【金识源】(2013秋)高中化学(新人教版选修4)11 化学反应与能量变化 教案+学案+课件+练习(打包6份)

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名称 【金识源】(2013秋)高中化学(新人教版选修4)11 化学反应与能量变化 教案+学案+课件+练习(打包6份)
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2013-10-12 09:43:37

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高二化学选修四导学案2:第一章第一节 化学反应与能量的变化(第一课时)
【学习目标】1.了解反应热的概念,知道热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道反应热与化学键的关系。
3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。
【重点·难点】 重点:焓变、反应热的概念。
难点:从化学键角度认识化学反应能量变化的原因。
课前预习------自主学习教材 独立思考问题
1.焓变
(1)焓变
①概念:焓(H)是与内能有关的 。在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的 即焓变(ΔH)决定。
②常用单位: 。
(2)焓变与反应热的关系:
恒压条件下,反应的热效应等于焓变。因此,我们常用 表示反应热。
2.1 mol H2分子中的化学键断裂吸收436 kJ的能量,1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收243 kJ的能量,2 mol HCl分子中的化学键形成释放862 kJ的能量,则H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为 。
3.ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系
(1)放热反应:ΔH 0(填“<”或“>”),即ΔH为 (填“+”或“-”)。
(2)吸热反应:ΔH 0 (填“<”或“>”),即ΔH为 (填“+”或“-”)。
4.△H计算的表达式:
课内探究------合作探究重点 互动撞击思维                   
一、探究:
1、对于放热反应:能量如何转换的?能量从哪里转移到哪里?
体系的能量如何变化?升高还是降低?
环境的能量如何变化?升高还是降低?
规定放热反应的ΔH 为“-”,是站在谁的角度?体系还是环境?
2、由课本P2 中H2+Cl2=2HCl反应热的计算总结出用物质的键能计算反应热的数学表达式
△H=
3、△H<0时反应 热 △H > 0时反应 热
4、如何理解课本P3中△H =-184.6kJ/mol中的“/mol
5、由课本P3 中图1-2 总结出用物质的能量计算反应热的数学表达式
二、反思总结
1、常见的放热、吸热反应分别有哪些?
①常见的放热反应有
②常见的吸热反应有: 2、△H<0时反应 热△H > 0时反应 热3、反应热的数学表达式:△H=
高二化学选修四导学案3:第一章第一节 化学反应与能量的变化(第二课时)
【学习目标】 1.知道热化学方程式的意义。 2.知道影响反应热大小的因素。
3.会写热化学方程式。 4.能熟练判断热化学方程式的正误。5.了解中和热的含义及测定方法。
【重点·难点】 热化学方程式的书写。
课前预习------自主学习教材 独立思考问题
一、热化学方程式
1.概念:能表示参加反应的 和 的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2.表示意义
(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的 变化,也表明了化学反应中的 变化。
(2)热化学方程式中的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的 和实际生成的生成物的 。
(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的 相对应。
3.书写热化学方程式的注意事项
二、中和热的测定
1.实验原理:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成 ,这时的反应热叫做中和热。
2.注意事项:(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。
(2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。
(3)实验中若使用了弱酸或弱碱,会使测得中和热的数值偏小。
课内探究------合作探究重点 互动撞击思维                   
一、热化学方程式
1概念 阅读教材相关内容,思考、讨论、回答问题:
什么是热化学方程式,有何意义?书写步骤?
2热化学方程式的书写注意事项:对比以下热化学方程式
H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol ①
H2(g)+ 1/2 O2(g)= =H2O(g) △H=-241.8kJ/mol ②
2H2(g)+ O2(g)==2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol ③
思考:(1)与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?
(2)正确书写热化学方程式应注意哪几点?
(3)反应物和生成物前的系数它代表了什么?在方程式中?H它表示了什么意义? ?H与它的值与什么有关系?
