2019-2020年高中化学《化学反应中的热效应》教案1 苏教版选修4.doc

2019-2020年高中化学化学反应中的热效应教案1 苏教版选修4课标要求学习目标知道键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。1.化学反应中物质变化和能量变化的实质学会从微观角度认识化学反应的反应热及焓变。2.热化学方程式及其书写、燃烧热及中和热的定义。3.掌握盖斯定律及焓变的简单计算。知识再现知识点1、化学变化中的物质变化与能量变化.物质变化的实质:旧化学键的断裂和新化学键的生成.能量变化的实质:破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键需要放出能量,化学反应过成中,在发生物质变化的同时必然伴随着能量变化.如下图:反应物总能量反应物总能量反应物总能量生成物总能量生成物总能量生成物总能量放热反应吸热反应反应过程放热反应物总能量生成物总能量反应过程吸热能量能量也可以从物质能量的角度来理解:概念:反应热: 化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的热量)来表示,叫反应热.放热反应: 化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.吸热反应: 化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.燃烧热:25C、101kPa时,1mol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:kJ/mol或J/mol.提示: (1)规定要在25C,101kPa下测出热量,因为温度、压强不定反应热的数值也不相同. (2)规定可燃物的物质的量为1mol. (3)规定可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量为标准.所谓完全燃烧,是指物质中下列元素完全转化成对应的物质:C-CO2 ,H-H2O ,S-SO2 ,等.中和热:在稀溶液中,酸和碱发生反应时生成1molH2O,这时的反应热叫做中和热.提示: (1)必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸和浓碱在相互稀释的时候会放热; (2)强酸和强碱的稀溶液反应才能保证中和热是57.3kJ/mol,而弱酸或弱碱在中和反应中电离吸收热量,其中和热小于57.3kJ/mol; (3)以1mol水为基准,所以在写化学方程式的时候应该以生成1mol水为标准来配平其余物质的化学计量数.即H2O的系数为1.常见的吸热反应和放热反应：吸热反应：其特征是大多数反应过程需要持续加热，如aCO3分解等大多数分解反应，H2和I2、等不活泼的非金属化合，a（OH）28H2O和NH4Cl固体反应，CO2和C的反应。放热反应：燃烧、中和、金属和酸的反应、铝热反应等。说明：吸热反应有的不需要加热如：a（OH）28H2O和NH4Cl固体反应，多数需要加热，放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。知识点2、化学反应的焓变概念：焓：用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量，叫做焓。化学反应的焓变：化学反应过程中反应物总能量与生成物总能量的变化叫做反应的焓变。热化学研究表明，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（同时可能伴随着反应体系体积的改变），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化。表达为： QpH其中：Qp表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。HH（反应产物）H（反应物）H为反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。知识点3、热化学方程式及其书写概念：热化学方程式：能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。书写注意事项：要注明反应物和生成物的聚集状态（若为同素异形体、要注明名称），因为物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关，即反应物的物质相同，状态不同，H也不同。要注明反应温度和压强。因为H的大小和反应的温度、压强有关，如不注明，即表示在101kPa和25C。热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示物质的量，故化学计量数可以是整数，也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，其H也同等倍数的改变。H的表示：在热化学方程式中H的“”“”一定要注明，“”代表吸热，“”代表放热。H的单位是：kJ/mol或J/mol。知识点4、焓变的计算盖斯定律及其应用盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是几步完成，其反应热是相同的，也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体的反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热和该反应一步完成的反应热相同，这就是盖斯定律。盖斯定律的应用盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来。例如： C（S）0.5O2（）=CO(g) 上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2、O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的H无法直接测得。