g)H245 kJ/mol，可知同乘以2得到2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H490 kJ/mol，故D项正确。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 例4发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成

17、氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)= 2NO2(g)H167.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)= N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1试计算1 mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为_，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：_。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 解析：由题意可知，N2(g)2O2(g)= 2NO2(g)H167.7 kJmol 1，N2H4(g)O2(g)= N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1，根据盖斯定律，令2得2N2H4(g) N2(g)=2N2(g) 4H2O(g) 2NO2(g) H2H2

18、 H1， 整 理 得 2N2H4(g) 2NO2(g)= 3N2(g)4H2O(g) H2H2H1534 kJmol 1267.7 kJmol11 135.7 kJmol1，则1 mol N2H4与NO2完全反应时放出的热量为567.85 kJ。答案：567.85 kJ2N2H4(g)2NO2(g)= 3N2(g)4H2O(g)H1 135.7 kJmol1 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 变式训练4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2个热化学反应方程式：FeO(s)CO(g)=

19、Fe(s)CO2(g)H218 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.5 kJ/mol写出CO气体还原Fe3O4固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式： _ 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 解析：FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H218 kJ/mol，Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.5 kJ/mol，依据盖斯定律计算3得到：4CO(g)Fe3O4(s)=3Fe(s)4CO2(g)H13.5 kJ/moL。答案：4CO(g)Fe3O4(s)=3Fe(s)4CO2(g

20、)H13.5 kJ/moL知识点四知识点四 化学反应中能量变化的实验探究化学反应中能量变化的实验探究 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接【实验目的】测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。【实验用品】量热计、烧杯、量筒、氢氧化钠溶液、盐酸溶液 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 【实验原理】中和热是指在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1 mol H2O时的反应热。实验时，先测出盐酸和氢氧化钠溶液的起始温度，求其平均温度T1，两溶液混合充分反应后，读取混合液温T2，为了使计算简便， 上述HCl、NaOH

21、溶液的密度都近似为1 gcm3，中和后生成溶液的比热容c4.18 kJK1kg1，则该中和反应放出热量为0.836(T2T1)kJ。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 例5分别取40 mL的0.50 mol/L盐酸与40 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、_、_。(2)为什么中和热测定中要用稍过量的碱(或酸)：_。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 (3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1

22、 g/cm3，又知中和后生成溶液的比热容c4.18 J/(g)。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下： 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)。(4)上述实验数值结果与中和热的理论值57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b量取盐酸与氢氧化钠溶液时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 解析：(1)中

23、和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、搅拌器以及量筒。(2)在中和热测定的实验中，为了保证酸(或碱)能够完全被中和，往往使得一方过量。(3)40 mL的0.50 mol/L盐酸与40 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液中，溶液质量m80 mL1 g/mL80 g，c4.18 J/(g)，代入公式HQcmt得：HQ4.18 J/(g)80g 50.2 kJ/mol。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 化学反应中能量变化的实验探究 (4)a.实验装置保温、隔热效果必须好，否则影响实验结果，故a正确；b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量

24、的氢氧化钠体积偏大，故b正确；c.允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，故c错误；d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后，要将温度计回零再测定H2SO4溶液的温度，故d正确。 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 答案：(1)环形玻璃搅拌棒量筒(2)为了保证酸(或碱)能够完全被中和或通过测量值求算的是反应生成1 mol水时的反应热即中和热(3)50.2 kJ/mol(4)abd变式训练5在测定中和热的实验中，下列说法正确的是(A)A使用环形玻璃棒是为了加快反应速率，减小实验误差B为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 情景导入情景导入 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 C用0.5 molL1 NaOH溶液分别与0.5 molL1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、环形玻璃搅拌棒解析：B中水银球应浸入溶液中但不与烧杯底接触；C中盐酸是强酸，醋酸是弱酸；D中不用滴定管、天平。