二、反思总结
书写热化学方程式的注意事项:  (1)需注明 。 因反应的温度和压强不同时,其△H不同。  (2)要注明反应物和生成物的 。因物质的聚集状态,与它们所具有的能量 有关
 (3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其△H也 。
第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化第1课时 焓变反应热
[目标要求] 1.了解反应热的概念,知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道反应热与化学键的关系。3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。
焓变 反应热
在化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴有能量变化。
1.焓和焓变
焓是与物质内能有关的物理量。单位:kJ·mol-1,符号:H。
焓变是在恒压条件下,反应的热效应。单位:kJ·mol-1,符号:ΔH。
2.化学反应中能量变化的原因
化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。
任何化学反应都有反应热,这是由于在化学反应过程中,当反应物分子间的化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用,这需要吸收能量;当原子重新结合成生成物分子,即新化学键形成时,又要释放能量。
ΔH=反应物分子的总键能-生成物分子的总键能。
3.放热反应与吸热反应
当反应完成时,生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小,决定化学反应是吸热反应还是放热反应。
(1)当ΔH为“-”或ΔH<0时,为放热反应,反应体系能量降低。
(2)当ΔH为“+”或ΔH>0时,为吸热反应,反应体系能量升高。
4.反应热思维模型
(1)放热反应和吸热反应
 
  放热反应         吸热反应
(2)反应热的本质
(以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-186 kJ·mol-1为例)
E1:E(H—H)+E(Cl—Cl)
E2:2E(H—Cl)
ΔH=E1-E2
                   
知识点一 有关反应热的概念
1.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.吸热反应在一定的条件下也能发生
D.焓变的符号是ΔH,单位是kJ·mol-1,反应热的单位是kJ
答案 C
2.已知在相同状况下,要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是(  )
A.电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气,该反应是一个放出能量的反应
B.水分解产生氢气和氧气时放出能量
C.相同状况下,反应2SO2+O2===2SO3是一个放热反应,则反应2SO3===2SO2+O2是一个吸热反应
D.氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量
答案 C
解析 由题意可以推测,如果一个反应过程放出能量,那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量,所以C正确;另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应,与它们相反的反应:水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应,故A、B、D错误。
知识点二 反应热与化学键键能的关系
3.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。现给出化学键的键能(见下表):
化学键
H—H
Cl—Cl
Cl—H
键能/(kJ·mol-1)
436
243
431
请计算H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热(  )
A.+862 kJ·mol-1 B.+679 kJ·mol-1
C.-183 kJ·mol-1 D.+183 kJ·mol-1
答案 C
解析 拆开1 mol H2和1 mol Cl2中的化学键所吸收的能量是436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1=679 kJ·mol-1;形成2 mol HCl所放出的能量是431 kJ·mol-1×2=862 kJ·mol-1,所以该反应的反应热是679 kJ·mol-1-862 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1。4.
白磷的化学式为P4,分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10),在十氧化四磷分子里只存在P—O和P===O两种共价键。


已知几种共价键的键能:P—O 360 kJ·mol-1;
P===O 585 kJ·mol-1;P—P 198 kJ·mol-1;
O===O 498 kJ·mol-1。
请问:在P4(s)+5O2(g)===P4O10(s)中,ΔH=______________。
答案 -2 982 kJ·mol-1
解析 由P4的分子结构和P4+5O2P4O10的物质变化,在P4O10分子中只存在P—O和P===O两种共价键,P4O10中P显+5价、O显-2价等事实可知,在P4分子结构的基础上,每2个P原子之间插入1个O原子形成2个P—O键,每个P原子再结合1个O原子形成P===O键,就构成了P4O10的分子结构。这样,在1个P4O10分子中共有12个P—O键、4个P===O键。
ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=6×198 kJ·mol-1+5×498 kJ·mol-1-(12×360 kJ·mol-1+4×585 kJ·mol-1)=-2 982 kJ·mol-1。
知识点三 反应热与反应物、生成物总能量的关系
5.对放热反应:A+B===C+D,以下说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)(  )
A.EA>EB B.EA>EB+EC
C.EA+EB>EC+ED D.EA+EB答案 C
解析 反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,在发生化学反应时,有一部分能量会转变成热能释放出来,这类反应即为放热反应。
6.