但是下述两个反应的H却可以直接测得： C（S）O2（g）=CO2(g) ； H1=-393.5kJ/mol CO（g） 0.5 O2（g）CO2(g) ；H2-283.0kJ/mol根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的H。分析上述反应的关系，即知H1H2H3 H3H1H2-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol) -110.5kJ/mol由以上可知，盖斯定律的实用性很强。3反应热计算 根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定义的内涵，注意单位的转化即可。 关于热化学方程式的简单计算的依据a热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之比。热化学方程式之间可以进行加减运算。典题解悟下列说法正确的是物质发生化学变化都伴随着能量变化伴有能量变化的物质变化都是化学变化在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量解析该题主要考察化学反应中能量变化的理解与应用。 物质发生化学反应都伴随着能量变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化（如原子弹的爆炸）也都伴随者能量变化。在一个确定的化学反应中反应物的总能量（设为x）与生成物的总能量（设为y）之间的关系为：xy，化学反应为放热反应；xQ1的是A. 2H2（g）O2（g）2H2O（g）; HQ12H2（g）O2（g）2H2O（l）; HQ2S()+ O2（g）SO2(g)； HQ1S()+ O2（g）SO2(g)； HQ2C（s）0.5O2(g)CO(g)；HQ1C（s）O2(g)CO2(g); HQ2H2（g）Cl2(g)2HCl（g）HQ10.5H2（g）0.5Cl2(g)HCl（g）HQ2解析应根据热化学方程式特性来分析此问题。首先分析同一物质不同状态转化的能量变化。例如：中因H2O（g）H2O（l）放热、故2Q1；中S() S()吸热，而且在燃烧时必须由固态变为气态才能燃烧。故2Q1；其次分析化学计量数的影响，例如：中Q1Q2；再分析不同物质在反应中相互关系及反应热的影响。例如：中碳不完全燃烧生成，而还可以燃烧放出热量，故2Q1。答案：C已知：Zn（s）S（斜方）ZnS（s）；H1206.0kJ/mol ZnS（s）2 O2ZnS O4(s)；H2776.8kJ/mol试求由单质反应生成ZnS O4(s)的反应热，即Zn（s）S（斜方）2 O2ZnS O4(s)的H解析虽然这个反应不能直接发生，但是将已知的两个反应式相加：即得：Zn（s）S（斜方）2 O2（g）ZnS O4(s)根据盖斯定律：HH1H2206.0kJ/mol（776.8kJ/mol）982.8kJ/mol答案：由单质生成ZnS O4(s)的反应热H982.8kJ/mol变形题 已知热化学方程式：Fe2O3(s)3CO（s）2Fe（s）3CO2（g）；H25kJ/mol3Fe2O3(s)CO（s）2 Fe3O4(s)CO2（g）；H47kJ/molFe3O4(s)CO（s）4 FeO(s)CO2（g）；H+19kJ/mol写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式 。解析依据盖斯定律：不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。我们可以从题目中的有关方程式分析：从方程式（3）与方程式（1）可看出有我们需要的物质。但是方程式（3）必须通过方程式（2）有关物质才能和方程式（1）结合起来。答案：将方程式（1）1/2方程式（2）1/6方程式（3）1/3；可表示为（1）1/2（2）1/6（3）1/3得：FeO(s)CO（s） Fe(s)CO2；H(25kJ/mol)1/2（47kJ/mol）1/6（+19kJ/mol）1/311kJ/mol夯实双基已知下列三个热化学方程式C(s)H2O（g）CO（g）H2(g)；H131.5kJ/mol1/2H2（g）1/2Cl2（g）HCl（g）；H92.3kJ/mol H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；H241.8kJ/mol则以上三个反应的反应热大小关系正确的是 （ ）A. B. C. D.2.下列过程中H小于零的是 （ ）A. NO2转化为N2O4 B. 醋酸的电离C. 硝酸铵的水解 D.氯酸钾分解制氧气3.有如下三个反应方程式： （ ）H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；HakJ/molH2（g）1/2O2（g）H2O（l）；HbkJ/mol2H2（g）O2（g）2H2O（l）； HckJ/mol关于它们的下列叙述正确的是A. 它们都是吸热反应 B. a、b、c均为正值C. ab D. 2bc4.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. 放热反应在常温下一定很容易发生C. 反应是放热还是吸热由反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定D. 吸热反应在一定条件下也能发生5.固体碘在受热时发生升华现象，有关叙述正确的是 （ ）A. 破坏的是分子间作用力，未破坏I-I共价键，因此未发生吸热反应B. 碘受热升华，吸收热量，发生了吸热反应C. 碘受热升华，未破坏共价键不供应热量也能发生D. 碘受热升华，热能转化为化学能6.在100g炭不完全燃烧所得气体中CO和CO2的体积比为1:2.已知：C（s）1/2O2（g）=CO（g）；H1110.35kJ/molCO（g）1/2O2 CO2（g）；H2282.57kJ/mol则与100g炭完全燃烧相比，损失的热量是。 （ ）A. 392.93kJ B. 2489.42kJ C. 784.92kJ D. 3274.3kJ7.已知CH4(g)2O2（g）CO2(g)2H2O（l）；H890kJ/mol。