由上图分析,有关叙述正确的是(  )
A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B.A―→B+C是放热反应
C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D.A―→B+C是吸热反应,则B+C―→A必然是放热反应
答案 D
解析 本题考查化学反应中的能量变化,由图可知,B+C的能量高于A的能量,则反应B+C―→A一定是放热反应;反之,A―→B+C则是吸热反应。根据能量守恒定律,两反应的反应热在数值上相等,符号相反。
练基础落实
1.下列说法不正确的是(  )
A.任何化学反应都伴随着能量变化
B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应
D.反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应
答案 B
解析 任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定表现为热量变化,还可能以光能等其他形式的能量放出;E(反应物)>E(生成物),反应放热,E(反应物)2.已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJ·mol-1,H—N键键能为391 kJ·mol-1,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。则
N≡N键的键能是(  )
A.431 kJ·mol-1 B.945.6 kJ·mol-1
C.649 kJ·mol-1 D.896 kJ·mol-1
答案 B
解析 ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和
ΔH=3×E(H—H)+E(N≡N)-6E(N—H)=3×436 kJ·mol-1+E(N≡N)-6×391 kJ·mol-1=-92.4 kJ·mol-1,所以E(N≡N)=-92.4 kJ·mol-1+6×391 kJ·mol-1-3×436 kJ·mol-1=945.6 kJ·mol-1。
3.已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ,下列关系式正确的是(  )
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2答案 D
解析 根据能量守恒原理:破坏化学键吸收的能量-形成新化学键放出的能量=反应热。对于该放热反应:ΔH<0,则Q1+Q2-2Q3<0,故Q1+Q2<2Q3。
练方法技巧
思维模型的运用
4.
已知H2(g)+O2(g)===H2O(g)反应过程中能量变化如图,问:a、b、c分别代表什么意义?该反应是放热反应还是吸热反应,ΔH大于零还是小于零?
答案 a代表旧键断裂吸收的能量,b代表新键生成释放的能量,c代表反应热;该反应为放热反应,ΔH<0。
解析 H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2(g)―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键吸收的能量,故a代表旧键断裂吸收的能量,b代表2H(g)+O(g)结合成H2O(g)过程中化学键所放出的能量,c代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之差;由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量,故该反应为放热反应,ΔH<0。
练综合拓展
5.下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量(kJ)
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答(1)~(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是(  )
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是(  )
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应?
答:____________________。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是__________。
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答:________,你的根据是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)A (2)A (3)放热反应 (4)Cl2 (5)能
元素的非金属性越强,生成的氢化物越稳定,反应放出的热量就越多
解析 破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 mol该物质放出的能量相等,放出的能量越多,物质本身具有的能量越低,分子越稳定。(1)生成1 mol H2时放出的能量最多,为436 kJ;(2)在氢化物中,生成1 mol HCl时放出的能量最多,为432 kJ;(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为:185 kJ、103 kJ和9 kJ。
6.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量是________。
答案 436 kJ
解析 因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,所以1 mol H2与 mol O2
完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出热量242 kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为
在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成,其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1时所发生键的变化为断裂1 mol H—H键和 mol O===O键、形成2 mol O—H键,因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为×496 kJ+E(H—H),形成新键释放的能量为2×463 kJ=926 kJ,此反应为放热反应,所以有926 kJ-×496 kJ-E(H—H)=242 kJ,解得E(H—H)=436 kJ。
第2课时 热化学方程式
[目标要求] 1.知道热化学方程式的意义。2.知道影响反应热大小的因素。3.会写热化学方程式。4.能熟练判断热化学方程式的正误。5.了解中和热的含义及测定方法。
一、热化学方程式
1.概念
能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2.表示意义
(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的热量变化。
(2)热化学方程式中物质的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。
3.书写热化学方程式的注意事项
(1)注明物质的聚集状态;
(2)标出对应的反应热;
(3)标明反应所处的外界条件(常温常压时,可不注明)。
二、中和热的测定
1.实验原理
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H2O,这时的反应热叫做中和热。
2.注意事项
(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。
(2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。
(3)实验中若使用了弱酸或弱碱,会使测得中和热的数值偏小。
知识点一 热化学方程式的概念和意义
1.下列说法正确的是(  )
A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式
D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-483.6 kJ
答案 C
解析 A项,热化学方程式还应注明各物质的聚集状态;B项,放热反应有时在点燃或加热时才能发生;D项,ΔH的单位错误。
2.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1表示(  )
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
C.1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
答案 C
解析 依据反应热的概念,表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量,单位是kJ·mol-1,该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ的热量,特别要指明水的状态。
知识点二 热化学方程式的书写及正误判断
3.分析图中的能量变化情况,下列正确的是(  )

A.2A+B===2C ΔH<0 B.2C===2A+B ΔH<0
C.2A(g)+B(g)===2C(g) ΔH<0 D.2A(g)+B(g)===2C(g) ΔH>0
答案 D
解析 A、B选项没注明物质状态,且ΔH的符号错误,均不正确。根据图象先确定物质总能量的相对关系,再确定放热:2C(g)===2A(g)+B(g) ΔH<0或吸热:2A(g)+B(g)
===2C(g) ΔH>0。
4.已知在1×105 Pa、298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是(  )
A.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+242 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-484 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=+242 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+484 kJ·mol-1
答案 A
解析 氢气燃烧是放热反应,其ΔH应为负值,故C、D错误;2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,而B是生成液态水,所以B也是错误的;反应逆向进行,ΔH符号相反,因此A是正确的。
知识点三 中和热
5.50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题:

(1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是
________________________________________________________________________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。结合日常生活的实际该实验在______中进行效果更好。
(3)实验中改用60 m L 0.50 mol·L-1盐酸与 50 m L 0.55 mol·L-1 NaOH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”),所求中和热________(填“相等”或“不相等”),简述理由__________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会________;用50 m L 0.5 mol·L-1 NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会
________________________________________________________________________。
(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
答案 (1)减少实验过程中的热量损失 (2)偏小 保温杯 (3)不相等 相等 因中和热是在稀溶液中,1 mol H+和1 mol OH-发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸碱的用量无关 (4)偏小 偏小
解析 要掌握实验操作要点:①量热计保温效果要好;②酸碱溶液的浓度要小;③酸碱一方要过量;④操作迅速准确,减少热量损失;⑤及时准确记录数据。中和热是在稀溶液中,1 mol H+和1 mol OH-发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,强酸与强碱反应的实质是H++OH-===H2O,计算出来的中和热是相同的。
练基础落实
1.已知热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ·mol-1,则关于热化学方程式:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2=?的说法中正确的是(  )
A.热化学方程式中化学计量数表示分子数
B.该反应ΔH2大于零
C.该反应的ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
D.该反应可表示36 g水分解时的热效应
答案 B
解析 ΔH2与ΔH1符号相反,数值相等,故ΔH2=+571.6 kJ·mol-1;D选项没有指明36 g水的状态,故D项错误。
2.已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270 kJ·mol-1,下列说法正确的是(  )
A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量
B.1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C.在相同条件下,1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol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270 kJ热量
答案 C
解析 A项中用L做单位是错误的,因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量;B项中放出热量小于270 kJ是错误的,应大于270 kJ;D项中说几个分子间反应是错误的;C项正确。
3.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.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ·mol-1
B.C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=+2b kJ·mol-1
C.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ·mol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+b kJ·mol-1
答案 A
解析 乙炔燃烧是放热反应,ΔH<0,则排除B、D两选项;又因反应生成1 mol二氧化碳气体时,放出热量为b kJ,则生成4 mol CO2(g)应放出热量4b kJ,故A正确,C不正确。
4.已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
对下列反应:
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