当一定量的CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O（l）所放出的热量为74kJ时，所需要空气在标况下的体积约为（空气中N2:O2体积比为4:1计算） （ ）A. 37.24L B. 18.62L C. 9.3L D. 20.50L 8.含NaOH20.0g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是（ ）A. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H2O（l）；H28.7kJ/molB. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H2O（l）；H28.7kJ/molC. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H2O（l）；H57.4kJ/molD. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H2O（l）；H57.4kJ/mol9.已知方程式2H2（g）O2（g）2H2O（l）H1571.6kJ/mol，则关于方程式2H2O（l）2H2（g）O2（g）; H2?的说法正确的是 （ ） A. 方程式中化学计量数表示分子数B. 该反应的H2大于零C. 该反应H2571.6kJ/mol D. 该反应与上述反应属于可逆反应10.在一定条件下CO、CH4燃烧热化学方程式分别为CO（g）1/2O2(g)CO2(g)；H283kJ/molCH4（g）2O2（g） CO2(g)H2O（l）；H890kJ/mol现有标况下的89.6LCO、CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时释放的热量为2953kJ，则CO、CH4的体积比为 （ ）A. 1：3 B. 3：1 C. 1：2 D. 2：111.下列说法中，正确的是 （ ）A. 1molH2SO4与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热B. 中和反应都是放热反应，盐类的水解都是吸热反应C.在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量一定叫碳的燃烧热D.CO燃烧是吸热反应12.已知2H2O（l）2H2（g）O2（g）；H1571.6kJ/molCH4（g）2O2（g） CO2(g)2H2O（l）；H2890.3kJ/mol1gH2和1gCH4分别燃烧后放出的热量之比约是 （ ）A. 1：3.4 B. 1：1.7 C. 2.3：1 D. 4.6：113.在做中和热的测定实验时，使用下列用品不是为了减少实验误差的是 （ ）A. 碎塑料泡沫 B. 环形玻璃棒 C. 底部垫纸条 D.两个量筒14.红磷（P）和白磷（P4）均为磷的同素异形体。已知：两者在氯气中燃烧，均有白烟雾产生；P4(s)5O2P4O10(s)；H12983.2kJ/mol P(s)5/4O21/4P4O10(s)；H1738.5kJ/mol(1) 写出红磷在氯气中燃烧的化学方程式： ，（2）写出白磷转化为红磷的热化学方程式： ，由此可知，红磷比白磷 （填“稳定”或“不稳定”）。15写出下列热化学方程式（1）SiH4是一种无色的气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2(s)和H2O（l），已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ，其热化学方程式为： 。（2）沼气是一种能源，它主要成分是CH4。0.5mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时，放出445kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为： 。16.已知2H2（g）O2（g）2H2O（g）；H484kJ/mol2H2（g）O2（g）2H2O（l）；H572kJ/mol若在标况下，将H2和O2的混合气体点燃爆炸后在恢复到标况下，气体体积减少33.6L，求反应放出的热量。17.把温度为13C，浓度为1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的碱溶液各50mL混合溶液密度均为1g/mL,生成的溶液的比热容为c4.184J/(gC)轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下：反应物起始温度t1/C 终了温度t1/C中和热 HClNaOH1319.8H1HClNH3H2O1319.3H2（1）试计算上述两组实验测出的中和热：H1 ；H1 。（2）实验中碱过量的目的是 。（3）两组实验结果差异的原因是 。能力提高1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是 （ ）A. 氯化钠 B. 固体硝酸铵 C. 固体氢氧化钠 D. 生石灰2.下列属于放热反应的是 （ ）A. Al稀盐酸 B. Ba(OH)28H2ONH4Cl（s） C. KClO3受热分解 D. CaOH2O3.天然气（CH4），液化石油气（C3H8）燃烧的化学方程式为CH42O2 CO22H2OC3H85O23 CO24H2O,现在有一套以天然气为燃料的灶具，欲改为燃烧液化石油气，应采取的正确措施是 （ ）A. 减少空气进入量，增大石油气进入量B. 增大空气进入量，减少石油气进入量C. 增大空气进入量，也增大石油气进入量D. 增大空气进入量，或减少石油气进入量4.已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol,当它氧化生成1g水时放出的热量是 （ ）A. 26.0kJ B. 51.9kJ C. 155.8kJ D. 567.3kJ5.在25C、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的（ ）A. CH3OH(l)3/2O2CO2（g）2H2O（l）；H 725.8kJ/molB. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 1452kJ/molC. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 725.8kJ/molD. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 1452kJ/mol6.已知H2（g）Cl2(g)2HCl（g）H184.6kJ/mol,则反应：HCl（g）1/2H2（g）1/2Cl2(g)的H？ （ ）A. 184.6 kJ/mol B. 92.3 kJ/mol C. 369.2 kJ/mol D.92.3 kJ/mol7.由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ写出该反应的热化学方程式： 。若1g水蒸气转化为液态水放热2.44kJ，则反应H2（g）1/2O2（g）H2O（l）的H kJ/mol,氢气的燃烧热为 kJ/mol。8.已知酒精燃烧的热化学方程式是C2H5OH(l)3O22CO2（g）3H2O（l）；H 1370.3kJ/mol现燃烧0.1g酒精，生成CO2（g）和H2O（l），放出的燃料能使100g水温度升高多少度？已知水的比热容为c4.184J/(gC)高考聚焦1.（xx江苏 4）氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的热化学方程式分别为： H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O (l)； H = 285.8 KJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H = 283 KJ/molC8H18 (l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9H2O (l)； H = 5518 KJ/molCH4 (g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)； H = 890.3 KJ/mol 相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是 AH2 (g) BCO(g) CC8H18 (l) DCH4 (g)答案：B2. （xx全国13）已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是A 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)；H2bkJ/molB C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g) H2O(l)；H2bkJ/molC 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)；H4bkJ/molD 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)；HbkJ/mol答案：A3.（xx天津 29）（14分）磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷（P）在3.2 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。（1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是 ，其相应的质量（g）为 。（2）已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热H 。（3）写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式： 。答案：（1）P2O3 P2O5 2.75 3.55（2）(20XY)kJ/mol（3）P(s)O2(g)P2O2(s)；H(20XY)kJ/mol4. （xx江苏21）（8分）通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以估算化学反应的反应热（H），化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360436431176347请回答下列问题：（1）比较下列两组物质的熔点高低（填“”或“”）SiC_Si；SiCL4_SiO2（2）右图立方体中心的“”表示硅晶体中的一个原子，请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的硅原子。（3）工业上用高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)该反应的反应热H_kJ/mol答案：（1） （2）（3）236 夯实双基答案1-5： C、A、D、CD、A 6-10： C、B、D、B、A1113： B、C、D、14.（1）2P3Cl22PCl3、2P5Cl22PCl5 （2） P4(s)4P（s）；H29.2kJ/mol; 稳定15. SiH4（g）2O2（g）SiO2(s)2H2O（l）；H1427.2kJ/mol CH4（g）2O2（g）CO2(s)2H2O（l）；H890kJ/mol16. 286kJ17. (1) H156.9kJ/mol H252.7kJ/mol （2） 碱过量是为了提高实验准确度，因NaOH溶液易吸收CO2而使NaOH浓度下降，NH3H2O则易挥发也使NH3H2O浓度下降。 （3） NaOH是强碱，在水溶液中完全电离，跟HCl反应时放热较多；NH3H2O是弱碱，只有部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少。能力提高答案：1-6:B AD D A B D 7. H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；H241.8kJ/mol；285.7； 285.7 8. 7.12C