H2SO4(浓)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
HNO3(aq)+NaOH(aq)===NaNO3(aq)+H2O(l)
ΔH=-Q3 kJ·mol-1
上述反应均在溶液中进行,则下列Q1、Q2、Q3的关系正确的是(  )                
A.Q2>Q3>Q1 B.Q2>Q1>Q3 C.Q1=Q2=Q3 D.Q2=Q3>Q1
答案 A
解析 由题意知,HNO3和NaOH反应放出的热量为中和热,醋酸中存在电离平衡,其电离过程要吸收热量,故Q1Q3,故Q15.已知:
(1)H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
(4)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
下列关系式中正确的是(  )
A.ad>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0
答案 C
解析 抓比较的关键。该反应是放热反应,ΔH<0;(1)与(2)是生成H2O的状态一样,但物质的计量数是2倍关系,2a=b;同理比较(3)、(4)得:2c=d,由于H2O(g)===H2O(l)是放热反应,ΔH<0,故c练方法技巧
可逆反应的反应热分析技巧
6.工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体,已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则下列热化学方程式正确的是(  )
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C.SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=+98.3 kJ·mol-1
D.SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
答案 A
练综合拓展
7.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-55.6 kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(  )
A.-67.7 kJ·mol-1 B.-43.5 kJ·mol-1
C.+43.5 kJ·mol-1 D.+67.7 kJ·mol-1
答案 C
解析 强酸和强碱反应的中和热为55.6 kJ·mol-1,当氢氰酸与氢氧化钠反应时,由于氢氰酸为弱酸,存在氢氰酸的电离反应,该反应为吸热反应,故两者反应时放出的热量较强酸和强碱反应放出的热量少,两者的差值(55.6-12.1=43.5)就是氢氰酸在水溶液中电离吸收的热量的数值,电离反应吸热,ΔH为正值,故C项正确。
8.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3 695 kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(  )
A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3
答案 B
解析 设112L即5 mol混合气体中H2的物质的量为x,则285.8x+890(5-x)=3 695,解得:x=1.25 mol。则n(H2)∶n(CH4)=1.25 mol∶3.75 mol=1∶3。
9.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.76 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量分别为______________。
答案 0.2 mol、0.2 mol
解析 由题意知:反应生成3.6 g H2O(l),故H2的物质的量为=0.2 mol。
0.2 mol H2完全燃烧放出的热量为×0.2 mol=57.16 kJ,故CO完全燃烧放
出的热量为113.76 kJ-57.16 kJ=56.6 kJ,所以CO的物质的量为=0.2
mol。
课件54张PPT。第一章 化学反应与能量第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化
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1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化,了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。
4.认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化,能量的多少取决于反应物和生成物的质量,反应过程中能量守恒。
5.通过中和反应反应热的测定,初步学习测定化学反应热的实验方法。
6.能正确分析测定反应热时误差产生的原
因,并能采取适当措施减少实验误差。第1课时 焓变 反应热
自主学习一、化学反应过程中能量变化的表现形式
1.化学反应过程中,不仅有物质的变化,还有能量的变化。这种能量的变化常以____、_______、_______等形式表现出来。热能电能光能2.化学反应中的能量变化,通常主要表现为______的变化。对化学反应,以反应过程中放热或吸热为标准划分,分为放热反应和吸热反应两种类型。有热量________的反应叫做放热反应,需要_________热量的反应叫做吸热反应。
热量放出吸收想一想
是不是所有的化学反应都有能量的变化?为什么?
提示:是的,原因是能量的变化与键能有关
系,反应物的键能之和与生成物的键能之和是不相等的。
二、焓变 反应热
1.焓变
(1)焓变
①概述:焓(H)是与内能有关的________。
在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还
是放热反应,由生成物与反应物的______即
焓变(ΔH)决定。物理量焓值差②常用单位:___________ (或kJ·mol-1)。
(2)恒压条件下,反应的热效应等于______。因此常用_________表示反应热。
2.ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系
(1)放热反应:反应完成时,生成物释放的总能量________反应物吸收的总能量的反应。kJ/mol焓变ΔH大于由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量______,故ΔH______0(填“<”或“>”),即ΔH为______ (填“+”或“-”)。
(2)吸热反应:反应完成时,生成物释放的总能量_______反应物吸收的总能量的反应。由于反应时吸收能量(能量来自环境)而使反应体系的能量_____,故ΔH__0(填“<”或“>”), 即ΔH为_______ (填“+”或“-”)。
降低<-小于升高+>3.化学反应中能量变化的图示
结论:ΔH=E生成物-E反应物;E反应物___E生成物,反应放热;E反应物_____E生成物,反应吸热。
><自主体验
判断正误
1.任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热。(  )
2.伴有能量变化的物质变化一定都是化学变化。(  )3.需要加热才能进行的反应一定是吸热反应。(  )
4.在确定的化学反应体系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同。(  )
5.物质具有的能量越高,物质的稳定性越强。(  )
答案:1. × 2. × 3. × 4. ∨ 5. ×
探究导引1 浓H2SO4稀释时放出的热量是否为反应热?
提示:只有化学反应过程中放出或吸收的热量才叫做反应热;而物理变化中的能量变化不是反应热,如NH4NO3溶于水吸热,浓H2SO4稀释放热等。探究导引2 “放热反应都不需要加热,吸热反应都需加热”这种说法对吗?
提示:这种说法不对,因为在反应过程中,判断反应是吸热反应还是放热反应与是否需要在加热或点燃条件下反应没有直接关系。例如,铁与硫的反应,必须在加热条件下才能进行,但该反应属于放热反应。要点归纳
放热反应和吸热反应的比较
特别提醒
(1)描述上述概念时,无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值需带“+”“-”符号。
(2)单位为kJ·mol-1,不是kJ。符号、数值和单位三者缺一不可,是个整体。(3)所带“+”“-”符号均具有数学意义,参与大小比较。
(4)某反应向右进行是放热(或吸热)反应,则其反向进行(向左进行)的反应就是吸热(或放热)反应,且热值相等,符号相反。
即时应用
1.下列说法正确的是(  )
①需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很易发生 ③反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有总能量的相对大小 ④吸热反应在一定条件下也能发生
A.①②        B.②③
C.①④ D.③④
解析:选D。反应是吸热还是放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。放热反应和吸热反应在一定条件下都能
发生。反应开始需加热的反应可能是吸热反
应,也可能是放热反应。
探究导引3如何利用化学键的键能来计算反应热?
提示:化学键的断裂要吸收能量,形成新化学键要释放能量,若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释放的总能量,则为吸热反应,反之则为放热反应。
即E总(断键)>E总(成键),为吸热反应;E总(断键)1.反应热与物质中化学键的关系
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)。
E1>E2 反应吸收能量 ΔH>0 吸热反应
E12.反应热与物质固有能量的关系
反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量,导致反应物转化为生成物时放出热量,为放热反应;反应物具有的总能量小于生成物所具有的总能量,则反应时需要从外界吸收能量,为吸热反应。
3.ΔH的计算方法
从不同角度解释反应热,其计算方式也不同,故ΔH一般有两种表达方式:
(1)ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
(2)ΔH=反应物中化学键断裂吸收的能量之和-生成物中化学键形成放出的能量之和
特别提醒
物质键能越小,破坏它需要的能量就越小,稳定性越弱,说明本身具有的能量越高;反之物质键能越大,破坏它需要的能量就越大,稳定性越强,说明本身具有的能量越低。
即时应用
2.(2012·芜湖高二测试)下列说法正确的是
(  )
A.焓变单位中kJ·mol-1,是指1 mol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<0
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”
D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”
解析:选C。焓变单位中的kJ·mol-1,是指每摩尔具体的反应,不一定指参加反应的物质, A错;在反应中物质所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C对;化学反应的实质是旧化学键的断裂,新化学键的形成,断键时吸收能量,成键时放热,所以D错。
(1)a、b、c分别代表什么意义?
a._________________________________;b.________________________________________________________________________;
c.________________________________________________________________________。
(2)该反应是____________反应(填“吸热”或“放热”),ΔH__________0(填“>”或“<”)。(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量,所以该反应为放热反应,ΔH<0。
【答案】 (1)代表旧键断裂吸收的能量 代表新键形成放出的能量 代表反应热 (2)放热 <【名师点睛】 (1)放热反应是体系反应后放出能量而使体系的能量降低,ΔH<0;物质的稳定性增强。如A→B ΔH<0,则稳定性B>A。
(2)吸热反应是反应通过加热、光照等外界条件吸收能量而使体系的能量升高,ΔH>0;物质的稳定性减弱。如A→B ΔH>0,则稳定性A>B。
(2012·武汉高二检测)由右图分析,下列说法正确的是(  )
A.A→B+C和B+C→A两个反应吸收或放出的能量不等
B.A→B+C是放热反应
C.A具有的总能量高于B和C具有的能量总和
D.A→B+C是吸热反应,B+C→A必然是放热反应
【解析】 根据能量守恒可知,正逆两个过程中的能量变化的数值是相等的,只是一个过程吸热,另一个过程放热;A的能量低,而B+C的能量高,所以反应中A→B+C应是一个吸热反应。
【答案】 D
【规律方法】 判断化学反应放热或吸热的方法
(1)根据ΔH的“+”和“-”判断。
ΔH为“+”为吸热反应,ΔH为“-”为放热反应。
(2)根据反应物和生成物的总能量差判断
若E(反应物)>E(生成物),为放热反应;若E(生成物)>E(反应物),则为吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的键能差判断
若反应物的总键能大于生成物的总键能,则为吸热反应;若生成物的总键能大于反应物的总键能,则为放热反应。
(4)依据化学反应的类型判断
如所有的燃烧反应、酸、碱中和反应都属于放热反应。
(2010·高考重庆卷改编题)已知H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH=-102 kJ/mol,其他相关数据如下表:则表中a为(  )
A.404 B.260
C.230 D.200
【解析】 反应的ΔH=(436+a)-2×369
=-102(kJ/mol)
解得a=200。【答案】 D
【名师点睛】依据键能求解反应热的方法:
ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。
化学反应能量变化的探究
一个化学反应是吸热反应还是放热反应,常根据以下两个实验观察判断:(1)反应体系温度的变化;(2)封闭体系内压强的变化。
[经典案例] 在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验:
在一个小烧杯里,加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片(或三合板)上,然后再加入约10 g NH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。
试回答下列问题:
(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么?
(2)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是什么?(回答出三个以上的原因)
(3)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热?(回答出两种方案)
【解析】 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,二者充分反应后,温度会明显降低。为证明这一反应是吸热反应,可在烧杯和玻璃片之间滴入少量水,通过二者反应使周围的温度降低,烧杯与玻璃片之间的水结成冰,从而烧杯与玻璃片黏在一起。但实验时要注意以下几点:①药品用量不能太少。
②反应要用玻璃棒充分迅速搅拌,使反应快速进行。
③玻璃片上的水不能太多,否则不易结冰。
【答案】 (1)使反应物混合而迅速充分地反应,并使温度迅速下降。
(2)①药品用量太少;
②Ba(OH)2·8H2O未研成粉末,反应太慢;
③没有立即迅速搅拌;
④环境温度太高;
⑤玻璃片上滴加的水太多。
(3)①用皮肤感觉很凉;
②用温度计来检验,发现温度下降。
【金识源】(2013秋)高中化学(新人教版选修4)12 燃烧热能源 教案+学案+课件+练习(打包4份)
高二化学选修四第一章第一节《化学反应与能量的变化(2)》教案 新人教版
教学目标:
知识与技能
①书写表示化学反应热的化学方程式
②有关热化学方程式的计算
2.过程与方法
通过实例理解化学方程式的局限性,介绍热化学方程式的必在性
3.情感态度与价值观
通过热化学方程式的教学,培养学生勇于探索的科学态度
教学重点
书写表示化学反应热的化学方程式
教学难点
有关热化学方程式的计算
学习过程
1.复习回忆
1)、催化剂为什么能够加快反应速度?
2)、什么是有效碰撞、活化分子、活化能?
3)、化学反应中能量变化的主要原因?
4)、你了解“即热饭盒吗?知道是什么原理吗?
5)、什么是反应热(焓变)
2.引入
阅读课本:例1与例2
与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?
正确书写热化学方程式应注意哪几点?
3、热化学方程式的书写
1)热化学方程式定义:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2)正确书写热化学方程式应注意:(1)书写热化学方程式要注明反应的温度和压强,(为什么?)而常温、常压可以不注明,即不注明则是常温、常压。(2)标出了反应物与生成物的状态,(为什么要标出?)(3)写出了反应热,还注明了“+”,“-”(4)方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数。
4.注意点:
反应物和生成物前的系数它代表了什么?在方程式中?H它表示了什么意义? ?H的值与什么有关系?
热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,表示对应物质的物质的量。?H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热量,?H的值与方程式中的计量系数有关,即对于相同的反应,当化学计量数不同时,其?H不同。
例题
1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl,放出184.6KJ的热量,请写出该反应的热化学方程式。
2.写出下列反应的热化学方程式
1)1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g),需吸收68kJ的热量;
2)2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s),放出314kJ热量;
3) 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式。
4)4g CO在氧气中燃烧生成CO2,放出 9. 6kJ热量,写出CO燃烧的热化学方程式。
5)在一定条件下,氢气和甲烷燃烧的化学方程式为:
2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= – 572 kJ /mol
CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l);
( H= – 890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。
6)在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); ?H= – 572 kJ/mol
C3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l);?H = – 2220 kJ/mol
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则氢气和丙烷的体积比为
(A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1
7)已知
(1)H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol
(3) H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
(4) 2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是 A C 。
A、ad>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0
8)若2.6 g 乙炔(C2H2,气态)完全燃烧生成液态水和CO2(g)时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为 C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1300 kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2600 kJ/mol
教学反思: